2A70铝合金平面应变压缩的流变行为与微观组织

在Gleeble-3500热模拟试验机上对2A70铝合金进行平面应变压缩试验,研究了合金平面应变压缩的流变行为与微观组织演变,变形温度为350~500℃,应变速率为0.01~1 s^(-1),变形量为65%。结果表明:流变应力随着变形温度的降低而升高,随着应变速率的减小而降低。建立了2A70铝合金的本构方程,以描述变形温度、应变速率和流变应力之间的关系。Z值可描述动态再结晶程度,动态再结晶程度随着Z值的增大而减少,低温高速的条件下动态再结晶程度较弱。变形组织中含有Brass、Goss和Cube等织构。通过改变合金的热加工工艺可以调控合金的组织和性能。

2195铝锂合金平面应变压缩的流变行为与微观组织

通过Gleeble-3500热模拟机在350～500℃温度范围对2195铝锂合金进行平面应变压缩实验,应变速率为0.01～1 s^(-1),变形量60%。研究合金在高温下的流变行为并通过背散射电子衍射(EBSD)和X射线衍射(XRD)揭示了微观组织的演变规律。结果表明:流变应力随应变速率的增加而升高,而随着温度的升高流变应力降低,并且达到峰值应力和稳态流变时所需的应变也减少,建立含有双曲正弦关系的本构方程并得到合金的变形激活能Q为278.208 kJ/mol;随着Zener-Hollomon参数值的增加,合金的流变集中增加,合金的软化机制主要是动态回复,此外还有动态再结晶形成,动态再结晶主要为不连续动态再结晶,而连续动态再结晶和几何动态再结晶均容易在较低Z值和较高Z值下形成;变形组织中含有大量的轧制织构,变形晶粒主要为S{123}á634?、Brass{011}á211?、Copper{112}á111?和Goss{011}á100?这4种取向。

对称性对平面应变压缩过程中金属流动及组织的影响

分析了平面应变压缩过程中金属的非对称流动方式的进展以及产生原因。通过有限元MSC/Superform软件分析了变形过程中金属的流动情况;采用室温下纯铝试样变形试验研究了其流动模式与最后的显微组织;同时应用滑移线有关理论知识对其摆动的原因进行了分析。结果显示:微小的偏移将在金属变形区产生摆动现象,导致应变分布的严重不均匀。而且随着变形以及偏移的增大,摆动现象越严重。

平面应变压缩过程中初始取向对AZ31镁合金变形行为的影响(英文)

在室温和150℃下对AZ31镁合金进行平面应变压缩试验,应变速率为0.01s-1,形变量为0.1。试样(切割于强织构的热轧板)的压缩轴c与其基面法向成不同的角度,从而研究初始织构对AZ31镁合金塑性变形行为的影响。利用电子背散射衍射花样(EBSD)采集变形试样的微观结构和织构信息,分析孪生和滑移行为。实验发现AZ31镁合金塑性变形由{102} <011>拉伸孪生和基面滑移共同控制,并确定了各种变形模式比例与晶体初始取向的关系,其中拉伸孪生在压缩轴垂直于c轴方向时占主导作用。

基于平面应变压缩的AZ80镁合金本构模型研究

基于平面应变压缩实验,在温度为623和673 K、应变速率为0.0003、0.03、0.05和0.1 s^-1条件下对AZ80镁合金的高温应力应变变化规律进行热模拟研究,建立了应变补偿的Arrhenius本构模型和基于蠕变方程的少参数本构模型。当应变速率为0.03~0.1 s^-1时,两种模型流变应力预测值和实验值的平均相对误差分别为2.8%和3.77%,两种模型的预测精度均较高。在小应变速率0.0003 s^-1时,基于蠕变方程的少参数本构模型的流变应力预测值平均相对误差为6.2%,预测精度高于应变补偿的Arrhenius本构模型。将两种模型导入有限元软件ABAQUS中,在温度为653 K、应变速率为0.0003和0.05 s^-1条件下进行等温热压缩模拟,获得载荷-位移曲线。结果表明,在小应变速率下,基于蠕变方程的少参数本构模型的模拟结果和实验结果能更好吻合。

AZ31B/6061爆炸焊复合板平面应变压缩及轧制变形行为

采用爆炸+轧制工艺可以制备出较薄且表面质量较高的AZ31B/6061复合板,但AZ31B/6061爆炸焊复合板的轧制较难成功。本试验以平面应变热压缩对复合板的热轧进行物理模拟,通过轧前预热、AZ31B镁合金和6061铝合金的热压缩、复合板的平面应变压缩试验研究,选择出了合适的参数,成功地对复合板进行了轧制。结果表明,400℃5 min条件下压缩后的复合板在各压缩率下整体上包覆和"鼓肚"程度均比较小; AZ31B/6061爆炸焊复合板在400℃热轧温度下可以轧制成功,但不同压下率下轧制的复合板出现了不同程度的翘曲,且翘曲程度随着压下率的增加先减小后增大,30%压下率的复合板翘曲程度最小,平直度较高,无边裂,轧件质量良好。这种探究轧制参数的方法对于其他异种材料复合板也具有一定的参考价值。

减围压平面应变压缩试验条件下丰浦砂中剪切带特性研究

不同于常规土体单元试验中恒定围压的应力路径,进行了减围压(卸载)应力路径下丰浦砂的平面应变压缩试验,研究了初始围压和初始相对密度对砂土的剪切强度和剪切带特性的影响。结合二维数字图像(DIC)相关方法,分析剪切带的形成过程,对剪切带的厚度和倾角及其影响因素进行定量地分析。研究结果表明,剪切带形成于峰值剪切强度之前;对于密实丰浦砂试样,随着围压的增加,其剪切强度(最大有效主应力比)减小且峰值强度出现越晚,剪切带厚度减小而剪切带倾角变化不大;丰浦砂试样的相对密度越高,剪切强度越大且峰值强度出现越早,剪切带厚度越小而剪切带倾角越高。此外,基于峰值内摩擦角的Coulomb公式可以较好地预测平面应变试验条件下丰浦砂的最大剪切带倾角。

平面应变压缩条件下管线钢的再结晶研究

平面应变压缩实验机对X70管线钢在平面应变压缩条件下的再结晶行为进行了研究.研究表明在实验条件下,本钢种只发生动态回复,不发生动态再结晶.同时探索出一种新的管线钢原奥氏体晶界腐蚀方法.

平面应变压缩工业纯钛的动态再结晶研究

利用Gleeble—3800型热模拟实验机,在变形温度650~800℃、应变速率1s^(-1)和5s^(-1)条件下对工业纯钛进行多道次平面应变压缩实验,模拟实际热轧生产。通过真应力、应变、软化率和加工硬化率等数据,研究工业纯钛多道次变形过程的软化现象和动态再结晶临界应变。结果表明,工业纯钛间歇时间内的软化率随着变形温度升高和应变速率降低而增加;再结晶临界应变量随着变形温度升高而减小,且动态再结晶临界应变ε_c与峰值应变ε_p存在线性关系:ε_c=0.467 6ε_p。

平面应变压缩工艺参数对06Cr19Ni9NbN钢组织及性能的影响

在变形温度1000, 1100和1200℃下对06Cr19Ni9NbN不锈钢进行平面应变压缩实验,并对压缩后试件进行室温拉伸实验,借助光学显微镜（OM）和DEFORM数值模拟,研究了不同变形量、不同变形温度对该材料微观组织演变和力学性能的影响。结果表明：平面应变压缩实验中,变形量越大,动态再结晶就发生的越充分,晶粒尺寸越小;随着变形温度的升高,动态再结晶体积分数增加;且实验和数值模拟结果基本一致,验证了模拟结果的准确性;动态再结晶体积分数越高,晶粒越小,材料的伸长率、断面收缩率、屈服强度和抗拉强度越高。

平面应变条件下砂土局部化剪切带的有限元模拟

根据饱和砂土的排水平面应变压缩试验的应变场,分析研究砂土的应变局部化现象以及剪切带的形成。在平面应变压缩条件下,砂土在峰值应力状态附近出现应变局部化现象,在残余状态最终形成一条V型剪切带。剪切带的形成是一个渐进过程,砂土呈现出渐进性破坏特性。这种由软化特性引起的应变局部化剪切带是砂土材料非常重要的变形和强度特性之一。基于砂土的三要素弹黏塑性本构模型和动态松弛有限元求解技术,对砂土的应变局部化现象和剪切带的形成进行有限元模拟。其中,砂土本构模型中引入应变局部化参数S来表示砂土峰值以后的软化和剪切带效果,剪切带在单元内未考虑其方向性,而是假设剪切带方向与最大剪切应变的方向一致。分析结果表明,动态松弛有限元法及砂土三要素模型能合理地模拟砂土的应变局部化现象,剪切带附近的最大剪应变值也非常接近,从而实现对砂土材料从硬化→峰值→软化→残余的全过程模拟以及对砂土应变局部化剪切带的定量化分析。

平面应变模具尺寸差对金属流变及其力能的影响

采用MARC/Superform有限元软件对平面应变压缩过程进行了二维有限元分析,分析了上下模具尺寸不相等时,对金属流变规律及其力能参数的影响.同时应用滑移线场理论对端部的滑移线场进行了分析,分析了金属的流动情况,进一步验证了有限元模拟结果的可靠性.研究结果显示:模具尺寸相等时,金属流动呈现对称分布;当上下两个模具尺寸不等时,金属流动呈现非对称分布,有剪切变形产生.而且随着模具尺寸差的增大,其交叉剪切变形越严重,总压力也增大,平均压力相对降低,这与异步轧制过程类似.所研究结果为异步轧制过程提供了一种新的物理模拟方法.

软钢在平面应变条件下强化特性的新模型

本文用平面应变转轴压缩实验的方法测定了大塑性变形条件下软钢(A3)在简单变形路径和复杂变形路径时的各向异性强化性能,提出了建立加载函数的硬化率模型,按此模型计算出复杂变形路径的后继屈服应力,并同实验结果进行了对比,二者符合较好。

TC21G钛合金平面应变变形行为及其机理

利用平面应变压缩实验,研究TC21G钛合金在变形温度为870~940℃、应变速率为0.1~1 s^-1条件下的变形行为,并分析显微组织的演变过程。同时,研究加工参数对应变硬化指数n值的影响。结果表明:在应变速率一定的条件下,随着变形温度的升高,显微组织中β相的含量增加,合金的流变应力降低;而在变形温度一定的条件下,随着应变速率的增加,可动位错的迁移速率增加,从而使合金的流变应力升高。TC21G钛合金在两相区进行变形,随着变形温度的升高,应变量的增加以及应变速率的降低,片层α相的球化程度增加。基于显微组织的分析可知,应变硬化指数n值与绝热升温效应,β相的动态再结晶(DRX)以及动态回复(DRV)有密切的关系。

2195铝锂合金平面应变热压缩行为

2195铝锂合金被认为是航空航天领域的理想结构材料,但对其热变形行为的研究却相对较少。本工作通过平面应变热压缩试验,研究了2195铝锂合金的热变形行为,变形温度为400~500℃,应变速率为0.01~10 s^(-1)。研究表明,材料变形呈稳态流变特征,随变形温度增高和应变速率降低,流变应力逐渐减小,合金具有正应变速率敏感性。建立了2195铝锂合金材料本构方程,其激活能值为214.937 k J/mol。通过分析加工图,得到材料的适宜加工区为应变速率接近0.01 s^(-1),温度为475~500℃。最后通过分析动态软化过程中的应力规律,得到了材料软化机制判定方程。

基于修正塑性功函数的砂土硬-软化本构模型

基于与应力路径无关的修正塑性功函数,提出了一个新的可以考虑砂土变形强度应力路径效应的弹塑性硬化-软化本构模型.模型所采用的与应力路径不相关的修正塑性硬化函数是基于砂土多应力路径平面应变压缩试验结果、经过数学拟合而得到的.文中建议的本构模型属于等向硬化-软化、考虑非关联流动的弹塑性模型.有限元计算结果与室内试验结果比较表明,该模型不仅可以较好地模拟砂土变形强度的应力路径效应,同时也可以模拟砂土变形强度的应力水平依存性、强度的固有结构性各向异性、初始空隙比依存性,以及砂土伴随剪切破坏的软化效应.

砂土应力路径不相关的修正塑性功硬化参量与函数

砂土的变形强度特性明显存在着应力路径效应,因此在砂土的弹塑性本构建模时硬化参数和函数的选取并不是一个简单的事情。针对砂土的这一特性,用密实砂土进行一系列多应力路径的平面应变压缩试验。试验结果表明,所有的应变增量(例如轴向、横向、剪切以及体积应变等增量)及塑性功增量都与应力路径具有较大的相关性,因而在传统的砂土弹塑性分析中利用以上任何一个状态量作为硬化参数并假设其与应力路径不相关是不合理的。基于广泛的多应力路径平面应变压缩试验结果以及细致的数据处理分析,发现一个特殊的修正塑性功参量以及相关的函数,它们与应力路径不相关,因此在砂土的弹塑性解析中假定它们作为硬化参量和函数是与理论假设一致的。理论计算结果与室内试验相比较表明,利用提出的修正塑性功作为硬化参数和硬化函数所构成的砂土的弹塑性模型可以很好地模拟砂土材料变形及强度的应力路径效应。

土工格栅加筋砂土的二维等价有限元解析方法

通过试验以及解析结果的分析与比较,针对土工格栅加筋砂土提出了一种简单的二维等价有限元解析方法. 有限元解析中砂土的本构关系采用了应变硬软化弹塑性模型,同时也考虑了砂土强度的各向异性以及应力状态的 依存性,土工格栅加筋材则简化为板状弹性材料.通过对一组实验结果以及解析结果的分析,合理地得出了土工格 栅的配置密度与等价有限解析中加筋材与砂土接触面摩擦角的定量关系.结果表明,在土工格栅的配置形状以及 刚性已知的情况下,利用提案的二维等价有限元方法可以较为精确地模拟加筋土的变形与强度特性.

棒状结构体试件破损过程的试验研究

通过棒状结构体在2种不同排列方式下的平面应变试验,研究了不同侧向应力状态下结构体的破损过程。试验结果表明:在棒状结构体的破损过程中,不仅有结构体的滑移、转动,还有结构体的破碎;低侧向应力状态时有应变软化和应力跌落现象出现,体胀和侧向挤出;高侧向应力状态时应变硬化,体缩和侧向收缩。

卸荷应力路径下棒状结构体试件破损过程的试验研究

通过棒状结构体在不同排列方式下的平面应变压缩试验,研究了侧向应力卸载状态下结构体的破损过程,探讨了结构性岩土材料在卸荷状态下的变形和破损过程。试验发现,在侧向应力卸载过程中,棒状结构体不仅会滑移、转动,还会发生结构体的破碎;结构体的破损方式主要有局部剪切破坏和劈裂两种;结构体试样逐渐破损,宏观上出现应变硬化或应变软化现象,最后形成宏观的破损带;试件的总体体积是收缩的,侧向变形则由收缩逐渐转化为膨胀。