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Collinear micro-shear-bands model for grain-size and precipitate-size effects on the yield strength
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作者 Yike Qiu Peng Zhang Lifeng Ma 《Theoretical & Applied Mechanics Letters》 CAS CSCD 2018年第4期245-251,298,共8页
Numerous experimental evidences show that the grain size may significantly alter the yield strength of metals.Similarly,innickel-based superalloys,the precipitate size also influences their yield strength.Then,how to ... Numerous experimental evidences show that the grain size may significantly alter the yield strength of metals.Similarly,innickel-based superalloys,the precipitate size also influences their yield strength.Then,how to describe such two kinds of size effects on the yield strength is a very practical challenge.In this study,according to experimental observations,a collinear micro-shear-bands model is proposed to explore these size effects on metal materials’yield strength.An analytical solution for the simple model is derived.It reveals that the yield strength is a function of average grain-size or precipitate-size,which is able to reasonably explain size effects on yield strength.The typical example validation shows that the new relationship is not only able to precisely describe the grain-size effect in some cases,but also able to theoretically address the unexplained Hall-Petch relationship between theprecipitate size and the yield strength of nickel-based superalloys. 展开更多
关键词 COLLINEAR micro-shear-bands MODEL The HALL-PETCH relationship γprecipitate Size effect
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NUMERICAL ANALYSIS OF SHEAR-BAND BIFURCATION
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作者 Li Guochen, Institute of Mechanics, Academia Sinica, Beijing, China 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 1990年第1期22-28,共7页
A numerical analysis of bifurcation in shear-band pattern is presented to help understand the distributions of the velocity variation in the shear band. Comparison with the results of analytic method indicates that: (... A numerical analysis of bifurcation in shear-band pattern is presented to help understand the distributions of the velocity variation in the shear band. Comparison with the results of analytic method indicates that: (1) the critical strain is irrelevant to the relative width of the shear band; (2) the variations along the direction normal to the band have indeed the controlling effect whilst the effect of variations along the tangential direction is negligible. 展开更多
关键词 shear band BIFURCATION diffuse analysis
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Micro-scaled plastic yielding and shear-banding dynamics in metallic glasses 被引量:2
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作者 D.X.Han G.Wang +4 位作者 Q.Wang R.Feng X.D.Ma K.C.Chan C.T.Liu 《Journal of Materials Science & Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第21期237-246,共10页
Shear-banding behavior in metallic glasses plays a key role in the operation of plastic deformation,which is associated with yield strength.In a micro-scale,the shear-banding behavior must be affected by many factors ... Shear-banding behavior in metallic glasses plays a key role in the operation of plastic deformation,which is associated with yield strength.In a micro-scale,the shear-banding behavior must be affected by many factors from the test machine and the substrate.Therefore,in this study,comprehensively considering a machine compliance,a geometry imperfection of micro-pillar,and a substrate sink-in the machine-sample-substrate system,we developed a plastic-strength model at a micrometer scale in this study,which is evidenced by the microscale compressive properties of 18 kinds of metallic glasses.The the-oretical model provides a guidance for the elastic limits and shear-banding dynamics of metallic glasses at the micro-scale,which can be applicable to characterize the microscale deformation behavior of other amorphous materials. 展开更多
关键词 Metallic glasses shear-banding dynamics Micro-compression Plastic deformation
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砂土-混凝土接触面剪切带细观变形特征的试验研究 被引量:1
4
作者 杨奇 吴亚飞 +3 位作者 陈琛 邓煜晨 徐方 阮波 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期613-625,共13页
接触面剪切带的细观变形特征是研究结构物与土体相互作用的核心问题。为探明砂土-混凝土接触面剪切带变形特征,利用大型直剪仪开展砂土-混凝土接触面直剪试验,采用灌砂变形标记法实测砂土变形,依据标记线剪应变沿竖向的变化特征对砂土... 接触面剪切带的细观变形特征是研究结构物与土体相互作用的核心问题。为探明砂土-混凝土接触面剪切带变形特征,利用大型直剪仪开展砂土-混凝土接触面直剪试验,采用灌砂变形标记法实测砂土变形,依据标记线剪应变沿竖向的变化特征对砂土变形区域进行划分。在此基础上,研究粗糙度、法向应力和密实度对砂土-混凝土接触面剪切带细观变形特征的影响规律。研究结果表明:1)砂土可分为非剪切区、过渡区和应变集中区,应变集中区仅存在剪切面之上。2)规则型接触面的上剪切带厚度均值为33D_(50),远大于下剪切带9D_(50)和“光滑”接触面剪切带厚度20.4D_(50)。3)密实度对剪切带及其过渡区厚度的影响微弱,而粗糙度对其影响显著;法向应力、密实度对应变集中区厚度影响有限,应变集中区厚度随粗糙度的增大近似线性增大;应变集中区长度随粗糙度的增大先增大后减小,随密实度的增大近似线性增大,随法向应力增大而减小。4)随剪切位移增大,上剪切带厚度不断增大而下剪切带厚度先增大后保持基本不变,应变集中区的长度增大,但剪切位移对应变集中区厚度的影响有限。5)获得归一化剪切带厚度取值h_(t)/D_(50)与D_(50)的关系,在有限元模拟规则型结构与砂土的相互作用时,建议砂土体细化网格单元的范围不小于最大剪切带厚度37D_(50)。研究成果深化了砂土-规则型接触面剪切带变形特征的认识,可为大粗糙度、带肋桩的承载变形特性的精细化有限元模拟分析提供重要参考和依据。 展开更多
关键词 砂土-混凝土接触面 大型直剪试验 灌砂标记法 剪切带 细观变形
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基于胞元模型的土体应变局部化试验与机理研究
5
作者 侯世伟 侯金招 +2 位作者 杜修力 孟素云 曲金红 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期64-68,共5页
土体的碎散性和天然性使其变形和强度特性具有明显的尺度效应,所以研究土体应变局部化过程,不能忽略级配颗粒的分布和比例关系,须从多个尺度层面表征宏观力学特性。基于胞元模型理论,将土体视作由加强颗粒和基质组成的散体材料,通过三... 土体的碎散性和天然性使其变形和强度特性具有明显的尺度效应,所以研究土体应变局部化过程,不能忽略级配颗粒的分布和比例关系,须从多个尺度层面表征宏观力学特性。基于胞元模型理论,将土体视作由加强颗粒和基质组成的散体材料,通过三轴压缩试验研究不同加强颗粒粒径试样的内禀尺度规律,并通过数值模拟方法研究了细观层面剪切带的形成过程和启动机理;引入平均应变能释放系数,量化了土体在到达峰值应力之后试样整体的应变能转化情况,再现了多带的启动和渐进竞争过程。结果表明:不同尺度的加强颗粒强度试验说明颗粒的非连续性使土体具有尺寸效应,内禀尺度与粒径之比随加强颗粒尺度增大而减小。在应力峰值前非弹性耗散能增加,引发应变局部化;峰值后,剪切带内应变急速增大,带外发生回弹。 展开更多
关键词 尺度效应 内禀尺度 剪切带 三轴压缩试验
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高应变速率下TB6钛合金在绝热剪切带内的晶粒瞬间细化机制
6
作者 胡林岚 董向阳 +3 位作者 杜晋 刘小刚 赵倩 孙健 《工具技术》 北大核心 2024年第10期37-41,共5页
采用分离式霍普金森压杆装置对TB6钛合金帽型试样进行室温动态加载试验,通过微观组织表征技术对绝热剪切带内的微观结构特征进行观察,研究高应变速率下TB6钛合金绝热剪切带内的晶粒瞬间细化机制。TEM观察结果表明:绝热剪切带中晶粒的瞬... 采用分离式霍普金森压杆装置对TB6钛合金帽型试样进行室温动态加载试验,通过微观组织表征技术对绝热剪切带内的微观结构特征进行观察,研究高应变速率下TB6钛合金绝热剪切带内的晶粒瞬间细化机制。TEM观察结果表明:绝热剪切带中晶粒的瞬时细化是三种机制共同作用的结果。第一种机制是由于位错的快速运动、增殖以及塞积促使晶粒内部产生应力集中现象,最终在此现象的作用下形成裂纹、断裂以及细晶;第二种机制是通过增大晶粒内部的颈缩程度迫使细晶形成;在转动态再结晶机制的作用下,绝热剪切带的中心区域形成100nm的细小等轴晶。 展开更多
关键词 绝热剪切带 高应变速率 晶粒细化机制 TB6钛合金
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基于摄影测量的三轴土体剪切带演化规律
7
作者 牟春梅 李刘悦 夏燚 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期927-936,共10页
为实现土样局部变形的定向研究,同时优化土样的变形测量精度,将数字图像测量与三轴试验结合,在不对仪器做大型改造的条件下,运用摄影测量技术改良试验.以桂林地区红黏土为研究对象,试验全程对土样全表面进行受力变形监测,并还原土样的... 为实现土样局部变形的定向研究,同时优化土样的变形测量精度,将数字图像测量与三轴试验结合,在不对仪器做大型改造的条件下,运用摄影测量技术改良试验.以桂林地区红黏土为研究对象,试验全程对土样全表面进行受力变形监测,并还原土样的三维重构模型,以此研究其应力应变关系、局部应变特性、剪切带演化规律.研究结果表明:(1)土样表面的剪切带内外区域具有截然不同的变形特征,带外区域变形较为均匀且变形量趋于稳定,而带内区域变形不均匀且变形量不断加剧;(2)根据土样表面不同区域间的局部应变差异,确定了剪切带开始形成、停止扩张及完全贯穿的临界状态,提出了一种判别剪切带发展阶段的方法;(3)根据判别方法,将剪切带的演化过程拆分为压缩变形、表面扩张、延伸贯穿、相对滑移四个阶段,并分析了各个阶段不同的变形规律与破坏机理.经摄影测量技术改良的三轴试验,能够得到更准确的土体局部本构关系和变形特性,为探索土的应变局部化现象提供了一种精确且经济的研究方案. 展开更多
关键词 剪切带 摄影测量 三轴试验 局部应变 红黏土
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颗粒土中剪切带临界状态数学描述及其完全解
8
作者 黄文雄 崔贤 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第3期287-294,共8页
为正确模拟土体涉及剪切带演化的后失效力学响应,需采用包含细观特征长度的高阶连续介质力学模型.笔者利用前期所建立的微极亚塑性模型,对颗粒土中剪切带的发展过程进行了分析推导,得到了剪切带临界状态条件下关键变量所满足的非线性微... 为正确模拟土体涉及剪切带演化的后失效力学响应,需采用包含细观特征长度的高阶连续介质力学模型.笔者利用前期所建立的微极亚塑性模型,对颗粒土中剪切带的发展过程进行了分析推导,得到了剪切带临界状态条件下关键变量所满足的非线性微分方程.该文展示了上述非线性微分方程的简要推导,重点讨论了该非线性微分方程的主要性质、主要参数变化范围和求解途径;通过对剪切带进一步的力学分析补充建立了一个能量方程,使问题具有确定解.在此基础上,应用数值积分求出了剪切带厚度因子和剪切内应力、变形率分布及剪切速度分布的完全解.其中剪切带厚度因子对于微极亚塑性模型细观参数的确定具有重要作用. 展开更多
关键词 剪切带 微极亚塑性模型 临界状态 非线性常微分方程 完全解
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预制孪晶对AZ31镁合金绝热剪切敏感性的影响
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作者 毛萍莉 杨雨松 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第3期277-283,共7页
为了分析不同孪晶体积分数对材料绝热剪切敏感性的影响,预制具有不同孪晶体积分数的AZ31镁合金。采用分离式霍普金森压杆在200℃、944 s^(-1)条件下对AZ31镁合金帽状试样进行高速冲击试验,采用电子背散射衍射仪和光学显微镜对试样在高... 为了分析不同孪晶体积分数对材料绝热剪切敏感性的影响,预制具有不同孪晶体积分数的AZ31镁合金。采用分离式霍普金森压杆在200℃、944 s^(-1)条件下对AZ31镁合金帽状试样进行高速冲击试验,采用电子背散射衍射仪和光学显微镜对试样在高应变速率变形前后的微观组织进行观察,计算了试样发生绝热剪切时的吸收能量,比较了绝热剪切带内外的显微硬度。结果表明:不同孪晶体积分数试样内均产生了绝热剪切带,随着孪晶体积分数的增加,绝热剪切带宽度和吸收能量减小,而绝热剪切敏感性增大。 展开更多
关键词 AZ31镁合金 预制孪晶 高速冲击 帽状试样 吸收功 显微硬度 绝热剪切带 绝热剪切敏感性
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剪切模式对砂-钢界面特性的影响
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作者 张迪 徐孟涛 +2 位作者 孙峰 曹刚 李佳豪 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2024年第7期175-181,共7页
针对海上风机导管架基础在安装过程中发生的桩土界面单向剪切行为和服役过程中发生的持续循环剪切行为,分别采用常应力和等刚度边界条件对石英砂/钙质砂开展单向和循环剪切试验,研究不同剪切模式下界面强度发挥的细观作用。结果发现:随... 针对海上风机导管架基础在安装过程中发生的桩土界面单向剪切行为和服役过程中发生的持续循环剪切行为,分别采用常应力和等刚度边界条件对石英砂/钙质砂开展单向和循环剪切试验,研究不同剪切模式下界面强度发挥的细观作用。结果发现:随着单向剪切距离的增加,土样破碎带厚度逐渐增大,钢界面粗糙度下降;循环剪切幅值越大,颗粒排布重塑越充分,产生的法向位移越大。在大位移单向剪切和循环剪切过程中,破碎带的存在会改变土体的初始结构,使其具有强烈方向性。由于钙质砂的硬度较低,同等粒径下其形状相比石英砂颗粒更不规则,因此其在同等剪切距离下会产生更大的破碎量,引起较大体缩,而破碎后的石英砂棱角较多,在钢界面扰动下更易发生旋转,引起大位移单向剪切后的循环剪切过程中土样剪胀增加。 展开更多
关键词 导管架基础 界面环剪仪 剪切模式 破碎带 界面特性
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冷轧压下率对高强无取向电工钢变形组织和磁性能的影响 被引量:1
11
作者 吴硕 贾涓 +3 位作者 宋新莉 程朝阳 吴隽 刘静 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期158-165,共8页
借助场发射扫描电镜(SEM+EBSD)、快速升温管式炉和交流磁性能测量仪研究高强无取向电工钢冷轧变形组织和磁性能随冷轧压下率的变化规律。结果表明:冷轧高强无取向电工钢中形成含有大量亚结构的粗糙条带和变形量较小的光滑条带。粗糙条... 借助场发射扫描电镜(SEM+EBSD)、快速升温管式炉和交流磁性能测量仪研究高强无取向电工钢冷轧变形组织和磁性能随冷轧压下率的变化规律。结果表明:冷轧高强无取向电工钢中形成含有大量亚结构的粗糙条带和变形量较小的光滑条带。粗糙条带具有γ取向,主要为{111}〈110〉,光滑条带具有{112}〈110〉和{001}〈110〉取向。粗糙条带中存在大量宽度约为2~3μm的剪切带,与轧向呈20°~35°夹角,且随压下率增大,数量逐渐增多。剪切带与基体间具有一定取向差,随压下率增大,剪切带逐渐从{111}〈110〉取向转向{223}〈110〉取向,与基体间取向差逐渐增大。退火后Goss和{111}面织构增多,{001}面织构减少;轧向磁感应强度增大,横向磁感应强度减小,各向异性显著,铁损下降。 展开更多
关键词 高强无取向电工钢 冷轧压下率 剪切带 织构 磁性能
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爆炸加载TC4 ELI钛合金微损伤研究
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作者 宋雨宸 王琳 +4 位作者 赵登辉 吴江 范丽静 张宇轩 程焕武 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期26-31,共6页
用TNT炸药空中爆炸加载等轴组织TC4 ELI钛合金板材,研究爆炸药量及距靶板中心距离对钛合金显微组织演化的影响,测试了爆炸加载后材料的力学性能。结果表明:爆炸加载后TC4 ELI钛合金显微组织内产生了大量形变带,形变带宽度为10~120μm;... 用TNT炸药空中爆炸加载等轴组织TC4 ELI钛合金板材,研究爆炸药量及距靶板中心距离对钛合金显微组织演化的影响,测试了爆炸加载后材料的力学性能。结果表明:爆炸加载后TC4 ELI钛合金显微组织内产生了大量形变带,形变带宽度为10~120μm;随着爆炸药量从200 g提高到300 g,形变带的数量及总宽度增加,形变带边界更加清晰;随着距靶板中心距离的增加,形变带数量不变,宽度增加。对爆炸加载回收靶板采用分离式霍普金森压杆(SHPB)进行动态压缩再加载试验,随药量和距靶板中心距离的增加,钛合金静动态抗压强度与断裂应变增加。动态再加载后产生了绝热剪切转变带,形变带对转变带的萌生及扩展过程影响较小。 展开更多
关键词 TC4 ELI钛合金 爆炸加载 再加载力学性能 绝热剪切形变带 绝热剪切转变带
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超细晶纯钛动态力学响应及变形机制
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作者 李帅康 刘晓燕 +2 位作者 杨西荣 罗雷 王敬忠 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期155-163,共9页
采用分离式霍普金森压杆技术在应变速率为2000~3000 s^(-1)和温度为300~450℃条件下对超细晶纯钛进行了动态冲击实验,研究了其动态力学响应及变形机制,并利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对变形后的微观组织进行了表征。结果表明:超... 采用分离式霍普金森压杆技术在应变速率为2000~3000 s^(-1)和温度为300~450℃条件下对超细晶纯钛进行了动态冲击实验,研究了其动态力学响应及变形机制,并利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对变形后的微观组织进行了表征。结果表明:超细晶纯钛的真应力-真应变曲线呈现出明显的“双应力峰”特征,随着应变速率的增加和温度的降低,其屈服强度和流变应力提高,表现出正应变速率敏感性和负温度敏感性。在应变速率为2000~3000 s^(-1)的范围内,超细晶纯钛的应变速率敏感性指数m为0.12~0.17。当应变速率大于2500 s^(-1)时,超细晶纯钛试样出现绝热剪切带,绝热剪切带产生的临界应变为0.316。在动态冲击载荷下,超细晶纯钛的变形机制由低温时的位错密度增加和位错胞形成转变为高温时的几何动态再结晶和晶粒粗化。 展开更多
关键词 超细晶纯钛 动态力学行为 变形机制 组织演变 绝热剪切带
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退火处理对Pt基块体金属玻璃塑性动力学行为的影响
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作者 易梦丽 王驰 +3 位作者 赖建平 李定骏 袁卫锋 余家欣 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期173-182,共10页
采用退火的热诱导方法向Pt基块体金属玻璃(Pt-BMG)基体内原位引入纳米晶,通过纳米压痕实验,考察了Pt-BMG在铸态和在玻璃转变温度Tg之上(250℃)退火15 min,2 h和6 h的力学性能和塑性动力学行为.研究结果表明,退火时间从15 min增加到6 h时... 采用退火的热诱导方法向Pt基块体金属玻璃(Pt-BMG)基体内原位引入纳米晶,通过纳米压痕实验,考察了Pt-BMG在铸态和在玻璃转变温度Tg之上(250℃)退火15 min,2 h和6 h的力学性能和塑性动力学行为.研究结果表明,退火时间从15 min增加到6 h时,Pt-BMG的结晶度从34%增加到57%,平均晶粒尺寸从25.6 nm增加到38.3 nm,硬度和折合模量分别从5.66 GPa和133.83 GPa增加到8.65 GPa和182.89 GPa,同时载荷-位移曲线上的锯齿流变行为呈现从可明显观察到不连续的位移突变到比较平滑的变化规律.通过分子动力学模拟进一步证明,随着纳米晶尺寸的增加,剪切转变区的激活与剪切带的成核呈现先促进后抑制、先增加后减小的趋势.这是由于金属玻璃在塑性变形过程中,小尺寸纳米晶会被剪切带所包裹或溶解,促进了金属玻璃塑性变形的形成;而大尺寸纳米晶在承受载荷时,在晶体内部产生了位错和滑移,进一步抑制了剪切带的成核与传播.本文结合纳米压痕实验和分子动力学模拟,从原子尺度上揭示了纳米晶的尺寸影响非晶合金塑性变形的内在机理,为设计理想性能的金属玻璃提供了有效的实验基础与理论支撑. 展开更多
关键词 退火 Pt基块体金属玻璃 塑性动力学 分子动力学模拟 纳米晶 剪切带
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激光表面处理对工业级锆基块体非晶合金塑性变形能力的影响
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作者 程杨洋 钟勇 +4 位作者 张星 陈辰 余龙 王鹏飞 张涛 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期166-173,183,共9页
目的针对工业级Zr_(49.7)Ti_(2)Cu_(37.8)Al_(10)Er_(0.5)块体非晶合金受到原材料中杂质元素和制备环境中氧元素的影响,其本征塑性变形能力较差的问题,研究激光表面处理对工业级Zr_(49.7)Ti_(2)Cu_(37.8)Al_(10)Er_(0.5)块体非晶合金在... 目的针对工业级Zr_(49.7)Ti_(2)Cu_(37.8)Al_(10)Er_(0.5)块体非晶合金受到原材料中杂质元素和制备环境中氧元素的影响,其本征塑性变形能力较差的问题,研究激光表面处理对工业级Zr_(49.7)Ti_(2)Cu_(37.8)Al_(10)Er_(0.5)块体非晶合金在压缩和拉伸条件下塑性变形能力的影响。方法采用低纯原料制备工业级母合金锭子,利用铜模铸造法在低真空环境下制备工业级非晶合金试样,采用激光法对试样进行表面处理,利用万能试验机对激光处理试样的压缩和拉伸力学性能进行测试。通过X射线衍射仪和电子探针对试样的微观组织结构进行表征,采用扫描电镜对力学测试失效后试样的形貌进行微尺度观察。结果经激光表面处理后影响区的深度约为150μm,在影响区内铜元素的含量有所降低,但依然为非晶结构。在压缩条件下,未经激光表面处理的工业级Zr_(49.7)Ti_(2)Cu_(37.8)Al_(10)Er_(0.5)块体非晶合金的塑性应变为0,断裂强度为1534 MPa。经过激光表面处理后,试样具有1%的塑性应变,屈服强度为1337 MPa,断裂强度为1562 MPa。在拉伸条件下,激光表面处理前后工业级块体非晶合金的塑性应变均为0,断裂强度也无明显变化,其平均值为1379 MPa。结论通过激光表面处理在工业级Zr_(49.7)Ti_(2)Cu_(37.8)Al_(10)Er_(0.5)块体非晶合金试样表面引起的成分变化和引入的残余应力状态,能够有效促使压缩载荷作用下剪切带的萌生,提高其压缩塑性变形能力。 展开更多
关键词 工业级块体非晶合金 激光表面处理 塑性变形 断裂强度 剪切带
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原位自生富Fe相增强Mg-Cu-Ag-Gd-Fe非晶复合材料的制备及其力学性能
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作者 黄润华 郭威 +2 位作者 吕书林 王锦程 吴树森 《铸造》 CAS 2024年第7期941-946,共6页
基于元素间混合焓差异,通过在Mg基非晶合金中添加Fe元素,使合金凝固过程中析出原位自生富Fe相,从而制备出原位自生相增强镁基非晶复合材料。研究发现,富Fe相均匀分散在镁基非晶合金基体中,平均尺寸为8μm,体积含量约为14%。相比于基体... 基于元素间混合焓差异,通过在Mg基非晶合金中添加Fe元素,使合金凝固过程中析出原位自生富Fe相,从而制备出原位自生相增强镁基非晶复合材料。研究发现,富Fe相均匀分散在镁基非晶合金基体中,平均尺寸为8μm,体积含量约为14%。相比于基体材料的脆性断裂,原位自生富Fe相增强镁基非晶复合材料表现出明显的屈服与塑性变形,塑性形变量达9.5%,并且断裂强度也较基体合金有所提高。通过对断面的分析发现富Fe相在变形过程中可有效阻碍非晶基体中主剪切带的快速扩展,使其发生偏转和增殖,生成多重剪切带,使复合材料的力学性能显著提高。 展开更多
关键词 非晶复合材料 室温塑性 剪切带 富Fe相
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含粗粒滑带土剪切带演化及空间展布规律研究
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作者 李泽闯 张昊 +1 位作者 程培峰 王艳丽 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1067-1080,共14页
对含不同强度粗颗粒的滑带土进行了可视化中型直剪试验,通过竖直置入铝丝观察剪切后铝丝变形情况获取剪切破坏带的空间信息,并建立了剪切带空间曲面方程。通过粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术对可视面处二维剪切带信... 对含不同强度粗颗粒的滑带土进行了可视化中型直剪试验,通过竖直置入铝丝观察剪切后铝丝变形情况获取剪切破坏带的空间信息,并建立了剪切带空间曲面方程。通过粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术对可视面处二维剪切带信息进行提取,并与剪切试验得到的空间曲面方程的边界外推值进行对比,证明了空间曲面方程与PIV技术能够描述剪切带特征。然后通过PIV技术对不同剪切总位移与某一剪切位移下短时间内相对位移规律进行了分析。最后分析了预制损伤与粗颗粒强度对剪切带特征的影响。研究结果表明,剪切带形状为两端薄中间厚的带状,可采用高斯曲面方程对剪切带轮廓进行拟合。剪切带在发展过程中经历压密、自由损伤、损伤沿固定路径发展与剪切带贯通4个阶段,损伤使得剪切带发展各阶段前移,粗颗粒强度会对局部剪切带变形产生较大影响而对整体剪切带的变形影响较小。该研究成果对于揭示滑坡剪切带形成与演变规律从而设计合理的边坡防治方案具有重要意义。 展开更多
关键词 含粗粒滑带土 剪切带 中型直剪试验 可视化 PIV技术
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块石破碎性质对土石混合体剪切带厚度的影响研究
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作者 胡峰 祝诗逸 +3 位作者 王颂 朱益军 吕庆 李志清 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期39-51,共13页
土石混合体作为一种典型的浅表层堆积体,常引发不同规模的滑坡灾害。本文通过对比土石混合体在室内大型直剪和离散元(PFC2D)数值模拟直剪条件下剪切带厚度随含石量和上覆压力的变化特征,以期进一步揭示影响土石混合体剪切带厚度的主要... 土石混合体作为一种典型的浅表层堆积体,常引发不同规模的滑坡灾害。本文通过对比土石混合体在室内大型直剪和离散元(PFC2D)数值模拟直剪条件下剪切带厚度随含石量和上覆压力的变化特征,以期进一步揭示影响土石混合体剪切带厚度的主要控制因素。试验结果显示,室内试验中土石混合体的剪切带厚度主要受含石量的影响,其次为上覆压力,受块石尺寸的影响不明显。剪切带厚度随含石量从0增加到50%时表现为增大的趋势,随含石量的继续增大而表现为减小的趋势。但上覆应力小于200 kPa时,剪切带厚度随上覆应力的增大表现为增大的趋势,但上覆应力超过200 kPa时,其值表现为减小的趋势。然而,在数值模拟计算中,考虑块石不可破碎的情况下剪切带裂纹区域的宽度随含石量和上覆压力的增大表现为持续增大的趋势特征。分析认为,土石混合体剪切中大块石之间咬合后的齿轮带动效应是促使剪切带厚度增大的重要原因,而骨架结构含石量以及高垂直应力下块石咬合部位因高度的应力集中,随后导致的咬合棱角破碎,块石变形被限制在一定的区域内,却抑制了剪切带厚度的进一步增大。相反,在块石不可破碎的数值模拟计算中,高含石量试样内块石可持续的咬合滚动,促使周围的块石也发生变形,进而增大了剪切带的厚度。研究结果有利于揭示土石混合体的剪切变形破坏机制。 展开更多
关键词 土石混合体 剪切带厚度 含石量 大型直剪 PFC2D
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应变速率对TB6钛合金绝热剪切敏感性的影响
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作者 刘小刚 郭正华 +2 位作者 郦逸凡 姜丽红 冯琛文 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第1期157-160,共4页
在室温下采用分离式霍普金森压杆对TB6钛合金帽型试样进行动态加载,研究了应变速率对TB6钛合金绝热剪切敏感性的影响。结果表明,应变速率1950~2510 s^(-1)时,4组试样均表现出明显的应变硬化效应;在绝热温升作用下,4组试样均发生热塑失... 在室温下采用分离式霍普金森压杆对TB6钛合金帽型试样进行动态加载,研究了应变速率对TB6钛合金绝热剪切敏感性的影响。结果表明,应变速率1950~2510 s^(-1)时,4组试样均表现出明显的应变硬化效应;在绝热温升作用下,4组试样均发生热塑失稳形成绝热剪切带;受冲击载荷和材料晶粒尺寸影响,基体和绝热剪切带之间的过渡区域变形梯度不明显;热剪切带内100 nm等轴晶的形成是旋转动态再结晶机制作用的结果。通过观察金相、表征绝热剪切敏感性及计算扩展能发现,TB6钛合金绝热剪切敏感性随应变速率增加而增加。 展开更多
关键词 绝热剪切敏感性 绝热剪切带 应变速率 旋转动态再结晶 TB6钛合金 分离式霍普金森压杆
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轴承钢滚动接触疲劳亚表面夹杂处损伤分析 被引量:2
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作者 陈金华 李淑欣 +2 位作者 鲁思渊 曹均 金永生 《摩擦学学报(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期267-279,共13页
轴承钢在滚动接触疲劳(RCF)中失效的主要原因之一是亚表面白蚀区(WEA)的形成.本文中从塑性应变累积引起剪切局域化新的角度对WEA进行了研究.通过耦合晶体塑性和相场损伤理论建立了损伤演化本构模型,研究了非金属夹杂处塑性应变累积和损... 轴承钢在滚动接触疲劳(RCF)中失效的主要原因之一是亚表面白蚀区(WEA)的形成.本文中从塑性应变累积引起剪切局域化新的角度对WEA进行了研究.通过耦合晶体塑性和相场损伤理论建立了损伤演化本构模型,研究了非金属夹杂处塑性应变累积和损伤演化.研究表明,接触疲劳载荷引起的塑性应变局域化导致了剪切带的形成.剪切带的形貌、取向和应变与WEA的一致,表明WEA实际上是应变局域化的剪切带.晶体取向对WEA损伤的形成和发展有很大的影响,WEA仅在择优的晶体取向下形成.与软夹杂周围的剪切带和损伤演化不同,硬夹杂处的剪切带与夹杂相切,形成的4条剪切变形带将夹杂“包围”.剪切带内部处于高应变和低应力的状态,带中心处应变达到最大,随带宽两侧急剧减小,而中心处应力却最小,几乎为零,沿带宽两侧增大,这说明裂纹在剪切带内萌生和扩展.该结论阐明了裂纹和WEA形成的关系,即裂纹是在WEA形成过程中因应变不协调产生,而非裂纹先产生,裂纹上下表面相互摩擦导致WEA形成. 展开更多
关键词 轴承钢 滚动接触疲劳 白蚀区 应变局域化 剪切带
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