發(fā)布時間：2022-01-02 13:20

　　為使學(xué)生充分理解材料負泊松比這一奇特的力學(xué)行為,針對一種含周期性異形孔的低孔隙率材料,開展其負泊松比性能測試實驗研究。首先構(gòu)建含周期性異形孔的低孔隙率材料的參數(shù)化模型,通過有限元方法開展仿真實驗,計算有限尺寸的低孔隙率結(jié)構(gòu)的等效泊松比。利用DIC數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)對負泊松比材料開展實驗研究,通過實驗驗證了低孔隙率負泊松比結(jié)構(gòu)的拉脹特性,實驗結(jié)果也驗證了數(shù)值仿真實驗的正確性。通過科研實踐與教學(xué)實驗結(jié)合,提高了教學(xué)效果,有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,提升了學(xué)生利用實驗方法處理實際科研問題的能力。 

【文章來源】：實驗室科學(xué). 2019,22(03)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

ψ=10%圖2三種具有不同幾何參數(shù)的典型低孔隙率結(jié)構(gòu)示意圖(a)

值接近于－1，即在軸向拉伸(壓縮)載荷作用下結(jié)構(gòu)的橫向膨脹(收縮)明顯。表1三種典型低孔隙率結(jié)構(gòu)的等效泊松比模型泊松比ν模型1(L2/L0=0．4，ψ=4%)0．025模型2(L2/L0=0．8，ψ=10%)－0．855模型3(L2/L0=0．9，ψ=10%)－0．9382試件制備與實驗驗證2．1數(shù)字圖像相關(guān)方法DIC數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)(DigitalImageCorrela-tion)，又稱為數(shù)字散斑相關(guān)法，是一種通過處理變形前后被測對象表面的數(shù)字圖像直接獲得位移信息的方法。如圖4所示，通常將變形前的數(shù)字圖像稱為“參考圖像(ＲeferenceImage)”，變形后的數(shù)字圖像稱為“變形后圖像(DeformedImage)”。在參考圖像中取以某待求點(x，y)為中心的(2M+1)×(2M+1)像素點大小的矩形參考圖像子區(qū)，在變形后圖像中通過一定的搜索方法按預(yù)先定義的互相關(guān)函數(shù)來進行相關(guān)計算，尋找與參考圖像子區(qū)的相關(guān)最大或最小(取決于所選擇的相關(guān)函數(shù))的以(x＇，y＇)為中心的目標圖像子區(qū)，以確定參考圖像子區(qū)的位移(u，v)。在利用數(shù)字圖像相關(guān)進行實際計算時，通常將參考圖像中間的待計算區(qū)域劃分成虛擬網(wǎng)格形式，通過計算每個網(wǎng)格節(jié)點的位移以得到全場位移信息。為提高位移測量的空間分辨率，網(wǎng)格節(jié)點間距離(計算步長)通常取在2～10像素點之間。圖4變形前后圖像子區(qū)示意圖2．2試件制備為了實際觀測到結(jié)構(gòu)的拉脹行為，我們對上述的模型2進行驗樣件制備和實驗驗證。采用數(shù)控線切割方法制備了2個基于#304不銹鋼的含異形孔的低孔隙率負泊松比結(jié)構(gòu)件，其中由于結(jié)構(gòu)件兩端設(shè)計了夾持端，因此結(jié)構(gòu)件的實際孔?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于數(shù)字散斑相關(guān)法的蜂窩板拉伸力學(xué)性能測試[J]. 趙兵,王廣飛,欒旭,梁軍.  失效分析與預(yù)防. 2017(02)
[2]基于環(huán)形蜂窩芯結(jié)構(gòu)的負泊松比機械超材料[J]. 蔣偉,馬華,王軍,王甲富,馮明德,屈紹波.  科學(xué)通報. 2016(13)
[3]三維數(shù)字圖像相關(guān)法及其在水泥基材料變形研究中的應(yīng)用[J]. 張賓,陳陽,韋江雄,張同生,余其俊.  電子顯微學(xué)報. 2015(06)
[4]負泊松比蜂窩芯非線性等效彈性模量研究[J]. 魯超,李永新,吳金璽,劉明,李天齊.  中國機械工程. 2014(11)
[5]數(shù)字散斑相關(guān)法及其在材料強度測試中的應(yīng)用[J]. 米紅林.  激光雜志. 2014(04)
[6]負泊松比結(jié)構(gòu)紡織材料的研究進展[J]. 周銘,杜趙群.  紡織學(xué)報. 2014(02)
[7]基于學(xué)科特點的研究型實驗教學(xué)模式建設(shè)[J]. 馮根生,馮婷,杜春榮.  實驗技術(shù)與管理. 2012(03)
[8]數(shù)字散斑相關(guān)方法與應(yīng)用研究進展[J]. 王懷文,亢一瀾,謝和平.  力學(xué)進展. 2005(02)



本文編號：3564248