Mn18Cr18N奥氏体不锈钢的压缩拉伸连续加载变形行为

采用压缩拉伸连续加载变形实验方法,即第一阶段压缩变形量0%~40%,第二阶段拉伸至断裂,研究了Mn18Cr18N奥氏体不锈钢的室温压缩拉伸变形行为.结果表明,随着压缩量的增大,后续拉伸阶段的屈服应力和均匀塑性变形最大拉伸应力、断面收缩率和延伸率均呈先增大后减小的变化规律.临界压缩量25%处,拉伸屈服应力和最大拉伸应力达到最大值,分别约为1039.97和1439.20 MPa;试样的断面收缩率和延伸率也达到最大值,分别为68.99%和73.80%.微观组织和断口形貌的OM和SEM观察结果表明,当压缩量小于临界值时,拉伸试样断口宏观形貌呈典型的杯锥状,微观形貌呈韧窝状的韧性断裂,微观组织为变形拉长的晶粒组织;当压缩量超过临界值时,拉伸试样断口宏观形貌比较平齐,微观形貌为无韧窝状的结晶状特征,微观组织为包含大量孪晶的等轴晶粒.TEM分析表明,压缩量较小时,位错通过滑移形成不同密度的位错组态;反向加载拉断后,仍能观察到位错的堆积.压缩量较大时,形成2个方向交割的孪晶;反向加载拉断后,孪晶呈平行排列,且伴有高密度位错缠结.

岩石直接拉伸与压缩变形的循环加载实验与双模量本构模型

采用一种可对同一岩石试样进行单轴压缩和直接拉伸试验的岩石试样试验装置,对5种岩石进行了压缩和拉伸循环加载试验。结果表明,对于其中压缩平均变形模量ECA较拉伸平均模量ETA大得多的3种岩石(ECA/ETA分别等于2,2.5和6),拉伸下的卸载平均模量ETAUN远大于ETA,且ETAUN约等于ECA。因此,虽然这几种岩石压缩下的变形可近似视为弹性的,拉伸下的变形却是非弹性或塑性的。一些研究者对ET<<EC的岩石引用了压缩和拉伸下均为线弹性但ET≠EC的双线弹性本构模型。本文的结果则表明,已知一种岩石的ET≠EC,不等于双线弹性模型能适用于该种岩石。对于这类拉伸变形为塑性的岩石,必须发展更复杂的本构模型。

透射电镜原位力学拉伸-压缩加载装置的制备及应用

具有实时观察、定量测试功能的透射电子显微镜下的原位力学测试技术可将在力作用下材料的微观结构演变与力学实验数据对应起来,帮助人们直观、深入地认识和理解材料的变形与损伤行为及其内在的本征机制,为材料性能的改进提供理论指导依据。本文介绍一种利用聚焦离子束刻蚀技术制备原位纳米力学实验拉伸-压缩加载装置的方法和应用案例。该方法简单易行,制备的装置可有效地保障拉伸实验接近单轴拉伸状态,同时该装置还可用于压缩、弯曲实验,并能实现拉伸、压缩、弯曲加载方式的灵活切换。

拉伸-压缩-瞬时卸载复合加载式软岩真三轴试验机的研制

为了更准确地模拟深部工程软岩体所处的真三轴应力状态,同时为研究单向快速卸载条件下的岩石变形破坏机制,本文研制了一种拉伸-压缩-瞬时卸载复合加载式软岩真三轴试验机。该试验机由加载框架、电动加载系统、夹具、电磁式瞬时卸载系统、控制系统、软件系统组成。该试验机的创新性和先进性功能有:(1)可实现多种应力路径下的单轴、双轴、真三轴、岩爆、声发射、低频扰动等试验;(2)采用电动伺服作动器实现真三轴刚性加载,具有加卸载平稳、节能环保的特点;(3)加载头采用球面压头,保证加载端面与试样充分接触,采用双层滚排减小端部摩擦效应的影响;(4)采用电磁吸盘技术的瞬时卸载装置实现快速卸载功能;(5)采用力控制监控位移的双层控制方式,保证在加卸载过程中试样中心不变,与加载中心重合。最终通过力、位移、变形标定工作后,再进行功能验证和综合试验。结果表明,该试验机的准确性、功能性、可靠性满足软岩真三轴应力条件下的力学特性研究需求。

柱状晶生长取向对定向凝固Mg-Gd合金拉伸和压缩性能的影响

利用定向凝固技术,制备了生长取向为〈2110〉的柱状多晶Mg-6.3Gd合金和生长取向为〈3214〉的柱状多晶Mg-8.2Gd合金,并研究加载方式(拉伸、压缩)、柱状晶取向与力学性能之间的相关性。结果表明:拉伸载荷下,〈2110〉取向柱状晶的基面〈a〉滑移Schmid因子(Fs)低于0.051、柱状晶内启动{1011}压缩孪生协调应变,因此,Mg-6.3Gd合金屈服强度较高(为176 MPa),但伸长率仅8%;〈3214〉取向柱状晶的基面〈a〉滑移Fs高于0.46、柱状晶内启动{1012}拉伸孪生协调应变,因此,Mg-6.3Gd合金屈服强度较低(为57 MPa),但伸长率达到22%。压缩载荷下,两种取向合金启动{1121}和{1012}两种拉伸孪生协调应变,具有较高的形变硬化能力,抗压强度(分别为309 MPa和301 MPa)较屈服强度分别提高214 MPa和219 MPa,且具有较高的塑性。

混凝土偏应力循环拉-压加载的梨形双面模型

目的研究混凝土在复杂三轴循环载荷下的动力本构模型,为探求混凝土结构在复杂荷载作用下的累积变形与破坏规律提供基础理论。方法在梨形边界面模型的框架下,针对混凝土在应力偏平面上的三轴拉-压加载情况,提出一个细化模型。该模型包含一个加载面和一个形状相似的边界面,采用非相关流动法则,通过加载面和边界面在应力空间的演化来描述混凝土在加卸载作用下的循环塑性、损伤、变形累积的特性。结果运用模型对混凝土试块在偏平面上的两种循环加载情况—沿着拉伸-压缩方向以及仅沿着压缩方向的试验结果进行了预测,得到的广义剪应变-平均应变关系曲线和应力-应变关系曲线与试验曲线的变化规律相同。结论该模型模拟的应力-应变曲线比较合理,能够反映滞回曲线形状和面积的变化情况,能够描述应力-应变曲线的上升-下降段,能够表现出混凝土的剪胀特性。

汽车薄钢板不均匀拉伸皱曲行为研究

为了掌握汽车薄钢板在不均匀拉伸状态下的起皱行为,以确定临界皱曲指标、评价板材抗皱性能,建立了不均匀拉伸起皱试验硬件与软件系统,实现了试件中心皱高Δh、载荷F、标距处应变λ140的计算机连续测量,得出了Δh-F、F-ΔL、Δh-λ140的关系曲线,分析了皱曲的发生和发展过程.研究结果表明,整个皱曲过程经历了加载初期的面内变形、临界变形、后屈曲突变、后屈曲平稳变形、皱曲变陡载荷下降及皱曲连续变陡等阶段.

加载方向对TRIP双相不锈钢板带拉伸性能的影响

为了研究加载方向对一种TRIP型双相不锈钢板带力学性能的影响,利用拉伸试验机研究了加载方向与轧制方向分别成0°、45°和90°条件下试验钢板带的拉伸变形行为。利用EBSD、TEM、XRD等分析手段对比研究了不同加载方向下形变组织演化的特点及形变诱导马氏体相变动力学规律,探讨了作用机理。结果表明,试验钢表现出明显的各向异性,其中各方向塑性和抗拉强度(由高到低)的变化规律为0°>45°>90°,但屈服强度对加载方向不敏感。钢中奥氏体相发生了形变诱导马氏体相变,主要演化机制为γ→ε→α′,从而形成TRIP效应。0°加载有助于TRIP效应的发生与发展,而90°加载时,两相间的应变配分延迟了马氏体相变的进程,抑制了TRIP效应。通过回归分析分别建立了不同加载方向下形变诱导马氏体相变动力学模型,可实现各加载方向下不同变形阶段马氏体转变量的预测。

变温下橡胶材料力学性能的实验分析

利用Zwick020材料试验机研究了天然橡胶材料在不同温度条件下单向拉伸的大变形力学行为。得到了不同温度和不同加载速率条件下材料的应力-应变关系曲线和材料的破坏条件,由此分析了高温和低温的温度变化条件及加载速率对材料力学性能的影响,得出天然橡胶材料在大变形条件下的温度和加载速率敏感特性。同时利用实验结果拟合出材料的应变能函数,并应用热超弹性模型对材料进行了理论分析。结果表明,理论分析结果与实验结果仅在一定温度范围内吻合得较好,因为材料软化或硬化,在很高或很低的温度情况下二者有一定差别。

新型电子机械式低频疲劳试验机

该试验机采用无级调速交变加载装置,既可以利用原高温蠕变持久试验机主体进行改装,也可另行设计主体装配。其主要特点是利用微机自动闭环控制,实现载荷自动平衡,完成宽带无级调速。

部分烧结陶瓷材料力学特性的DEM模拟

通过开展三维离散单元法数值模拟,考察了部分烧结陶瓷在单轴拉伸和压缩加载条件下的力学响应行为。模拟结果表明,拉伸加载下试样的破坏表现为裂纹"成核"效应,而压缩加载下则呈现为裂纹"聚并"效应;通过追踪固体键的断裂顺序和断裂模式发现,拉伸加载下固体键的破坏主要源于拉伸作用,而压缩加载下则为剪切作用。试样的宏观断裂强度与固体键临界拉伸强度σ_(c,t)和临界剪切强度σ_(c,s)有关。对于考察的部分烧结Al_(2)O_(3)陶瓷材料,σ_(c,t)=σ_(c,s)下模拟得到的试样拉伸强度和压缩强度能与实验数据定量吻合。压缩加载下,固体键断裂强度的分布形式和分布宽度对试样断裂强度的影响较小;拉伸加载下,试样断裂强度取决于固体键的分布形式:高斯分布时,试样断裂强度基本不受分布宽度的影响;均匀分布时,试样断裂强度随分布宽度的增大而减小。