论部分预应力混凝土连续梁桥的塑性行为

本文结合《大跨度预应力混凝土桥塑性行为》的研究专题进行了14片两跨混凝土连续梁桥的模型试验,分析了PPC连续梁桥的塑性行为(包括裂缝及塑性铰),探讨了净配筋指标、截面宽高比对内力重分布幅度及过程的影响,并提出了一种计算通长配筋PPC连续梁桥塑性铰长度的方法。

多冲接触载荷下涂层零件低应力宏观塑性行为

对高强度Co基、Ni基合金为表面涂层的中碳钢、不锈钢试样进行低应力多冲试验和测试,结果表明,在远低于材料屈服强度的低应力多冲接触载荷下,涂层和其下部一段基体材料将发生塑性变形,平均每次冲击造成的塑性变形量随冲击周次增加先大后小,累积可出现宏观塑性变形并伴随材料硬化现象。塑性变形量和变形区域大小与冲击应力值和材料强度有关。形变硬化程度由表及里衰减,并且只在冲击接触表面及以下一段长度上发生,形成一'易变形区'。分析认为多冲低应力变形是一种累积疲劳损伤。当峰值应力相同时,材料在多冲接触载荷下比静载荷和静疲劳载荷下吸收的能量多,且吸收量与离冲击点的距离成反比。多次冲击使原子易动性增强,临界切应力下降,位错易于启动和增殖。

硬度影响压痕弹塑性行为的有限元分析

以具有不同硬度40Cr为研究对象,根据集中载荷下的接触模型和赫兹理论,计算了压痕接触半径和压痕附近弹性区域的表面局部接触应力,并采用有限元法,分析硬度物理量对压痕弹塑性行为、局部接触应力、卸载后保留在内部的残余应力的影响,探讨压痕参数、压痕接触应力、残余应力与硬度之间的关系以及载荷增加时它们的发展。结果表明,相同载荷下塑性隆起量、压痕接触半径、压痕量和塑性区范围随着硬度值的提高而减小,弹性回弹量、最大接触应力和残余应力随硬度提高而增加;压痕周围处接触应力和残余应力、其分布范围和塑性区域随载荷的增加而增加。

高强度超细晶金属材料塑性行为及增塑研究进展

强度和塑性是金属结构材料最重要的力学性能指标,金属高性能化的关键是在高强度水平下保证良好的塑性,然而两者往往不能兼顾。在众多强化方法中,晶粒细化长期以来被认为是强化金属最理想的手段,在传统晶粒尺寸范围,细化晶粒既可以显著提高材料的强度,又能改善材料的塑韧性。因此,近几十年来超细晶/纳米晶金属得到了广泛研究和发展,出现了以大塑性变形(SPD)、先进形变热处理(ATMP)技术为代表的超细晶制备方法,所得晶粒可以细化到亚微米或纳米尺度,金属性能大大提高。然而,大量研究证实当晶粒细化到亚微米或纳米尺度时金属强度提高但塑性显著下降,与传统的细晶强化规律不符。对此,国内外学者进行了很多研究,试图阐明其机理、揭示晶粒超细化导致塑性降低的物理本质。此外,由于细化晶粒方法受到塑性的限制,新的高强度水平下增强塑性的方法成为钢铁材料高性能化的研究热点。针对塑性下降的事实,为了进一步提高超细晶金属材料性能,研究者开展了许多增强塑性的工作,获得了较好的效果,但仍存在一些不足。关于金属晶粒超细化导致塑性降低的普遍共性现象,目前广泛认可的理论主要有晶界捕获(吸收)位错的动态回复理论、位错运动湮灭理论、高初始位错密度以及位错源缺失机制等。前三者都主要关注超细晶金属材料低(无)加工硬化能力,并将其归结为延伸率降低所致。主要是因为低(无)加工硬化使材料在变形早期发生塑性失稳或局部变形从而表现出低塑性。超细晶金属增塑研究主要体现在增塑方法和机理方面,目前,增塑方法主要有(1)形成纳米孪晶;(2)获得粗晶-细晶双峰组织;(3)利用相变诱发塑性/孪生诱发塑性(TRIP/TWIP)效应;(4)引入铁素体软相;(5)利用纳米第二相粒子等。这些增塑方法的主要机理是利用组织结构的改变提高超细晶金属的加工硬化能力以维持良好的均匀塑性变形以及利用组织相变提高塑性。本文归纳了常用的超细晶金属制备方法,综述了超细晶金属材料塑性降低的研究进展,总结了超细晶金属增塑的研究结果,分析了目前研究中存在的不足,探讨了超细晶金属增强增塑的发展趋势,以期为超细晶金属塑性降低理论及增强增塑研究提供参考。

汽车发动机气缸体铝合金319的蠕变和弹塑性行为分析

基于NAFEMS标准,通过在铝合金319厚壁汽缸上加载非比例载荷,建立了汽车发动机铝合金319的非线性材料模型,以模拟汽车发动机汽缸体铝合金319的非线性应力应变以及蠕变和弹塑性行为。结果表明:利用所建立弹塑性和蠕变模型获得的在汽缸内壁上的蠕变计算曲线和NAFEMS标准的目标数据取得了很好的拟合,这说明利用NAFEMS基准模型可预测发动机汽缸内表面的等效蠕变应变的时间历程。

纳米晶金属材料塑性变形及超塑性行为研究进展

纳米晶块体材料有望改善金属材料传统的加工工艺并且在应用方面有很广阔的前景。结合近年来实验研究、计算机模拟及理论计算等各方面的分析结果对纳米晶金属块体材料在塑性和超塑性方面的研究进展情况进行了评述，分析了影响纳米晶金属块体材料力学性能的因素，并对其变形机理进行了初步探讨。

新型Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金挤压棒材的超塑性行为研究

文章通过电子背散射衍射(EBSD)、宏观织构(Texture)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等手段研究了一种热挤压Al-Zn-Mg-Cu-Zr棒材的超塑性行为和组织演变。试验结果表明,合金在470~510℃的温度范围和5×10^-4~5×10^-3 s^-1的应变速率范围内可以实现合金的超塑性(伸长率≥200%)。在490℃和5×10^-3 s^-1变形条件下,合金的动态软化机制以动态回复为主,但动态软化过程不够充分,随着变形程度的增加,HAGBs占比减小,形变织构强度增加。同时由于Al3Zr颗粒的存在,可以有效的钉扎晶界和位错,抑制热变形过程中再结晶的发生。此外,通过分析超塑性拉伸数据可知,Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的平均应变速率敏感性指数和平均变形激活能分别为0.2和187.7 kJ/mol。因此,主要的超塑性变形机制是晶格扩散协调的位错攀移。

微合金化汽车气缸材料的热塑性行为分析

以Mg、Sr、Nb和Ce四种元素对A1-Si系汽车气缸材料进行微合金化处理，并进行了抗拉强度和断面收缩率测试。结果表明，随着温度的升高，材料的抗拉强度连续下降；温度从250℃增加到400℃时抗拉强度迅速下降：当超过400℃时抗拉强度缓慢下降；材料的低塑性区温度范围为305--418℃，在这一区域，材料的拉伸断口形貌表现为较为明显的沿晶断裂。

碳微球的纳米压痕弹塑性行为的研究

通过光学显微镜和原子力显微镜观察到碳微球的结构,采用纳米压痕法研究碳微球的压痕弹塑性行为以及基体效应,分析了载荷作用下最大压痕深度、弹性回弹量、弹性能和弹性回复率等弹性性能。研究表明:碳微球在最大压痕深度与微球半径的比值(h_m/R)超过0.1时,其压痕行为受到基体的影响,在载荷为75μN下,h_m/R为0.16~0.17时,所测得的接触弹性模量值误差将接近50%,并随着载荷的增加,h_m/R增加,误差也随之增加;碳球的回弹率和弹性回复能力随着载荷的增加而下降,说明在较高载荷下产生了较大的不可回复的塑性变形和储存了较大的弹塑性能。

Mg-Gd-Y-Zr合金热轧板材的粗晶超塑性行为与微结构

对初始晶粒度为66μm的轧制板材在不同温度和不同变形速率下进行超塑性拉伸实验,研究Mg-Gd-Y-Zr合金粗晶热轧板材的超塑性行为与微结构特征。在温度为435℃、应变速率为5×10-4s-1的变形条件下获得的最大伸长率为380%,应变速率敏感系数为0.56。合金的表观变形激活能高于镁的晶界扩散激活能或晶格扩散激活能;合金的超塑性变形机制为晶格扩散控制的位错协调晶界滑动机制。微结构分析结果表明:第二相钉轧晶界,较软的不规则块状的β相承受了部分塑性变形。

TiNbTaZr钛合金冷加工塑性行为研究

通过力学性能测试,结合光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜和透射电子显微镜等表征技术,研究了Ti35Nb2Ta3Zr0.3O合金的冷加工塑性行为及其机理。结果表明:Ti35Nb2Ta3Zr0.3O合金在冷变形过程的不同阶段呈现出低加工硬化或无加工硬化的特点,变形量大于50%之后,晶粒碎化明显、塑性增强。分析表明:约35%Nb的加入降低了合金的层错能,使位错攀移及交滑移受到抑制,孪生机制增强,随冷变形量增大,形成多阶孪生,使晶粒明显碎化;合金的塑性变形是以孪生与位错滑移联合起作用,其独特的塑性行为来自于层错能效应及形变过程中的孪生诱发塑性效应。

局部载荷下材料性能影响压痕弹塑性行为的研究

利用有限元法分析了不同材料在载荷作用下接触区域的弹塑性行为,探讨了弹塑性行为与载荷、屈服强度、弹性模量和泊松比之间的关系,并构建1套压痕实验装置予以实验验证。研究结果表明:载荷、材料屈服强度对压痕弹塑性行为影响大,而弹性模量、泊松比对其压痕弹塑性行为影响较小。研究结果描述了载荷增加时其压痕弹塑性行为的发展,压痕参数与屈服强度之间的关系,为压痕法根据压痕参数确定屈服强度提供参考。

基于应变梯度的微尺度金属塑性行为研究

随着微系统技术的发展,金属材料的微型化已经成为了工业发展的一大趋势。为分析微尺度金属材料在扭拉运动中的塑性行为,文章研究通过对应变梯度模型进行分析,建立简化应变梯度弹塑性模型,并将这一模型实际运用到模拟实验之中。结果显示,在微尺度金属塑性行为表面应变方面,随着金属丝直径由2L上升到8L,无量纲化转矩表现出随着预拉伸应变力增加而降低的趋势,且直径为2L与4L的金属丝的梯度效应均会随着预拉伸应力的增加而减弱。该研究为加快推动复杂实际工程应用提供了一个新的思路。

华南软基车辆动载塑性行为及公路建养技术研究

1项目来源 广东省科技计划项目（2004B32801002） 广东省交通厅科技计划立项编号：2004-15 2主要完成单位 广东省公路建设有限公司 中山大学 广东省航盛建设集团有限公司 3主要技术内容 3.1技术特点及性能指标 （1）建立一套路基土车辆动载塑性行为认识的室内外试验和测试方法，明确路基土塑性临界应力概念，确定路基土shakedown涵义及临界应力界定的科学方法，掌握路基土车辆动载应力扩散规律。

冲击加载下Zr_(51)Ti_5Ni_(10)Cu_(25)Al_9金属玻璃的塑性行为

进行了10一27 GPa应力范围内Zr_(51)Ti_5 Ni_(10)Cu_(25)Al_9金属玻璃的平面冲击实验以研究其高压-高应变率加载下的塑性行为.由样品自由面粒子速度剖面的分析获得了冲击加载过程的轴向应力,并通过轴向应力与静水压线的比较获得剪应力.实验结果表明,尽管存在明显的松弛效应,但Zr基金属玻璃的Hugoniot弹性极限随着冲击应力的增加而增加.然而,塑性波阵面上的剪应力则显示先硬化而后软化现象,而且软化的幅度随冲击应力的增加而增加.冲击加载下Zr基金属玻璃的上述剪应力变化特征与分子动力学模拟结果比较一致,但与压剪实验结果和一维应力冲击实验结果明显不同.

高温合金NiCr22Mo9Nb的热塑性行为与加工图研究

采用先进的热力模拟技术对高温合金NiCr22Mo9Nb合金进行热压缩试验,系统研究了合金在900~1100℃,0.01~5.00 s^(-1)变形条件下的热塑性行为。根据热压缩实验数据,给出不同变形参数下该合金的流变应力曲线。考虑绝热温升效应对流变应力曲线的影响,通过外推法对高应变速率曲线进行绝热温升修正,基于修正后的流变应力曲线构建该合金Arrhenius型本构模型。根据动态材料模型推导该合金在不同应变下的加工图,并分析不同变形参数下该合金的变形组织演化规律。结果表明,该合金的流变应力曲线呈现动态再结晶软化特征;在高应变速率5.00 s^(-1)下发生明显的绝热温升现象,并且随着变形温度的升高绝热温升效应减弱;该合金在900~1100℃时的热变形激活能为485.31k J·mol^(-1);结合该合金的热加工图和不同区域变形组织特征,合金的完全再结晶区域为变形温度T=1050~1100℃、应变速率ε=0.10~0.25 s^(-1),失稳区域为T=900~1100℃、ε=0.3~1.8 s^(-1),建议该合金的最佳热加工窗口为完全再结晶区域。

SnAgCu焊料的粘塑性及空洞损伤行为分析

开发新的基于数字散斑相关方法(DSCM)的摄像机控制拉伸实验方法,在温度25-150°C和应变率10-5-10-3s-1范围内进行一系列的恒应变率拉伸实验,得到真应力-真应变关系和空洞演化规律.以此研究95.5Sn4.0Ag0.5Cu无铅焊料在不同加载条件下的粘塑性-损伤行为,揭示空洞成核和生长变形机理的存在和影响,为材料参数的获得和粘塑性-损伤本构模型的建立奠定实验基础.

随机可变负载下硅塑性行为预测(英文)

用有限元法分析了在随机加载的圆柱形刻痕器作用下氮化铝的行为，模拟了应力场的整个扩展过程．结果显示，主应力的方向总是处于不停的随机变化之中；而完全卸载时残余张应力的方向最终将趋向于平行于刻痕表面，残余压应力平行于表面．这将易于导致材料的分层断裂；最大塑性应变区并不在整个接触面下．

超(超)临界火电用新型奥氏体不锈钢的高温塑性变形行为及本构模型

利用Gleeble-3500热模拟试验机对新型奥氏体不锈钢CHDG-A进行单道次压缩试验,研究了该合金在950-1100℃和0.01-1 s^（-1）条件下的流变应力变化规律及变形组织演变规律。建立了新型奥氏体不锈钢CHDG-A的传统Arrhenius本构模型,耦合应变量后建立改进型本构模型,并引进相关系数R、平均相对误差δ评估改进型本构模型的预测精度。结果表明：在高温热变形过程中,新型奥氏体不锈钢CHDG-A的流变应力值受应变速率以及变形温度的影响显著,且动态再结晶更易在较低应变速率、较高变形温度条件下发生;应用改进型本构模型得到的流变应力预测值与试验值间的相关系数R为0.9944,而平均相对误差值δ仅为1.9952%,说明该本构模型能较好的预测新型奥氏体不锈钢CHDG-A的流变应力。