拉伸应变硬化指数的解析测定及力学分析

基于Hollomon公式σ=kεn所定义的有关应变硬化指数 (n值 )力学本质 ,本文提出了求解金属材料均匀变形阶段n值的新的测试手段 ,包括差分平均法 (DAM)与解析拟合法 (APM)。以国标线性回归法所得结果为参考基准 ,DAM与APM在规定应变范围 (以 10 %～ 2 0 %为例 )内所测出的n值具有极高的准确度和可靠性。借助解析拟合法单点n值测定技术和高分辨率的Zwick材料拉伸试验机 ,本文详细论述了载荷极值点上应变硬化指数与均匀延伸率的相关特性 ,并从实验上证实了关联公式n =ln (1+Agt)。此外 ,本文也探讨了差分法具有数据处理方便、计算结果可靠的特点 ,以及能够在拉伸试验过程中动态实时地显示n值随应变量变化的半定量关系曲线。

拉伸应变硬化指数的测试及方法比较

针对ISO 10275:2007及GB/T 5028—2008中对于材料在拉伸时呈现锯齿屈服效应曲线如何计算拉伸应变硬化指数n值的问题,就未呈现锯齿屈服效应的曲线和呈现锯齿屈服效应的曲线,采用国际线性回归法计算n_(ine),并用ZwicK试验机采用回归法测试n_(test)以及用差分平均法测试n_(single),同时对三种测试方法进行比较。结果表明:对于不呈现锯齿屈服效应的曲线,可以同时采用上述三种方法;而对于呈现锯齿屈服效应的曲线,不能采用差分平均法测试n_(single),只能采用国际线性回归法计算n_(line),以及采用ZwicK试验机用回归法测试n_(test)。且对于呈现锯齿屈服效应的曲线测试n_(line)和n_(test),回归区间不宜太小。

AZ31镁合金拉伸应变硬化指数的测试

针对镁合金板材在拉伸时呈现微型锯齿屈服效应曲线时应如何计算拉伸应变硬化指数n值的问题,采用差分平均法、两点分析法、解析拟合法以及国标线性回归法对AZ31镁合金板材拉伸曲线进行计算,以国标线性回归法所得结果 nline为参考基准,将另外三种方法得出的ndiff、ntwo-point、npoly同nline进行比较。结果表明:用差分平均法、两点分析法和解析拟合法计算的n值非常吻合。解析拟合法得到的结果同线性回归法的结果相符程度最高,误差仅为0.27%,差分平均法次之,为-0.53%,两点法计算误差在1%左右。验证了金属材料拉伸呈现微型锯齿屈服效应曲线时,其n值仍然可用这四种方法计算。当金属材料拉伸均匀塑性变形阶段曲线变化较平稳时,建议优先采用解析拟合法,此时用该方法计算n值既方便又可信度高。

AZ31镁合金板单向拉伸应变硬化指数的试验测定

在阐述拉伸应变硬化指数（n值）的物理意义和应用价值的基础上，推导了用线性回归法借助单向拉伸变形试验记录的工程应力与工程应变数据计算 n值的表达式，并对2种不同轧制成形的AZ31镁合金板材的 n值进行了试验测定计算。试验结果表明：交叉轧制的AZ31镁合金板材的 n值在3个方向上相近，均在0.22～0.24之间。

拉伸应变硬化UHTCC材料的弯曲变形分析

该文依据弯矩．面积方法给出了弯曲变形计算的理论闭合解，结合所完成的不同厚度超高韧性水泥基复合材料试件的四点弯曲试验结果，计算了弯矩．曲率曲线、荷载．挠度曲线，通过与挠度简化计算公式及试验结果对比分析了理论公式的可行性。结果表明：基于闭合解得到的结果与试验实测值吻合最好，最大误差不超过5％，且试件厚度对变形计算基本没有影响；而基于简化公式计算的变形与实测值相差很大，最大误差达30％～50％。因此，对于有着拉伸应变硬化性能的材料，弯曲变形理论闭合解可以作为其变形计算的合理公式，并为拉伸性能反预测作准备。

基于梁理论的ECC拉伸应变硬化与开裂行为的数值模拟

基于描述超高延性水泥基复合材料(Engineered cementitious composites,ECC)中单根纤维拔出行为的等效弹性地基梁模型,通过纤维-基体系统切面的平面应变有限元分析,提出了等效连续梁弹簧约束刚度的显式计算方法,建立了改进的等效弹性地基梁模型,并将模型应用于ECC单轴拉伸应变硬化与多缝开裂行为的数值模拟分析。分别基于摩擦滑轮模型和等效弹性地基梁模型计算ECC应力-应变关系曲线,并与试验结果进行对比。结果表明:对于聚乙烯(PE)/ECC,大部分情况下基于等效地基梁模型的计算结果与试验结果相比于聚乙烯醇(PVA)/ECC更加吻合。表明本文提出的改进的等效地基梁模型能够很好地描述抗弯刚度无法忽略的纤维的拔出行为,对于此类ECC材料和结构的受力机制和设计理论具有一定的参考价值。

两种方法测定冷轧薄板应变硬化指数、塑性应变比值和伸长率的结果比较

借助两种不同的方法 ,测定了冷轧薄板的应变硬化指数 (n)、塑性应变比 (r)值和伸长率。在GALDABINISUN1 0 0 0试验机上 ,用光学非接触引伸计在GRAPHWORK 1软件上实现冷轧薄板的n和r值及伸长率的自动测量 ;在INSTRON 1 1 86试验机上 ,用YYU5 0 5 0引伸计在LZC2软件上自动测量冷轧薄板的n值 ,手工测量r值和伸长率。将两种方法得到的试验结果进行比较 ,发现两种方法的结果非常接近。用光学非接触引伸计在GRAPHWORK 1软件上自动测量的n和r值及伸长率具有较高的可靠性和重现性。

离子改性对宽分子量分布聚丙烯黏弹性能影响

宽分子量分布聚丙烯(BMWDPP)PP1经离子改性剂处理后得到PP4。通过凝胶渗透色谱(GPC)与平板旋转流变、拉伸流变和熔体强度测试研究了PP1和PP4的分子结构与流变性能的变化。离子改性过程中的自由基诱发PP降解会降低BMWDPP的分子量大小及多分散性;虽未形成真正的长支链结构,但由于接枝在PP分子链上的金属盐之间靠离子相互作用造成“类长支链”效果,PP4可产生拉伸应变硬化现象;PP4因大分子量组分的降解削弱缠结及小分子量组分的降解增强塑化,导致黏弹性低于PP1。拉伸应变硬化对熔体强度增高的影响强于分子量降低对熔体强度削弱的影响,故PP4的熔体强度在不同的温度下皆高于PP1;在低温下呈现线形大分子量分子链PP特点,而在高温下呈现长支链PP特点。

铝合金薄板n值和r值测试的影响因素分析

拉伸应变硬化指数(n值)、塑性应变比(r值)已成为评价材料成形性能的重要指标,因此,n值、r值测试数据的准确性就显得特别重要。本文针对测试中影响n值、r值结果的几个主要因素进行了分析讨论。结果表明,试样尺寸在(12.50±0.20)mm范围内,对n值测试结果几乎无影响;同一个试样用方法A与方法B计算的n值、r值有一定差异;试样装夹偏移角度不超过±3.6°时,对n值几乎无影响;对于全自动引伸计,试样装夹偏移角度对r值影响明显,极限情况下,偏移角度的绝对值达到0.7°时即可能导致r值明显增大。

冷却模式对集装箱用耐候钢力学性能的影响

利用显微组织分析、力学性能测试和电子背散射衍射(EBSD)分析等手段系统地研究了轧后冷却模式对集装箱用耐候钢SPA-H显微组织演变、力学性能变化的影响,并对相关相变机制和力学性能改善的机理进行了探讨。结果表明,当卷取温度不变,轧后冷却模式由前端冷却改为适当空冷后末端冷却后,显微组织中珠光体相变受到抑制,铁素体含量增加。钢板屈服强度、屈强比明显下降,拉伸应变硬化指数n值显著下降。采用末端冷却模式,由于应变诱导铁素体形核和长大的时间充足,使变形奥氏体大部分转变为铁素体组织,组织细化程度提高。钢的强化机制由珠光体强化转变为铁素体细晶强化,是力学性能改善的关键。