發(fā)布時(shí)間：2018-01-03 09:05

  本文關(guān)鍵詞：基于“環(huán)形試樣”測(cè)試材料力學(xué)性能的理論研究與數(shù)值模擬　出處：《合肥工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著材料科學(xué)的飛速發(fā)展,各種性能優(yōu)良的新材料不斷涌現(xiàn),如纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、表面涂層材料和功能梯度材料,并廣泛應(yīng)用于航空、航天、電力、船舶、石油化工等工程領(lǐng)域。多樣的材質(zhì),繁多的加工工藝,導(dǎo)致材料的特性存在很大差異。為充分發(fā)揮各種新型材料的功效,材料的性能實(shí)驗(yàn)和構(gòu)件的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)成為材料設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。然而,迄今為止,對(duì)各種新材料力學(xué)性能的研究還沒(méi)有成熟的性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試方法。迫切需要改進(jìn)現(xiàn)有材料力學(xué)性能測(cè)試方法及設(shè)備,以滿(mǎn)足更廣泛的實(shí)驗(yàn)與工程方面的需求。本文基于環(huán)形試樣和徑向加載,建立一套新的實(shí)驗(yàn)理論,提出一種新的實(shí)驗(yàn)方法,來(lái)克服傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的不足。通過(guò)新的實(shí)驗(yàn)方法,只需測(cè)量環(huán)形試樣的徑向位移,即可得到各向同性和正交異性材料的所有材料常數(shù),特別是常規(guī)材料實(shí)驗(yàn)難以測(cè)量的垂直于纖維方向的橫向彈性模量。通過(guò)分析測(cè)量誤差對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響規(guī)律,證明了新的試驗(yàn)理論具有很大的實(shí)用性�？梢允褂矛F(xiàn)代先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)減小測(cè)量誤差,使新的試驗(yàn)方法具有較高的測(cè)試精度。同時(shí),在加載機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中,對(duì)加載方式、加載范圍、加載塊尺寸等因素進(jìn)行了詳細(xì)分析,進(jìn)一步降低了試驗(yàn)中觀(guān)測(cè)點(diǎn)位移誤差對(duì)結(jié)果的影響。以位移平均值代替均勻位移值,以壓力觀(guān)測(cè)值代替均勻內(nèi)壓力值來(lái)計(jì)算材料常數(shù),大大減小了測(cè)試過(guò)程中數(shù)據(jù)的觀(guān)測(cè)難度,可有效地提高新實(shí)驗(yàn)方法的實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性。該實(shí)驗(yàn)方法還可用于模擬各種壓力管道所受的內(nèi)壓以檢驗(yàn)不同規(guī)格和用途的管材,可大大縮短檢驗(yàn)周期和降低檢測(cè)費(fèi)用。因此,本文的研究對(duì)提升我國(guó)新材料的力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)和管材結(jié)構(gòu)試驗(yàn)水平具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。
[Abstract]:With the rapid development of material science, a variety of excellent new materials, such as fiber reinforced composites, surface coating materials and functionally gradient materials, have been widely used in aviation, aerospace, power, ships. Petrochemical engineering field. A variety of materials, a wide range of processing technology, leading to great differences in the characteristics of materials. In order to give full play to the efficacy of various new materials. Performance experiments of materials and structural tests of members have become the key to material design and structural design. However, up to now. There is no mature performance evaluation standard and test method for the study of mechanical properties of new materials. It is urgent to improve the existing testing methods and equipment of mechanical properties of materials. In order to meet the needs of more extensive experiments and engineering, a new experimental theory is established based on annular specimen and radial loading, and a new experimental method is proposed. In order to overcome the shortcomings of traditional experiments, the new experimental method can get all the material constants of isotropic and orthotropic materials by measuring the radial displacement of annular specimens. Especially the transverse elastic modulus perpendicular to the fiber direction which is difficult to be measured in conventional material experiments. The influence of measurement error on the experimental results is analyzed. It is proved that the new test theory has great practicability, and the modern advanced measurement technology can be used to reduce the measurement error and make the new test method have higher testing precision. At the same time, in the design process of loading mechanism. The factors such as loading mode, loading range, loading block size and so on are analyzed in detail to further reduce the effect of observation point displacement error on the results. The average displacement value is replaced by the uniform displacement value. The material constant is calculated by the pressure observation instead of the uniform internal pressure, which greatly reduces the difficulty of the data observation in the testing process. The new experimental method can be used to simulate the internal pressure of various pressure pipes to test pipes of different specifications and uses. Therefore, the research in this paper is of great practical significance in improving the level of mechanical properties and pipe structure tests of new materials in China.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：O341

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本文編號(hào)：1373268