前言：中文期刊網精心挑選了力學性能范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感，歡迎閱讀。
力學性能范文1
1.1合金成分
為使合金具備較高的抗拉強度、良好的充型能力及較高的耐磨性等性能，選擇硅含量為18%。實際生產中，常將含鐵量超過2.0%的回爐料，做廢鋁處理或給壓鑄廠回用，為增加高鐵鋁合金的回收利用率，同時保證良好的工藝性能和使用性能，將加入鐵含量定為3%。根據文獻報道［1-2］，高鐵鋁硅合金中錳的最佳添加量存在差異，現有報道主要集中在w(Mn)/w(Fe)=0.5～1.1，錳和鐵含量相同時對高鐵含量鋁硅合金中的富鐵相具有較好的中和效果，因此選錳加入量為3%(即w(Mn)/w(Fe)=1.0)。有資料表明［3-4］，隨著銅含量增加，合金密度和熱裂傾向增大，耐腐蝕性和鑄造性能降低，根據合金的種類和用途的不同，所選銅的含量不一樣，銅的含量取5%。
1.2熱處理工藝選擇
根據相關文獻［5］，T6處理對于鋁合金效果最好，即固溶處理后再進行人工時效。該熱處理工藝可使高溫時出現的富鐵相擴散于基體中。人工時效可使富鐵相均勻化。固溶溫度選擇525℃，保溫時間4h，淬火采用水介質，溫度為70～80℃的水。人工時效選擇溫度180℃，保溫5h。
2試驗結果與分析
2.1抗拉強度檢測方法與數據
零件試樣按GB/T228-2010《金屬材料拉伸試驗室溫試驗方法》規定尺寸加工，在電子萬能試驗機上進行拉伸試驗，高鐵含量的鋁硅合金在加入一定量的錳后性能有所提升，但提升幅度較小(抗拉強度由118MPa提升到135.2MPa，提升幅度為14.58%)，不足以消除鐵元素對合金的影響。在加入錳的基礎上，加入銅后合金性能有較大提升(抗拉強度由135.2MPa提升到168.8MPa，提升幅度為24.85%)，基本已經能夠消除鐵元素帶來的不利影響。合金經過T6熱處理后，可以使性能再次提升到193.1MPa，相對于不含鐵的鋁硅合金(Al-18Si)抗拉強度提升28.73%，有利于擴大合金使用范圍，這對鋁硅合金的回收再利用具有重大意義。
2.2合金SEM及EDS分析
圖1為Al-18Si-3Fe-xMn合金中主要相的SEM形貌。圖1(a)為未加錳時即Al-18Si-3Fe中長條狀和細長的針條狀富鐵相的形貌，含鋁、硅、鐵分別為65.79%、21.42%和12.79%，不含錳。圖1(b)和圖1(c)為Al-18Si-3Fe-3Mn中富鐵相形貌。圖1(b)含鋁0.85%，含硅99.15%，不含鐵和錳。圖1(c)含鋁、硅、鐵錳分別為64.77%、18.51%、8.68%和8.05%。當錳含量為零時，即Al-18%Si-3Fe合金中富鐵相的組成元素為鋁、硅、鐵，可認為這些相為三元富鐵相。當錳含量為3%時，富鐵相組成元素為鋁、硅、鐵、錳，可認為這些相為四元富鐵相。圖中淺灰色的相為初生硅。Al-18Si-3Fe-3Mn-5Cu合金熱處理前后主要相的SEM形貌和微區成分分析的位置，圖2(a)含鋁75.65%、銅24.35%，圖2(b)含鋁78.34%、銅21.66%。圖2(a)中白色珊瑚狀組織和圖2(b)中白色組織是鋁和銅組成的一種物相，鋁和銅的原子比例分別為3.11和3.62，結合Al-Cu二元合金相圖可以判定為Al2Cu相，雖然實際測得鋁銅比大于2∶1，這是因為受到基體中α-Al的干擾和能譜儀電子束聚焦能力有限的影響。從圖2可知，富銅相是以富鐵相為核心方式析出和(Al+Al2Cu)共晶形式析出兩種方式同時進行，這與文獻［6］記載，當銅的質量分數大于1%時的析出方式吻合。從圖2(b)中存在富銅相可以得知，部分富銅相尺寸較大，固溶處理并不能將其完全溶解。
2.3鑄態組織結構觀察與分析
從圖3(a)和圖3(b)可以觀察到，Al-18Si合金中加入3%的鐵后，出現粗大的雙錐狀富鐵相，這種富鐵相一般稱為α鐵相，雙錐狀富鐵相對合金基體的割裂作用非常明顯(合金強度從150MPa下降到118MPa)。從圖3(c)可以觀察到，在富鐵含量的鋁硅合金中加入3%錳可使富鐵相和初生硅得到細化，富鐵相形態由雙錐狀轉變為三葉狀、四葉狀、塊狀、田字狀和塊狀(即β相)。通過對相關文獻分析［7-8］，α鐵相和β鐵相都是通過δ高溫鐵相和剩余液相發生包晶反應生成，α鐵相也可以通過包晶反應轉變為β相。在平衡凝固過程中，δ高溫鐵相先析出。非平衡凝固組織中出現δ高溫鐵相，是由于在較大冷卻速度下，δ高溫鐵相向β鐵相的包晶反應變得困難，而不是較大的冷卻速度抑制了β鐵相的形核生長。在高溫區，α鐵相和β鐵相分別通過包晶反應轉變為β鐵相，當冷卻速度非常大時，包晶反應難以進行，而使δ高溫相保留至室溫。錳的加入，使α相從準穩定相轉變為穩定相，L+αβ的包晶反應不再發生，L+δβ的包晶反應也受到抑制，L+δα的包晶反應受到促進。因富鐵相由α鐵相轉變為β相，以及晶粒的細化，合金的抗拉強度得到一定提升(從118MPa提升到135.2MPa)。從圖3(d)可以看到，在富鐵含量的鋁硅合金中加入3%錳的基礎上加入5%銅后，合金中富鐵相形態變化不大，Al2Cu相在富鐵相周圍析出。是由于Al2Cu相包裹了富鐵相，從而減小了富鐵相對合金基體的割裂作用，使得合金抗拉強度得到提高(從135.2MPa提升到168.8MPa)。Al-18Si-3Fe-3Mn-5Cu合金經過T6熱處理后，富鐵相和初生硅相邊角被鈍化，鑄態下的CuAl2在固溶處理過程中，重新溶解入基體中，形成過飽和固溶體。此時，快速淬入70～90℃的熱水中，溶質的擴散和重新分配來不及進行，CuAl2的形核和長大無法實現，從而得到過飽和的單相α固溶體。從圖4可以看到，固溶處理后銅元素的分布明顯均勻化，銅元素在單相α固溶體中有較大的過飽和度，共格界面處的基體晶格產生畸變，對基體起到強化作用。同時認為，由于高溫下原子擴散作用增強，熱處理后富鐵相周邊剩余的CuAl2相與富鐵相結合更緊密，CuAl2相與基體結合部分更圓滑，因此更有利于消除富鐵相對基體的割裂影響，提高合金強度。通過兩種方式對合金的強化，合金的力學性能得到較大提升(從168.8MPa提升到193.1MPa)。
3結論
力學性能范文2
關鍵詞：礦渣微粉硅灰高性能混凝土強度彈性模量泊松比
1 引言
近年來，隨著土木工程材料科技的不斷進步，混凝土的組成及施工工藝也發生了巨大變化，混凝土結構的研發與創新，新材料、新工藝、新技術的開發應用等方面均取得了長足的進步。高性能混凝土（High Performance Concrete,簡寫為HPC）是一種體積穩定性好、具有高耐久性、高強度與高工作性能的混凝土[1]，它的推廣應用有著顯著的技術經濟、社會和環境效益。
高性能混凝土又被稱為六組份混凝土[2]，所用的原材料，除傳統混凝土所用的水泥、砂、石和水四大組成，還有化學外加劑（第五組分）和礦物外加劑（第六組分）。使用新型的高效減水劑和礦物摻合料是使混凝土達到高性能的主要技術措施。
本文的技術途徑是立足于地方材料和常規生產工藝，依靠摻加化學外加劑，同時外加一定比例的礦物摻合料，使混凝土拌合物具有良好的工作性及高強度，從而實現混凝土的高性能。
2 高性能混凝土的靜力受壓彈性模量
在彈性材料中應力與應變是線性關系，因而存在一個不變的材料常數，即彈性模量。而混凝土不是真實的彈性材料，而是兼有彈、黏、塑三性，只是在很小的應力范圍內（
本文所采用的是邊長為150mm×150mm ×550mm的棱柱體試件（非標準試件），按照規范《普通混凝土力學性能試驗方法標準》[8]所規定的試驗方法進行試驗。
2.1 混凝土配合比
本文進行了一種配合比、不同材料的6組高強混凝土的彈性模量試驗，混凝土的配合比為每立方米混凝土材料用量：水145 kg 、水泥377 kg（P.O42.5）、細骨料516kg（中砂）、粗骨料1204kg（A組5~15mm、B組5~20mm）、礦粉145 kg、硅粉58 kg、高效減水劑11.28kg，合計24562456 kg/m3；6組混凝土采用養護條件的是室內自然養護。
2.2 試驗的加載制度
按照國家標準《普通混凝土力學性能試驗方法標準》（GB/T 50081-2002）[4]所規定的加載制度進行加載，加荷方法如圖1所示。
圖1 彈性模量加荷方法示意圖
2.3 靜力受壓彈性模量實測值
試驗實際測得6組混凝土的立方體抗壓強度值、軸心抗壓強度值及靜力受壓彈性模量值如表1所示：
由表1可以看出：
① 高強混凝土的彈性模量值很大，要比一般強度混凝土的彈性模量值高很多；
② 高強混凝土的軸心抗壓強度值與立方體抗壓強度值相差不大；
③ 粗集料的顆粒級配及礦物外加劑的種類對高強混凝土的彈性模量值影響較大。
表1 混凝土的抗壓強度值及彈性模量值
3 應力應變關系
邊長為150mm×150mm×550mm的棱柱體應力-應變關系曲線如圖2所示，試驗所采用的加載制度如圖1所示。
從應力-應變關系圖2可知：
① 對于高強混凝土，當壓應力小于抗壓強度的80~90%時，應力-應變關系呈線性遞增，一旦超過很快發生破壞；
與普通混凝土相比，由于高性能混凝土中含有硅粉，可生成典型的致密結構，其擴展到骨料表面，大大地消除了過渡區的不均衡性，改善了混凝土結構，使得高性能混凝土的界面粘結強度得以提高，只有當壓應力較大時，初始界面裂縫才會有所增加，所以，高性能混凝土應力-應變曲線的直線段與普通混凝土相比相應要長[9]。
② 兩種混凝土的峰值壓應變相差較大，A組峰值微應變為900με左右，B組為1600με左右。這與粗骨料的粒徑及礦物外加劑的種類等因素有關。
③ A組混凝土的峰值拉應變在230~250με左右，拉應變要比壓應變先達到彈性極限狀態。
圖2棱柱體σc-ε曲線
4 泊松比
通過試驗文獻[5]得出如下結論：高性能混凝土的泊松比與普通混凝土的泊松比比較接近，初始泊松比基本保持在0.17~0.23之間。文獻[6]試驗測得高性能混凝土泊松比的變化范圍為0.14~0.19，平均值為0.17。
本文通過試驗測得A組混凝土的泊松比如表所示，其中兩個試件的σc/σmax-v關系曲線如圖3所示，試件A-3形狀不規則，出現縱向劈裂裂縫較早，強度較低，沒有得到完整的σc/σmax-v關系曲線。
圖3棱柱體σc/σmax-v關系曲線
由圖3可以看出：
① C70高性能混凝土的初始泊松比在0.21~0.25之間，要比文獻[5]中的值高一點。
② 在1/3極限強度范圍內的低周荷載作用下（σc/σmax＜0.33），泊松比v在0.06~0.25之間有所變化，試件A-1可能因為應變片的原因離散性比較大；0.33≤σc/σmax＜0.6時，泊松比v略有增加；0.6≤σc/σmax＜0.9時，泊松比v增加較大；0.9＜σc/σmax時，泊松比v急劇增加，橫向變形達到極限拉伸狀態，混凝土破壞；與文獻[5]試驗所得的規律相同。
7 結論
（1）采用常用的水泥、砂石骨料,使用一般的施工工藝，依靠摻加高效減水劑與超細活性礦物外加劑，就可以配制出高性能混凝土。由此可見,利用高效減水劑與超細活性礦物外加劑使混凝土獲得高性能具有良好的經濟性與實用性。
（2）高性能混凝土的彈性模量值很大，要比一般強度混凝土的彈性模量值高很多；高強混凝土的軸心抗壓強度值與立方體抗壓強度值相差不大；粗集料的顆粒級配及礦物外加劑的種類對高強混凝土的彈性模量值影響較大。
力學性能范文3
關鍵詞：豬顆粒飼料；壓縮強度；飼料成分；適口性
引言
近年來，家畜養殖業快速發展，顆粒飼料的需求日益增長。在影響動物采食量的因素中飼料適口性逐漸受到重視，已成為飼料營養價值評定中的重要項目之一。豬的不同生長階段及生理狀況，對飼料的適口性的要求也不同。據研究表明，豬對顆粒飼料的喜好度要比對粉末狀飼料高[1-2]。然而，顆粒飼料運輸過程中飼料含粉率過高[3]，導致已被企業品管部門檢測合格的產品仍被養殖戶投訴產品含粉率過高的問題。針對這個問題，國內外專家對顆粒飼料的原料，加工工藝（調制，壓制，粉碎），顆粒穩定性，散落性，顆粒飼料品質一致性等方面進行了大量研究[4]。研究表明，顆粒飼料的粉化率過高究其核心是由于顆粒的力學強度不夠，從而造成了顆粒飼料的浪費?；诖耍瑢ωi顆粒飼料的力學特性進行了研究，并具體了適口性，粉化性和力之間的量化關系。為此，用理論力學和材料力學的知識對顆粒飼料的抗壓性進行了實驗研究。
1 材料和方法
1.1 實驗材料
選用5種不同的豬顆粒飼料為實驗樣本。這五種豬顆粒飼料分別為后期保育料、仔豬料前期、教槽料、仔豬料后期、前期保育料。實驗所用的樣本豬顆粒飼料是由某公司生產的制粒機壓制而成，樣本來自天津某企業。為了避免顆粒飼料受潮，對飼料進行了密封保存。在室溫條件下進行試驗，從袋中取出樣品，用細銼刀將其兩面修平整后用游標卡尺對其進行長度測量。
1.2 試驗方案
1.2.1 試驗設備
SANS CMT6502型微機控制的電子萬能試驗機（設備本體和電腦），儀器精密度等級為0.5級；游標卡尺，精度0.02cm；細銼刀；初始位移施加機構上安裝了力傳感器（量成為0-500N），用來檢測初始載荷P。
1.2.2 試驗參數設定
根據顆粒飼料的特性，將量程設置為0-100N，加載力示值相對誤差和位移示值誤差均在±0.5%以內，位移分辨率為0.015μm。由于速度會對實驗結果產生影響，將加載力速度設定為5mm/min。為了保證數據的準確性，在夾具剛接觸到樣本時，將顯示的數據清零，再進行試驗。
2 實驗過程
從材料屬性講顆粒飼料屬于脆性材料，其拉伸和壓縮的力學性能不同，考慮顆粒灌裝和裝袋運輸，不會承受拉應力，所以主要測量顆粒的壓縮力學性能。
在做壓縮試驗時，將樣品的兩面用細銼刀打磨平整后放在下壓板的中央位置，手動調節上壓板，使上壓板與樣品的上表面微接觸（如圖2所示），將計算機上的初始值全部清零。機器開始動作，起初壓力變化比較快，當顆粒受力快要斷裂時，壓力驟減后自動停機。因受力而破壞的顆粒飼料如圖3所示。
壓縮試驗原理：
采用徑向壓縮方法測試顆粒飼料的斷裂強度。顆粒飼料為圓柱形體，可用下面公式（1）求得壓縮時的正應力。
式中，σ為正應力，Fy為軸力，r為顆粒半徑。
3 壓縮試驗及結果分析
壓縮強度與飼料成分的關系：
對5種顆粒飼料進行軸向壓縮試驗，結果曲線疊加如圖4。圖4中力-位移曲線的開始階段為平滑的線性，作用一段時間后，曲線中出現一個明顯的峰，達到強度極限，樣品內部有裂紋產生。當外界作用力超過樣品的承載能力瞬間，樣品突然斷裂，即出現曲線的最大峰，此峰值為樣品的強度極限。從圖4中提取出斷裂處最大力和變形進行數據處理，轉變成抗壓強度結果并取均值（見表1）。
取w粒飼料主要成分百分比表（如表2）。
綜合分析表2、圖4，做出仔豬料前期和仔豬料后期的成分比例柱狀圖，教槽料和后期保育料的成分比例柱狀圖，可以清楚的看出玉米和豆粕的含量對壓縮強度的影響。
由圖4和圖5綜合分析可以看出仔豬料前期中的玉米和豆粕含量的總量比仔豬料后期中的多，仔豬料前期的壓縮強度比仔豬料后期大；由圖4和圖6綜合分析可以看出教槽料中的玉米和豆粕含量的總量比保育料中的多，教槽料的壓縮強度比保育料大。綜上所述，玉米和豆粕之和越多，顆粒壓縮強度越大，越易破碎。
將表1中數據用MATLAB對壓縮強度和成分含量進行多元化擬合得方程（2）：
式中：
y-壓縮強度；MPa
x1-玉米所占飼料的比例；
x2-麩皮所占飼料的比例；
x3-米糠所占飼料的比例；
x5-面粉所占飼料的比例；
x8-豆粕所占飼料的比例。
由式2可以看出玉米和豆粕對飼料的壓縮強度影響大。以此來解釋：玉米和豆粕之和越多，顆粒壓縮強度越大，越易破碎。
4 實驗結論
將壓縮強度作為顆粒飼料品質重要評價標準，進行了飼料顆粒壓縮實驗。對飼料進行壓縮強度分析可知，玉米和豆粕總含量和壓縮強度成正比關系。玉米和豆粕總含量越多，適口性越高，壓縮強度越高，抗壓強度越低，越易粉碎。研究結論可為仔豬飼料實際生產提供參考依據。
參考文獻
[1]李艷聰，楊磊，萬志生，等.豬顆粒飼料的力學性能實驗研究[J].飼料工業.
[2]于繼英.飼料適口性的重要性及其主要影響因子[J].湖南飼料，2004.
[3]周根來，張海俊.影響顆粒飼料含粉率的因素及其控制[J].動物營養與飼料科學.
[4]楊振浩，陳延凱，賴洪邦.淺析影響飼料顆粒的耐久指數和粉化率[J].飼料工業，2001.
力學性能范文4
1.1建構主義理論
建構主義理論創始人著名心理學家皮亞杰認為，學生是教學關系中的主體，教學應以學生為中心，教師應引導學生積極主動的探索、發現和對知識意義的主動構建[1]。皮亞杰認為，教師是學生學習的促進者，學生的學習是積極主動且不斷地建構認知和知識結構的過程。建構主義理論認為學習是學生在原有經驗的基礎上主動進行意義建構的過程，這種過程要在實踐中或者在學生與環境的相互作用中通過新舊知識間反復的相互作用而建構成的。在教學中教師不能把對知識的理解傳遞給學生，而是從學生原有的知識經驗出發，引導學生從原有的知識經驗中生長出新的知識經驗，即教學的關鍵是向學生展示這些結論是如何得到的[2]。
1.2分析學生特點
現在的本科生自幼開始接受傳統的以教師為主體的“填鴨式”教學，基本未接受過“啟發式”教學等新的教學方法。他們在經過嚴格的應試教育和慘烈的高考競爭后進入大學，逐漸放松了緊繃的神經，普遍失去了奮斗的目標并且對學習漸漸放松。學生的狀態大體分為三類[3]：(1)少數同學有長期的規劃和學習目標，能夠自覺努力地學習。(2)多數同學比較茫然，沒有規劃也沒有努力的方向，隨波逐流，學習上敷衍了事。(3)極少數同學徹底放松，對學習和未來前途都漠不關心，認為到了大學就應該輕松自在地享受生活，花費大量時間和精力去玩游戲或者談戀愛，對學習完全是應付甚至厭學情緒嚴重，即使不能畢業也毫不擔憂。離開了家長的呵護和老師的督促，多數學生不能合理的安排自己的學習和生活，更不能保證學習態度和學習熱情。習慣了接受教師“消化”加工好的知識和方法，學生在大學的學習過程中對知識的歸納、總結能力以及在舊知識的基礎上生長新知識點的建構能力和知識的遷移能力比較差。鑒于學生學習能力、學習狀態和學習目標大不相同，本課程在講授過程中，務必不能采用傳統的灌輸式教學，應該積極探討新的適合本課程的教學方法和手段。
2改革教學方法及評價考核
2.1樹立新的教學觀
現代教育學倡導“以教師為主導，以學生為主體”的新型教育觀，對大學教育也同樣適用。在教學過程中，如何把以教師為主導的“教”與以學生為主體的“學”有效結合起來；老師如何能夠引導學生在已掌握的知識和已有的生活經驗的基礎上構建起新的知識增長點；結合本門課的特點和學生特點，怎樣能夠更有效的引導學生學習本課等問題都需要教師深刻思考。
2.2采用多種教學方法
本課程工程應用性較強，單純的講授知識點，會增加學生理解的難度。多媒體課件的制作尤其重要，大量圖片、動畫的運用，能夠對視覺、聽覺形成有效沖擊，有助于學生將枯燥的知識形象化。在講解本門課程時，應較多的結合生活實際和工程實際，采用“舉例法、對比法”等教學方法，引導學生構建新的知識要點。例如在講解脆性的章節時，可以列舉二戰期間，美軍8艘自由輪因脆性斷裂問題失事等歷史事件，形象具體的描述脆性的產生原因及危害，給學生直觀的印象。根據各部分的教學目標和教學內容，精心設定題目請同學來回答，也可以布置作業來引導學生完成，從而考查學生對知識的掌握程度。在這個步驟上可以“因材施教”，即對于學習目標明確、學習能力突出的學生，給他們的題目或作業可以適當拔高，難度或深度更加突出；對于多數同學來說，采用數量、難度普通的題目；對于厭學或者對學習漠不關心的學生來說，即要努力培養其學習積極性，又要嚴格作業的規范，明確告之不能完成作業就會影響期末成績的考核規定。由于《材料力學性能》涵蓋的概念較多，也可在進行了一定的教學內容后總結各知識點，有利于學生深入理解。
2.3改革評價考核
對學生的評價考核，既要體現學生的學習能力的差別，又要體現其學習態度及平時表現的差別。這樣的評價考核要求僅憑期末一張試卷是不能完成的。對學習態度端正、學習目標明確、學習能力突出的同學，考核成績應對其有所肯定；對于學習目標不明確、隨大流的學生，在調動其學習積極性的同時，應有平時表現的約束，督促其保持學習習慣；對于完全沒有學習目標的同學，在培養其學習興趣、督促其平時表現的同時，教師要經常找其談心，幫助他們培養學習習慣。筆者根據多年教授《材料力學性能》課程的經驗，建議期末試卷中增加附加題，得分以附加題目分值的40%計入總分；增加平時表現分數，建議占總分30%比例，70%比例為卷面成績。增加平時出勤率的檢查，該門課教學時長內累計曠課次數達5次及以上的同學，建議取消考試資格，重修后再參加考試。這些措施對優秀學生有鼓勵作用，并且能督促學生出勤、端正其學習態度。
3優化教學內容
很多版本的《材料力學性能》教材是基于金屬材料板塊編寫的，已經不再適應材料一級學科的教學要求，優化教學內容需要對三方面進行改革。
3.1修訂教學大綱
復合材料是一種較為新興的材料，與金屬材料和無機非金屬材料息息相關。隨著復合材料的進一步發展，它與高分子材料的關系也會越來越密切。修訂復合材料專業教學大綱，既要滿足兼顧復合材料、金屬材料、無機非金屬材料和高分子材料的共性要求，又要滿足以介紹金屬材料和復合材料特性為主、以介紹無機非金屬材料和高分子材料特性為輔的教學要求，且需要將各類材料有機的協調起來并融合到各個章節中去。在學習本門課程之前，學生應該學習了《材料科學基礎》《材料力學》和《工程力學》，對于已學知識可以略講或不講，達到節約課時的目的。
3.2編寫適合本專業的《材料力學性能》教材
《材料力學性能》所包含的概念公式較多，公式推導步驟也很繁瑣。在編寫教材的時候，既要注意到本課程與其他課程的聯系，又要減少公式的推導步驟。太多的公式推導不利于學生對知識點的理解，不必要求學生掌握公示的推導過程。編寫適合本專業的教材，難點是如何體現知識點的實際應用。例如講授冷脆性時，可結合《金屬材料與熱處理》中鋼的常存元素為開篇導語，復習五種常存元素對力學性能的影響。另外，還可以配圖且采用小號字做知識延伸，將與材料力學性能有關的著名歷史事件和日常生活的事例與本課程結合起來。例如泰坦尼克號的沉沒，就是由于當時冶煉技術落后，鋼板中的硫元素過多從而造成材料具有較高的冷脆性，在船體撞擊冰山后導致了船體破碎、快速沉沒等內容。這些看似不重要的知識延伸能都夠直白的展現各知識點的工程背景，使知識不再抽象，調動了學生的學習積極性。
3.3整合實驗課程內容
現行教材中涉及材料力學性能的實驗總共三個，“拉壓實驗”、扭轉實驗和彎曲實驗。這樣的實驗安排容易使學生將材料的各種性能割裂開來，認為各種力學性能的檢測方法是彼此獨立的[4]。雖然各種力學性能檢測方法的適用范圍、操作方法不同，但可以起到相互補充的作用。只有將不同的測試方法有機的結合起來，才能更好地理解材料力學性能。所以，該課程將三個實驗合并為“材料性能綜合實驗”，安排在整體課程之后。此外，精心設計實驗過程，合理安排實驗報告的知識點等，都有助于調動學生實驗課的積極性，從而形象直觀的理解《材料力學性能》。
4結語
力學性能范文5
（1．重慶市經貿中等專業學校，重慶 402160；2．甘肅農業大學工學院，蘭州 730070）
摘要：利用材料力學萬能試驗機進行了豌豆（Pisum sativum L．）壓縮、剪切力學性能試驗，并采用針尖壓入法對豌豆子粒進行硬度試驗分析。結果表明，破碎負載、彈性模量、剪切力、剪切強度隨著含水率的增加均有明顯下降；在相同含水率下，破碎負載、彈性模量、剪切力、剪切強度在平放時最大，側放時次之，立放時最??；硬度與含水率呈顯著性負相關，而與壓痕深度相關性不明顯。
關鍵詞 ：豌豆（Pisum sativum L．）子粒；力學性能；硬度
中圖分類號：S529 文獻標識碼：A 文章編號：0439－8114（2015）02－0461-04
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.02.053
豌豆（Pisum sativum L．）又名畢豆、國豆、荷蘭豆、回回豆等，其性味甘平，具有和中下氣、利小便、解瘡毒等功效［1］，豌豆可制成糕點、豆餡、粉絲、粉皮、涼粉、淀粉等。豌豆子粒在收獲、運輸、干燥、貯藏過程中，易受到相關機具工作部件的碰撞、摩擦與擠壓，造成豌豆子粒的損傷、破碎，從而影響豌豆的品質、利用率、經濟價值和種子發芽率。而在豌豆子粒粉碎加工過程中，一般需要用機械的方法將豌豆子粒破碎、脫皮和脫胚，因此，對豌豆的力學特性進行研究具有重要的意義。國內外學者對小麥（Triticum aestivum Linn．）、蓮子（Semen nelumbinis）、玉米（Zea mays）、花生（Arachis hypogaea Linn．）、杏核（Armeniaca）、大豆（Glycine max）等農作物的力學特性進行了大量的研究［2－12］，但未見對豌豆子粒進行擠壓、剪切、硬度的力學特性研究的報道。本研究選擇豌豆作為試驗材料，通過豌豆在不同含水率下對其進行擠壓、剪切、硬度試驗，分析了其力學特性，為豌豆收獲、儲運及加工相關環節農產品作業機械的設計、加工工藝提供理論依據。
1 材料與方法
1．1 材料
本試驗選取豌豆品種為隴南1號，由甘肅省農業科學院提供。豌豆子粒飽滿、無損傷、無蟲害。淺綠色，圓形，顆粒直徑大概6 mm，子粒千粒重234 g，選取含水率分別為10．3％、14．3％、16．3％、18．3％的豌豆子粒為研究對象。
試驗儀器為深圳SANS公司制造的CMT2502型微機控制電子萬能試驗機。試驗過程中可實時動態顯示擠壓力、位移、變形、加載速度及試驗曲線，具有曲線高級分析功能，能自動計算彈性模量、屈服強度、破碎負載、最大變形等參數，最大試驗力為500 N，力分辨率為0．01 N，位移分辨率為0．001 mm。
1．2 方法
1．2．1 豌豆子粒的壓縮性能試驗 分別對不同含水率下的豌豆子粒采用平放、側放、立放3種不同放置方式（圖1）。試驗所采用的加載壓頭為平板壓頭，加載速率為3 mm／min，同一試驗重復20次。
1．2．2 豌豆子粒的剪切性能試驗 分別對不同含水率下的豌豆子粒采用平放、側放、立放3種不同放置方式進行剪切試驗（圖2）。試驗所采用的刀具為上海吉列公司制造的飛鷹牌單面保安刀片，加載速率為3 mm／min，同一試驗重復20次，分別測得剪切時豌豆的極限剪切力和剪切強度，并取其平均值。
1．2．3 豌豆子粒的硬度特性試驗 將豌豆子粒用粗糙度為240的砂紙磨平，露出相應的待測部位，形成待測面。將豌豆子粒的另一側也磨平，形成底座面。打磨時，豌豆子粒的待測面和底面都不要與豌豆兩瓣子葉之間的結合面垂直，以避免針尖扎到結合縫上，造成誤差。選用直徑為1．40 mm，長度為80 mm，針尖錐度為18．6°的大號鋼針，垂直夾持到試驗機活動橫梁端，并將鋼針上端頂死，以確保鋼針受壓時，不產生縱向位移。將制作好的試樣穩穩地放在試驗機壓縮平臺上，將針尖對準待測面，進行壓入試驗。鋼針插入深度定為0．5 mm，加載速度定為3 mm／min，試樣標距L0為100 mm，試樣直徑D0為10 mm。
2 結果與分析
2．1 豌豆子粒的壓縮性能試驗結果
1）豌豆子粒壓縮性能試驗結果見表1，不同含水率和放置方式下的豌豆破碎負載及其變化規律如圖3所示。在選取試驗因素水平范圍內，同一受力方向下的破碎負載隨含水率提高而減小，含水率為18．3％時破碎負載最小，含水率為10．3％時破碎負載最大。在同一含水率下，平放時破碎負載最大，側放時次之，立放時最小。
通過Matlab軟件分別擬合出平放、側放和立放時豌豆含水率和破碎負載之間的函數關系式表示為：
FP＝467．992 2－5．335 7X－0．526 1X2 R2＝0．992 1 （1）
FC＝401．852 4－13．991 2X－0．059 7X2 R2＝0．981 4 （2）
FL＝226．941 6－0．007 4X－0．432 4X2 R2＝0．979 6 （3）
由式（1）至式（3）可知，豌豆含水率和破碎負載之間關系近似為二次函數，在3種不同放置方式下，含水率與破碎負載的關系曲線近似為開口向下的拋物線。其中，平壓時決定系數R2＝0．992 1；側壓時決定系數R2＝0．981 4；立壓時決定系數R2＝0．979 6，關系函數擬合良好。
2）豌豆彈性模量是衡量產生彈性形變的難易程度，彈性模量越大表明其在一定壓力作用下發生的彈性變形越小。本試驗應用的CMT2502型微機控制電子萬能試驗機具有自動測量并記錄彈性模量的功能，可以測得豌豆在任意壓力和形變量下的彈性模量，計算彈性模量計算平均值（表1）。豌豆子粒在不同含水率和不同放置方式下的彈性模量變化規律如圖4所示。3種不同放置方式下的豌豆彈性模量均隨含水率的增大而逐漸降低。在相同含水率下，平放時彈性模量最大，側放次之，立放最小。由Matlab軟件分別擬合出平放、側放和立放時豌豆含水率和彈性模量之間的關系式表示為：
EP＝749．592－33．693X r2＝0．985 5 （4）
EC＝715．732－34．759X r2＝0．983 4 （5）
EL＝655．072－32．343X r2＝0．972 2 （6）
由式（4）至式（6）可知，豌豆含水率和彈性模量之間關系近似為遞減的一次函數，3種不同放置方式下，含水率與彈性模量的關系曲線近似為直線。其中，平放時決定系數r2＝0．985 5；側放時決定系數r2＝0．983 4；立放時決定系數r2＝0．972 2，關系函數擬合良好。
2．2 豌豆子粒的剪切性能試驗結果
1）豌豆子粒剪切試驗結果見表2，不同含水率和放置方式下的豌豆剪切力及其變化規律如圖5所示。在相同的放置方式下，豌豆的剪切力隨含水率增加而降低，含水率為18．3％時剪切力最小，含水率為10．3％時剪切力最大。
在同一含水率下，平放時豌豆的剪切力最大，側放次之，立放最小。通過Matlab軟件分別擬合出平放、側放和立放時豌豆含水率和剪切力之間的函數關系式表示為：
FP＝82．736 2－1．484 4X－0．082 4X2 R2＝0．997 6 （7）
FC＝70．412 3－2．265 1X－0．033 5X2 R2＝0．965 1 （8）
FL＝66．949 2－2．035 2X－0．042 3X2 R2＝0．934 9 （9）
由式（7）至式（9）可知，豌豆含水率和破碎負載之間關系近似為二次函數，3種不同放置方式下，含水率與剪切力的關系曲線近似為開口向下的拋物線。其中，平壓時決定系數R2＝0．997 6；側壓時決定系數R2＝0．965 1；立壓時決定系數R2＝0．934 9，關系函數擬合良好。
2）本試驗使用的CMT2502型微機控制電子萬能試驗機具有自動測量并記錄剪切強度的功能，可以測得豌豆在剪切時的剪切強度，計算剪切強度平均值（表2）。豌豆子粒在不同含水率和不同放置方式下的剪切強度變化規律如圖6所示。3種不同放置方式下的豌豆剪切強度均隨含水率的增大而逐漸降低。在相同含水率下，平放時剪切強度最大，側放次之，立放最小。由Matlab軟件分別擬合出平放、側放和立放時豌豆含水率和剪切強度之間的關系式表示為：
σP=0.870 2－0.009 6X－0.001 2X2 R2=0.964 5（10）
σC=0.588 2－2.035 2X－0.000 9X2 R2=0.993 1（11）
σL=0.823 7－0.023 9X－0.000 6X2 R2=0.978 2（12）
由式（10）至（12）可知，豌豆的含水率和剪切強度之間關系近似為二次函數，在3種不同放置方式下，含水率與剪切強度的關系曲線近似為開口向下的拋物線。其中，平壓時決定系數R2＝0．964 5；側壓時決定系數R2＝0．993 1；立壓時決定系數R2＝0．978 2，關系函數擬合良好。
2．3 豌豆子粒的硬度特性試驗結果
1）豌豆子粒不同含水率的硬度。對4組不同含水率的豌豆子粒，每組選取20粒，對其進行針尖壓痕試驗，壓痕深度為0．5 mm，得到含水率為10．3％、14．3％、16．3％、18．3％的豌豆子粒的硬度分別為55．8、36．8、27．7、15．8 MPa。圖7是4種不同含水率豌豆的載荷—壓痕曲線。
2）豌豆子粒不同壓痕深度的硬度。使用錐度為18．6°的鋼針，分別以0．2、0．3、0．4、0．5、0．6 mm的壓入深度，對4種不同含水率的豌豆子粒進行硬度測定，每個深度重復20次，取其豌豆硬度平均值（表3）。應用SPSS19．0統計分析軟件針對表3中的豌豆子粒硬度試驗結果，選取含水率、壓痕深度作為方差來源進行相關方差分析，結果如表4所示。由表4可以看出，含水率對其硬度的作用均為顯著，壓痕深度對豌豆子粒硬度特性的作用不顯著。
采用SPSS軟件圖形分析相關性得出，豌豆子粒的硬度與含水率在顯著水平0．014下，呈顯著性負相關，決定系數為0．985 3。豌豆子粒的含水率越大，豌豆子粒的硬度越?。▓D8）。
綜上所述，豌豆子粒硬度與壓痕深度之間相關系數為0．209 3，說明豌豆子粒的硬度與壓痕深度呈正相關，但相關不顯著。
3 小結與討論
1）通過對含水率為10．3％～18．3％豌豆進行力學特性試驗，探明了不同含水率下豌豆子粒擠壓力學特性、剪切力學特性以及硬度的變化規律，建立了豌豆子粒的破碎負載、彈性模量、剪切力、剪切強度、硬度與含水率之間的函數關系。
2）在平放、側放及立放3種不同放置方式下擠壓時，隨著含水率的增加，豌豆子粒的破碎負載和彈性模量均有明顯的下降，而最大屈服變形量卻升高。在同一含水率下，平放擠壓時破碎負載和彈性模量最大，側放擠壓時次之，立放擠壓時最小。
3）在平放、側放及立放3種不同放置方式下剪切時，隨著含水率的增加，豌豆子粒的剪切力和剪切強度均有明顯的下降，而最大屈服變形量卻升高。在同一含水率下，平放擠壓時剪切力和剪切強度最大，側放擠壓時次之，立放擠壓時最小。
4）利用壓痕加載曲線的斜率，通過虛擬彈性模量的方法，可以測定豌豆子粒的硬度。通過試驗結果與方差分析可以得到，豌豆子粒的硬度與含水率呈顯著負相關，豌豆子粒的含水率越低，豌豆子粒硬度越大；豌豆子粒的硬度與壓痕深度呈正相關，但相關不顯著。
參考文獻：
［1］ 曹 偉，陳錦屏，李紅民，等．南瓜酶法制汁工藝研究［J］．西北大學學報，2000，30（3）：244－246．
［2］ 胡 婷，焦群英，付志一，等．小麥莖稈的抗彎復合材料力學模型［J］．應用力學報，2007，24（1）：279－283．
［3］ 程玉來，孫戌旺．小麥籽粒抗剪切力與其品質性狀的關系［J］．農業工程學報，2009，25（6）：314－316．
［4］ 袁月明，欒玉振．玉米籽粒力學性質的試驗研究［J］．吉林農業大學學報，1996，18（4）：75－78．
［5］ 張鋒偉，趙武云，郭維俊，等．玉米籽粒力學性能試驗分析［J］．中國農機化，2010（3）：75－78．
［6］ 李心平，馬福麗，高連興．玉米種子的跌落式沖擊試驗［J］．農業工程學報，2009，25（1）：113－116．
［7］ 陳 燕，蔡偉亮，鄒湘軍，等．荔枝鮮果擠壓力學特性［J］．農業工程學報，2011，27（8）：360－364．
［8］ 王新忠，王 敏．銀杏種核力學特性試驗［J］．農業機械學報，2008，39（8）：84－88．
［9］ 張黎驊，秦 文，馬榮朝，等．杏核壓縮力學特性的研究［J］．食品科學，2010，31（17）：143－147．
［10］ 高連興，焦維鵬，楊德旭，等．含水率對大豆靜壓機械特性的影響［J］．農業工程學報，2012，28（15）：40－44．
［11］ 張黎驊，張 文，秦 文，等．花生脫殼力學特性的實驗研究［J］． 食品科學，2010，3（13）：52－55．
力學性能范文6
關鍵詞：玻璃纖維；拉伸性能；標距；應變率；溫度效應；Weibull
中圖分類號：O316 文獻標志碼：A
近半個世紀以來，纖維增強樹脂基復合材料（Fiber Reinforced Plastic/Polymer，簡稱FRP）以其輕質、高強、絕緣、隔熱、耐久性好、可設計性強等優點，逐漸活躍在土木工程領域[1-3].其中玻璃纖維增強樹脂基復合材料（GFRP）的顯著特點是熱膨脹系數與混凝土接近、比強度高且價格相對便宜[4].國際上對FRP在土木工程中的應用研究首先從玻璃纖維開始.
單向纖維增強復合材料是工程結構復合材料的最基本單元，纖維又是單向復合材料承受拉伸載荷時的主要承載部分，它在沖擊荷載下的力學性能與復合材料的沖擊響應行為密切相關.而且，在沖擊和爆炸等極端荷載作用下，材料的變形瞬間發生，應變率和溫度效應同時影響材料的力學行為.因此理解纖維的尺寸效應以及在不同應變率和溫度作用下的破壞失效模式是優化復合材料結構設計的關鍵.目前，已經有許多學者[5-7]開展了相關方面的工作，但中等應變率下的相關數據較少，而考慮中等應變率與溫度耦合作用的試驗數據更是空白.
由于在地震和低速沖擊荷載作用下，建筑結構遭受的應變率處于中等水平（1～200 s-1）[8]，本文的主要任務是研究玻璃纖維束的尺寸效應以及在中等應變率范圍（40～160 s-1）和不同溫度條件（25～100℃）下的力學響應，以獲得其破壞強度、韌性等力學性能指標，進而為建立GFRP的動態本構關系及其增強結構在極端荷載和環境下的分析與評估方法奠定基礎.
1 試驗測試
1.1 試樣制備
本實驗所選單向玻璃纖維布由南京海拓復合材料有限責任公司生產.圖1給出了纖維布的單向編織結構和光學顯微鏡下的微觀結構.纖維束的橫截面積為0.473 mm2，可以通過其線密度除以體密度得到[9].制備試樣時，用薄刀片沿纖維布縱向小心裁取多根纖維束備用.將0.2 mm厚鋁片用圓齒壓痕、居中對折，涂上環氧樹脂膠，按所需標距（25，50，100，150，200和300 mm）夾持在纖維束兩側，待膠固化后，將兩端多余纖維去除，試件成型，如圖1（b）所示.
圖1 （a）玻璃纖維的單向編織結構和光學顯微鏡下的微觀結構；（b）試件
Fig.1 （a） Unidirectional woven structure and microscopy image of glass fiber； （b） specimen
1.2 測試儀器與方法
單束纖維的準靜態拉伸測試采用MTS微機控制電子萬能試驗機（型號C43.304）.該試驗機機架的負荷上限為30 kN，數據采樣頻率最大可達1 000 Hz，控制器分辨率為20 bit.試驗時加載速度設定為2.5 mm/min，采用1 kN力傳感器，采樣頻率設為20 Hz.動態拉伸測試采用國際先進的Instron落錘沖擊系統（型號Ceast 9340）.本系統的沖擊高度為0.03～1.10 m， 速度范圍為0.77 ～4.65 m/s，最大落錘重量為37.5 kg， 最大沖擊能量為405 J.沖擊速度V可以自行設定，然后由落錘控制系統換算成相應的錘頭下落高度H.本實驗根據儀器的量程，設V為1，2，3，4 m/s，對應的應變率分別為40，80，120，160 s-1.本研究選取25，50，75和100 ℃作為溫度變量T進行一系列測試[10].
對于纖維束而言，其剛度遠小于儀器加載系統的剛度.為了檢驗MTS試驗機測量誤差，額外采用引伸計測量試件變形，并與試驗機記錄的夾持端位移進行對比，得知測量誤差在2%以內，因此將夾持端的相對位移近似作為試件標距內的變形，與標距的比值即為應變值.
2 結果與討論
2.1 應力應變曲線
圖2分別為玻璃纖維束在不同標距、不同應變率和不同溫度作用下的典型應力應變曲線.從圖中可以看出，在靜態拉伸作用下，應力應變曲線相對平滑；而在動態拉伸作用下，曲線波動較大.動態曲線的波動主要由沖擊過程激發的儀器振動引起[11]，其個數隨著應變率的增大而遞減.從這些應力應變曲線中獲得材料的基本力學性能參數：楊氏模量，拉伸強度，峰值應變和韌性.其中，楊氏模量代表曲線的線性段斜率.對于準靜態曲線而言，上升段基本為線性，因此所獲得的楊氏模量較為準確.而對于動態曲線而言，波動的影響使得楊氏模量的確定十分困難，因此本文以能夠描述曲線整體趨勢的直線斜率為代表值.相對而言，韌性的結果比較容易獲得，因其代表的是應力應變曲線下的面積，表征的是單位體積的變形能.具體計算公式如下：
2.2 不同標距、應變率和溫度下的力學性能
圖3～5給出了玻璃纖維束的楊氏模量、拉伸強度、峰值應變和韌性與標距、應變率和溫度的關系，結果表明，這些材料力學性能參數均與標距、應變率和溫度相關.從圖3可以得出，楊氏模量隨標距的增加而增大；而拉伸強度、峰值應變和韌性隨著標距的增大而減小.具體而言，當標距由25 mm增加到300 mm時，楊氏模量增加了23.6%，而拉伸強度、峰值應變和韌性分別降低了29.0%，40.9%和45.5%.從圖4可以得出，在40～160 s-1應變率范圍內，楊氏模量和拉伸強度都隨著應變率的增加而增大，而峰值應變與韌性呈先增后減的趨勢.具體而言，當應變率從40 s-1增加到160 s-1，楊氏模量和拉伸強度分別增加了22.0%和38.6%；而當應變率由40 s-1增加到120 s-1時，峰值應變和韌性先由原來的0.038 ± 0.004 mm/mm和40.2± 7.9 MPa增大到0.041 ± 0.004 mm/mm和50.8 ± 6.3 MPa，而當應變率繼續增加至160 s-1，其值又分別減小到0.037 ± 0.004 mm/mm和46.1± 5.9 MPa.但總體來看，峰值應變減小了1.8%，而韌性增大了14.6%.從圖5可以得出，楊氏模量隨溫度的增加而減小，峰值應變恰好相反，而拉伸強度和韌性卻呈現出先減后增的趨勢.具體而言，當溫度由25℃增加到100℃時，楊氏模量減小了36.7%；而峰值應變增大了19.9%.至于拉伸強度和韌性，當溫度由25℃增加到75℃，其值由1 729 ± 67 MPa和40.2± 7.9 MPa減小到1 292 ± 123 MPa和27.7 ± 4.8 MPa，分別減小了25.3%和31.1%；而當溫度增加到100 ℃，其值反而增加至1540 ± 107 MPa和40.0 ± 3.6 MPa，分別增大了19.2%和44.5%.
另外，圖3～5還對各力學性能參數隨標距、應變率和溫度的變化趨勢進行了曲線擬合，并給出了擬合方程，以便于工程應用.在25～200 mm的標距范圍內，隨著標距的增加，玻璃纖維束的楊氏模量隨之增加，但200 mm之后沒有顯著變化，而拉伸強度、峰值應變和韌性隨著標距的增加呈對數減小；在40～160 s-1的應變率范圍內，隨著應變率的增加，楊氏模量呈對數增加，而拉伸強度呈線性增加.峰值應變和韌性的變化趨勢可近似用二次多項式擬合；而在25～100 ℃的溫度區間內，隨著溫度的遞增，材料的楊氏模量呈線性減小，峰值應變呈線性增加，拉伸強度和韌性隨溫度的變化趨勢也可近似用一個二次多項式擬合.
2.3 尺寸、應變率及溫度效應機制
2.3.1 尺寸效應機制
玻璃纖維束的拉伸強度隨著標距的增加而減小，呈明顯的尺寸效應.Weibull尺寸效應統計理論認為[12]，這主要是由于材料強度的隨機分布所引起.沿纖維長度方向，強度是不均一的，纖維總是在最薄弱處斷裂，試樣愈長，出F最薄弱環節的概率越大，越容易發生斷裂.但是，當標距大于200 mm，纖維的拉伸強度不再發生明顯變化.這說明對于玻璃纖維束而言， 200 mm接近其強度受限臨界長度，當長度超過這個臨界值時，其內部包含最薄弱環節的概率極大.
2.3.2 應變率效應機制
玻璃纖維束的拉伸強度呈明顯的應變率相關性.當應變率由1/600 s-1（準靜態）增加到160 s-1（動態）時，拉伸強度由919 ± 102 MPa增長到1 727± 67 MPa，增幅近一倍.這種應變率相關性可作如下解釋：
如圖6所示，在準靜態拉伸荷載作用下，試件的斷裂部位比較集中，而在動態拉伸荷載作用下，斷裂部位延伸至整個標距范圍.這說明隨著應變率的增加，沖擊荷載在基本承載單元上的分布更為均勻，單絲有更多的部位參與耗能，使得其強度發揮得更充分.另外，在拉伸荷載作用下，構成纖維束的單絲不一定同步斷裂，斷裂位置也不一定平齊，因而纖維絲之間的摩擦在破壞變形過程中一直存在.隨著應變率的增加，纖維絲之間的相互擠壓作用也不斷再增大，因此滑動摩擦力也不斷增大（摩擦系數可視為常數），進而提高了纖維束的整體拉伸強度.
4 結 論
本文對玻璃纖維束進行了不同標距、應變率和溫度下的拉伸測試，并討論了標距、應變率和溫度對其力學性能參數的影響，最終得到以下結論：
1）玻璃纖維具有明顯的尺寸效應.楊氏模量隨標距的增加而增大，而拉伸強度、峰值應變和韌性隨著標距的增加而減小.當標距大于200 mm，纖維的楊氏模量和拉伸強度不再發生明顯變化.這說明對于玻璃纖維束而言， 200 mm接近其強度受限臨界長度，當長度超過這個臨界值，其內部包含最薄弱環節的概率極大.
2）玻璃纖維屬于應變率敏感材料，在40～160 s-1應變率范圍內，楊氏模量和拉伸強度都隨著應變率的增加而增大，而峰值應變與韌性呈先增后減的趨勢.
3）溫度對玻璃纖維的力學性能也有一定的影響.在25～100 ℃的溫度范圍內，楊氏模量隨溫度的增加而減小，峰值應變恰好相反，而拉伸強度和韌性卻呈現出先減后增的趨勢.
4）隨著應變率的增加，m值逐漸減小，表明更高的應變率下，玻璃纖維束表現出更隨機的破壞分布.當溫度從25℃逐步升高到100℃，m也在依次減小，體現出愈發離散的分布.
參考文獻
[1] BAKIS C， BANK L C， BROWN V，et al. Fiberreinforced polymer composites for constructionstateoftheart review [J]. Journal of Composites for Construction， 2002， 6（2）： 73-87.
[2] DAI J G， BAI Y L， TENG J. Behavior and modeling of concrete confined with FRP composites of large deformability [J]. Journal of Composites for Construction， 2011， 15（6）： 963-973.
[3] FIORE V， DI BELLA G， VALENZA A. Glassbasalt/epoxy hybrid composites for marine applications [J]. Materials & Design， 2011， 32（4）： 2091-2099.
[4] NKURUNZIZA G， DEBAIKY A， COUSIN P.et al. Durability of GFRP bars： A critical review of the literature [J]. Progress in Structural Engineering and Materials， 2005， 7（4）： 194-209.
[5] ZHU L， SUN B， HU H， et al. Constitutive equations of basalt filament tows under quasistatic and high strain rate tension [J]. Materials Science and Engineering： A， 2010， 527（13）： 3245-3252.
[6] LIM J， ZHENG J Q， MASTERS K，et al. Effects of gage length， loading rates， and damage on the strength of PPTA fibers [J]. International Journal of Impact Engineering， 2011， 38（4）： 219-227.
[7] ANDERSONS J， JOFFE R， HOJO M， et al. Glass fibre strength distribution determined by common experimental methods [J]. Composites Science and Technology， 2002， 62（1）： 131-145.
[8] 林峰， 顧祥林， 匡昕昕，等. 高應變率下建筑鋼筋的本構模型 [J]. 建筑材料學報， 2008， 11（1）： 14-20.
LIN Feng， Gu Xianglin， KUANG Xinxin， et al. Constitutive models for reinforcing steel bars under high strain rates [J]. Journal of Building Materials， 2008， 11（1）： 14-20. （In Chinese）
[9] ZHU D， MOBASHER B， RAJAN S D. Dynamic tensile testing of kevlar 49 fabrics [J]. Journal of Materials in Civil Engineering， 2010， 23（3）： 230-239.
[10]e， 歐云福. 應變率和溫度對單束BFRP力學性能的影響 [J]. 建筑材料學報（優先出版）， 2015： 1-11.
ZHU Deju， OU Yunfu. Strain rate and temperature effects on mechanical behavior of BFRP single yarns [J]. Journal of Building Materials （Online First）， 2015：1-11.
[11]ZHU D， RAJAN S， MOBASHER B， et al. Modal analysis of a servohydraulic high speed machine and its application to dynamic tensile testing at an intermediate strain rate [J]. Experimental Mechanics， 2011， 51（8）： 1347-1363.
[12]WEIBULL W. A statistical distribution function of wide applicability[J]. Journal of Applied Mechanics， 1951， 13（1）： 293-297.
[13]劉鳳岐， 湯心頤. 高分子物理 [M]. 北京：高等教育出版社， 1995.
LIU Fengqi， TANG Xinyi. Polymer physics [M]. Beijing： Advanced Education Press， 1995.（In Chinese）
[14]CREASY T. Modeling analysis of tensile tests of bundled filaments with a bimodal Weibull survival function [J]. Journal of Composite Materials， 2002， 36（2）： 183-194.
