铝合金板在循环塑性变形下的韧性断裂行为模拟(英文)

基于数值模拟的方法研究在循环塑性变形下铝合金板的力学行为。首先,通过Cockcroft-Latham韧性断裂准则得到材料的断裂极限应力图,并通过实验对成形极限应力图进行验证。数值模拟结果表明:滚边时弯曲中心的应变路径可以认为是平面应变状态;采用绳式滚边方法可以改善在弯曲中心线上的应力集中现象。从滚边断口的扫描电镜照片可以发现,循环塑性变形对铝合金板的韧性断裂行为有影响。

多次循环塑性变形对Mg_2Si/Mg-5Zn-2.5Er复合材料组织与性能的影响

经多次循环塑性变形(RPW)、固相原位合成和挤压成型,制备了Mg2Si/Mg-5Zn-2.5Er复合材料。多次循环塑性变形次数分别为100次、200次、300次和400次。通过XRD、SEM、OM和力学性能测试等方法,研究了RPW次数对复合材料组织、性能的影响规律。结果表明,随着RPW次数的增加,增强相粒子Mg2Si的尺寸不断减小、分布趋向均匀。当RPW次数为200次时,复合材料的综合性能最佳。其平均晶粒尺寸为1.8μm,较未经RPW加工试样降低了81.6%,晶粒的尺寸变化主要是冷变形过程的晶粒细化与高温反应以及热挤压过程中动态再结晶的晶粒长大相互作用的结果。其抗拉强度为394MPa,比未经RPW加工试样提高了25.4%,伸长率为5.5%。通过对增强机制的研究,发现多次循环塑性变形制备的复合材料的主要强化机制是晶粒细化。

U75VG钢轨钢与温度相关的循环塑性变形行为

采用单轴拉伸试验和循环塑性变形试验研究了U75VG钢轨钢在不同温度(25,300,600℃)时的单轴拉伸性能以及循环塑性变形行为。结果表明:在应变控制循环载荷下,25℃时U75VG钢轨钢表现出循环软化特性,300℃时在动态应变时效作用下表现出循环硬化特性,600℃时动态应变时效作用消失,表现出更明显的循环软化特性;在应力控制循环载荷下,U75VG钢轨钢在不同温度下均表现出明显的棘轮行为特征,棘轮应变速率随平均应力或应力幅的增加而增大,在300℃时棘轮应变演变呈现出准安定状态,在600℃时随着平均应力或应力幅的增加棘轮应变加速增大。

基于耦合损伤本构模型的508-3钢循环塑性变形模拟

基于耦合损伤本构模型开展了508-3钢在200℃下的循环累积塑性变形模拟研究。通过单轴拉伸和循环加载实验获得了试验数据并拟合确定了材料的损伤本构模型参数,然后利用该本构模型模拟了材料的单调加载变形行为和循环累积塑性变形行为。与经典Chaboche模型的模拟结果相比,耦合损伤的本构模型能更好地模拟508-3钢的单调拉伸行为、应变和应力控制循环软化变形行为,且模拟结果与实验数据吻合良好,为508-3钢制造的核电设备的累积塑性变形模拟奠定了基础。

计及相变与塑性的NiTi形状记忆合金循环伪弹性特性描述

结合NiTi形状记忆合金单轴循环变形试验研究结果,采用基于混合物理论的计及相变、重取向与塑性变形的形状记忆合金本构模型发展了相应的算法和程序.对NiTi形状记忆合金单轴循环变形行为进行了描述.通过试验结果与模拟结果的比较,验证了本构模型与算法的有效性.

循环软化45碳钢和循环硬化304不锈钢的棘轮行为实验研究

对循环软化45碳钢的单轴应力循环下的平均应力、应力幅值以及先前应变循环对棘轮效应的影响进行了实验研究;并对循环硬化的304不锈钢进行了多种非比例循环加载路径下路径形状、路径等效应力幅值、平均应变与平均应力对材料棘轮变形行为的影响实验.发现平均应力和应力幅值及其历史对于材料的棘轮行为都有很大的影响.

原位合成Mg_2Si/Mg-2Al-Zn-2Gd复合材料的微观组织与断裂行为

采用多次循环塑性变形-原位反应方法制备Mg2Si/Mg-2Al-Zn-2Gd复合材料。采用XRD、SEM和TEM对复合材料的成分及微观组织进行分析和观察。结果表明:多次循环塑性变形过程对镁合金基体组织和原位合成的Mg2Si第二相粒子均有细化和均化作用;随着Mg2Si颗粒含量的增加,复合材料的弹性模量和屈服强度增加,同时断裂强度和伸长率均下降;原位反应合成的Mg2Si第二相粒子与基体结合良好,材料断裂时裂纹优先在基体中形成,断裂时Mg2Si第二相粒子能起到阻碍裂纹扩展的作用;Mg2Si/Mg-2Al-Zn-2Gd复合材料的强化机制主要为第二相强化和基体晶粒细化。

316L奥氏体不锈钢非对称载荷下的疲劳与循环塑性行为

对316L奥氏体不锈钢非对称拉-拉疲劳载荷作用下的疲劳和循环塑性行为进行研究。通过疲劳寿命、循环应变幅、平均应变、平均应变率和失效应变的差异划分高、低应力区:在高应力区,平均应变、平均应变率和失效应变大,存在显著的循环塑性变形,疲劳寿命短;在低应力区,循环塑性变形累积有限,疲劳寿命显著增加。通过失效区域的显微组织观察和断口分析发现:在高应力区断口附近产生了大量的孔洞,断口以韧窝为主要特征;在低应力区存在疲劳裂纹,其扩展方向垂直于加载方向,断口由起裂点、疲劳裂纹扩展区、过渡区和快速断裂区组成。316L奥氏体不锈钢高应力区为循环塑性变形主导区,失效形式为循环塑性累积产生的韧性失效;低应力区为疲劳主导区,失效形式为疲劳裂纹扩展失效。

金属材料的喷丸强化原理及其强化机理综述

在喷丸强化机理中,除了"应力强化机制"之外,还存在另外一种"组织结构强化机制"。为了证明这一种新强化机制的存在,采用了XRD、喷丸残余应力、显微硬度以及疲劳等各种试验方法,对喷丸靶材表层的组织结构改性后的力学行为进行了试验测定。结果表明:喷丸引入靶材的残余压应力是一种改善疲劳断裂抗力的"应力强化机制",但是它只能改善正断型模式而不能用来改善切断型模式的疲劳断裂抗力。对改善切断型模式的疲劳断裂抗力起决定性作用的是"组织结构强化机制"。因此作者认为,喷丸强化机理中至少存在上述两种强化机制。

热处理U71Mn钢轨钢的棘轮行为及其本构模型

通过单轴拉伸试验、对称应变循环疲劳试验和非对称应力循环疲劳试验,研究了热处理U71Mn钢轨钢的循环特征和棘轮行为;基于试验结果,对Abdel-Karim-Ohno循环塑性本构模型进行修正,并将模拟结果与试验结果进行对比。结果表明:试验钢表现出初始循环软化特性;在非对称应力循环载荷下,试验钢产生了明显的棘轮行为,棘轮应变随应力幅、平均应力和峰值应力的增加而增加,棘轮应变率随峰值应力的增加而增加,当峰值应力不超过950MPa时,棘轮应变率随循环周次的增加快速减小至稳定值,当峰值应力超过950MPa时,棘轮应变率先减小后增大;大多数工况下采用所建立的修正Abdel-Karim-Ohno循环塑性本构模型得到的棘轮应变与试验值的平均相对误差约为9.8%,说明该模型能够较好地预测热处理U71Mn钢轨钢在应力循环工况下的棘轮行为。

应变强化对022Cr17Ni12Mo2不锈钢疲劳行为的影响

对022Cr17Ni12Mo2不锈钢在不同应变强化量下的疲劳和循环塑性变形行为进行研究。研究结果表明:应变强化不仅提高了022Cr17Ni12Mo2的屈服强度,而且延长了其疲劳寿命,同时抑制了循环塑性变形;当应变强化量超过10%时,022Cr17Ni12Mo2由循环塑性累积向塑性安定转变;应变强化导致孪晶密度增加,并且当应变强化量超过10%时022Cr17Ni12Mo2产生形变马氏体组织;形变孪晶组织延长了疲劳寿命,并抑制了塑性循环变形;而形变马氏体导致022Cr17Ni12Mo2产生塑性安定。

直埋供热管道敷设方式的比较

通过对各种直埋管道方式的受力分析,衡量管道各种敷设方式的应力参数,从而得出理论上不同管道敷设方式的优缺点。对供热管道直埋敷设具有一定的指导意义。

金属材料的机械性能与缺口疲劳裂纹形成寿命

缺口疲劳裂纹形成涉及由弹性、塑性变形、加工硬化、循环塑性损伤积累到微裂纹的形成和扩展的整个过程的综合性作用。本文对缺口疲劳裂纹形成寿命与金属材料常规机械性能间的关系作了初步探讨。

航空发动机金属封严环成形回弹预测与控制

基于循环加载-卸载和循环剪切试验,研究了0.2 mm厚的GH4169高温合金超薄板的循环塑性变形行为,评估了不同强化模型的预测精度。结果表明,GH4169高温合金超薄板在循环塑性变形过程中的弹性模量衰减了19%,Y-U模型能够有效表征GH4169高温合金超薄板的循环力学响应行为。U形弯曲和封严环液压成形工艺过程的仿真表明,Y-U模型对于回弹的预测精度高于A-F和各向同性模型。基于Y-U模型和型面补偿方法可使封严环的正向和反向回弹量分别降低52.2%和68.1%。