一种方便工程应用的铝合金板非比例加载成形极限判据

在深入分析比例和非比例加载路径下板料达到成形极限时的厚度减薄率基础上,提出了一种基于厚度减薄率的成形极限判据。针对5086和6111T4两种铝合金板,通过拟合线性加载路径下不同应变比与厚度减薄率之间的关系曲线,绘制出成形极限厚度减薄率图,并预测了复杂加载路径下的成形极限图。结果表明,基于厚度减薄率的成形极限判据能够合理预测不同加载路径下成形极限曲线的移动方向。在一定的预应变范围内,成形极限厚度减薄率图不受加载路径的影响,但当超过这个范围时,成形极限厚度减薄率图仍然表现出对加载路径的依赖性。因此在工业生产中,成形极限厚度减薄率图适合作为加载路径中不包含大预应变的成形极限判据,否则仍需要考虑加载路径对成形极限的影响。

非比例加载下GH4169高温多轴疲劳行为研究

利用薄壁管拉扭疲劳试样,在高温控制应变循环加载下研究高温合金GH4169的多轴疲劳行为。高温多轴疲劳试验采用比例与非比例加载路径。在试验过程中,利用数据采集系统全程记录拉与扭的应力响应值以研究比例与非比例拉扭加载下的循环特性。研究结果表明,高温拉扭非比例加载下,疲劳寿命有明显降低;拉与扭应力响应多为循环软化,无明显的循环稳定现象。在低频加载下,由于高温蠕变效应加大,使循环软化速度加快,表现为曲线下降明显。在整个疲劳过程中,扭转应力响应分量均显示循环软化现象,而拉压应力响应分量的硬化与软化特性取决于应变加载参数。

高温拉扭比例与非比例加载下循环特性研究

针对拉扭薄壁管疲劳试样 ,在控制应变拉扭循环加载下对高温合金材料GH4169的循环特性进行试验研究。分别测试和研究比例与非比例拉扭加载下拉与扭的应力响应值随循环数的变化关系。研究结果表明 ,低周拉扭疲劳加载下 。

建筑构配件组合耐火试验炉电液比例加载方案的设计及实现

现代高层建筑对各类构配件的耐火性要求严格,为确保建筑构配件的耐火性能够满足建筑防火设计要求,必须要开展耐火试验。在耐火试验中,电液比例加载系统可以根据试验要求改变加载压力,对建筑构配件施以载荷,从而使建筑构配件的耐火试验结果更加准确。设计了一种适用于组合耐火试验炉的电液比例加载系统,在介绍电液比例加载系统工作原理和硬、软件系统设计要点的基础上,使用Simulink工具箱构建了电液比例加载系统模型并展开了仿真分析,该模型的阶跃响应良好,响应平滑且迅速。最后用试验样机验证电液比例加载系统压力控制功能的实现,结果表明,在1.6 s后系统压力从原来的9600 N降低值设计的8000 N。整个过程中压力稳定下降,没有明显波动,符合设计预期。

比例与非比例加载下多轴疲劳断口分析

利用扫描电镜对多轴比例和非比例加载下的薄壁管多轴疲劳试样的断口表面进行扫描观测分析。根据试件不同加载路径下的疲劳断口观测结果,研究多轴疲劳裂纹萌生及扩展机理。结果分析表明,比例加载下疲劳断口形式与单轴情况相似,具有Ⅰ型疲劳条纹特征。非比例加载下断口形式主要表现为Ⅰ型与Ⅱ型混合型断口特征。结合多轴非比例加载下的宏观力学条件,在微观机理方面探讨多轴非比例循环下的附加强化机制。

多轴非比例加载高周疲劳研究进展

综述了近年来国内外在非比例载荷下多轴高周疲劳研究的进展和现状,其中主要评述了各种多轴疲劳寿命估算方法及微观机理的研究,并提出了今后在非比例载荷下多轴高周疲劳研究工作的设想.

不锈钢多轴非比例加载低周疲劳的研究

对３１６Ｌ不锈钢进行了单轴及多轴非比例加载低周疲劳试验及其微结构的观察，分析了非比例循环附加强化及低周疲劳寿命对应变路径依赖性的微观机理，基于微观机理的研究结果，以位错结构特征参量的统计平均值给出了加载路径的非比例度定义，建立了新的多轴非比例加载低周疲劳寿命估算公式。

镍基单晶合金多轴非比例加载低周疲劳研究

基于正交设计,分别在680℃和850℃下进行DD3镍基单晶合金薄壁圆管试样([001]取向)拉/扭非比例加载低周疲劳试验,研究等效应变范围、应变路径角、拉/扭载荷相位角、循环特性和温度诸因素对镍基单晶合金多轴低周疲劳寿命的影响作用.疲劳试验数据的极差分析表明,应变路径角、拉/扭载荷相位角和等效应变范围是影响疲劳寿命的主要因素.将菱形应变加载路径区分为比例加载段和非比例加载段,提出了表征非比例加载效应的等效应变参量,并通过引入单晶应变三轴性因子反映拉/扭应变路径角对多轴疲劳寿命的影响.用考虑非比例加载效应的等效应变范围和单晶应变三轴性因子构造循环塑性应变能损伤参量,进行多元线性回归分析,疲劳寿命回归模型与试验寿命具有很好的相关性,所有试验数据都落在2.0倍的偏差分布带之内.

初始缺陷和比例加载路径对圆柱壳弹塑性稳定性的影响

应用非线性弹塑性稳定性理论研究圆柱壳在轴向力和内压联合作用下的弹塑性稳定性问题,得到了不同比例加载路径、初始缺陷和塑性变形发展程度对弹塑性失稳的影响规律曲线。结果表明,在内压的作用下,柱壳的临界轴向压应力在初始阶段有所提高,但从某一内压值开始将会有所下降。对于同一比例加载路径,随着缺陷因子的增加,临界屈曲轴向压应力随着相应地递减。而对于同样的缺陷因子,比例加载参数小于1.0时,临界屈曲轴向压应力随着比例加载参数的增大而增大;比例加载参数大于1.0时,临界屈曲轴向压应力随着比例加载参数的增大而减小;比例加载参数等于1.0为理想加载比例参数值。该研究丰富了内高压成形工艺的理论基础。

拉弯扭比例加载下50CrVA弹簧钢的多轴疲劳寿命及损伤特征

用MTS 809拉-扭电液伺服材料试验机研究50CrVA弹簧钢标准试样以及各偏心试样在比例加载下的多轴疲劳寿命,并用扫描电子显微镜(SEM)对疲劳断口形貌进行观察。结果表明:比例加载下当弯曲应力幅值不超过等效应力的11%时,附加弯矩对试样的疲劳寿命无影响。各试样断口在疲劳扩展前期可以观察到轮胎花样;疲劳裂纹的扩展方向有周向和径向两种。断口上的疲劳特征为综合应力作用的结果;沿径向和周向分布的疲劳条带分别为轴向应力作用和扭转切应力作用的结果。

高温比例与非比例加载下多轴疲劳寿命预测

针对拉扭多轴疲劳加载情况,分析最大剪切平面上的应变特性。利用临界损伤平面原理确定不同加载参数下的临界损伤平面,在此基础上提出一种基于单轴疲劳材料常数和高温蠕变特性的高温多轴疲劳寿命预测模型。利用高温合金材料GH4169薄壁管疲劳试样在控制应变拉扭循环加载下的试验数据,对所提出的寿命模型进行验证。结果表明,在高温低周拉扭循环加载下,所提出的高温疲劳寿命预测模型可以较好地预测高温疲劳寿命。

比例加载下应力幅比对2A12-T4疲劳寿命的影响

采用2A12-T4铝合金漏斗形试件,针对不同拉扭应力幅比,进行了比例加载下多轴高周疲劳寿命试验,研究了不同应力幅比对多轴高周疲劳寿命的影响.针对试验结果,采用3种常用的多轴高周疲劳寿命预测模型,包括等效应力准则、应力不变量准则、临界面准则进行了预测.结果表明：在相同的Von-Mises等效应力下,随着扭转应力幅与拉压应力幅比值的增大,疲劳寿命逐渐升高.等效应力准则的预测结果或过于危险,或过于安全;应力不变量准则的预测结果认为应力幅比的变化对疲劳失效没有影响,与试验结果不符;临界面准则的预测结果优于其他准则.

新的多轴非比例加载低周疲劳寿命估算公式

利用对 3 16L不锈钢多轴非比例加载低周疲劳的试验结果 ,对现有的多轴低周疲劳寿命估算方法进行讨论 ;基于 3 16L不锈钢非比例加载低周疲劳的微观机理 ,选择最大剪应变以及应变路径的非比例度作为损伤参量 ,建立基于临界面方法的新的非比例加载低周疲劳寿命估算公式 ;利用新的非比例加载低周疲劳寿命估算公式对寿命的预测结果表明 ,新的寿命估算公式对剪切型破坏的 3 16L与 3 16LN不锈钢及拉伸型破坏的 3 0

多轴非比例加载条件下疲劳损伤参量的研究

为解决传统的疲劳方法对于复杂的多轴加载情况下疲劳寿命估算不理想的问题,利用有限元分析方法,研究了试件在单轴加载,双轴比例、非比例加载、三轴比例、非比例加载情况下,6种常用疲劳损伤参量随截面位置的变化情况,进而确定每一种损伤参量的最大值和相应的临界面位置.在此基础上提出一种新型的损伤参量,该损伤参量结合了剪应力功的概念和疲劳破坏的微观机制.

基于灰色理论镍基单晶合金多轴非比例加载低周疲劳研究

基于灰色理论研究DD3镍基单晶合金高温多轴非比例加载低周疲劳特性,对等效应变范围、温度、应变路径角、拉/扭载荷相位角和轴向应变比等影响疲劳寿命的因素进行灰色关联度分析,并引入损伤参量Q表征非对称循环特性和拉/扭多轴效应,以参量Q、等效应变范围Δεe和Mises等效应力范围Δσe构造疲劳损伤参量,建立低周疲劳寿命GM(1,N)预测模型。结果表明,各影响因素与多轴低周疲劳寿命的关联度等级依次为等效应变范围、温度和应变路径角为一级,拉/扭载荷相位角为二级,轴向应变比为三级;680℃和850℃温度下的GM(1,N)疲劳寿命模型的预测寿命与试验寿命的绝对关联度分别为0.97、0.86,平均相对误差分别为4.9%、6.0%;两种温度的试验数据几乎分别落在1.93、2.13倍偏差分布带内。

新的非比例加载低周疲劳寿命估算方法

利用对 316L不锈钢多轴非比例加载低周疲劳的试验结果 ,对现有的多轴低周疲劳寿命估算方法进行了讨论 ,基于 316L不锈钢非比例加载低周疲劳的微观机理 ,选择最大剪应变以及应变路径的非比例度作为损伤参量 ,建立了基于临界面方法的新的非比例加载低周疲劳寿命估算公式 ,利用新的非比例加载低周疲劳寿命估算公式对寿命的预测结果表明 :新的寿命估算公式对剪切型破坏的 316L与 316LN不锈钢及拉伸型破坏的 30 4不锈钢非比例加载低周疲劳寿命预言能力比现有的临界面方法精确 .

多轴比例加载下镍基合金GH4169试件的弹塑性有限元分析

对薄壁管进行多轴恒幅比例加载疲劳试验,并运用弹塑性有限元法对该加载条件下的薄壁管进行分析和计算,材料弹塑性特性由von Mises屈服准则和多线性随动硬化准则描述。结果表明,用有限元法计算的试件应力应变值与试验结果吻合。最后,用此方法对缺口件危险点处应力应变状态进行分析。

Zr-4合金拉-扭复合比例加载条件下的低周疲劳特性

研究了Zr-4合金管材在主应变比ε3／ε1=-0.8，-0．7，-0．6，-0．5和等效应变幅0．5％，0．7％，0．8％，0．9％，1．0％，1．1％下的低周多轴疲劳性能。结果表明：在拉-扭比例加载过程中，再结晶状态Zr－4合金表现为初期短暂硬化，随后持续软化的特性。Zr－4合金的循环等效应力-应变曲线位于单调曲线的上方，表现为循环硬化。主应变化对循环硬化曲线没有影响。相同Mises等效应变幅下，应变比越大，疲劳寿命越低。双轴疲劳过程中，Zr－4合金Mises等效应变幅与疲劳寿命之间呈指数关系。

双轴比例加载条件下含氢化物Zr-4合金变形行为的数值分析

采用有限元数值分析方法,模拟了含氢化物Zr-4合金拉-扭双轴比例加载下的变形行为.相同外加等效应变下,加载路径对含氢化物Zr-4合金的应力、应变分量的大小和分布有明显的影响,而对其等效应力-应变曲线影响较小.不同加载路径下, Zr-4合金基体的最大静水拉应力区位于氢化物与基体的界面附近.随着拉伸-扭转应变比的增加,基体中最大静水拉应力增加,而最大静水拉应力位置与外加剪切方向的夹角由45°逐渐转向90°.

预估在非比例加载下薄金属板成型极限的损伤基力学模型

探讨了用损伤基力学模型研究应变路径对薄金属板塑性失稳的影响 ,这种力学模型考虑了材料损伤作用 .基于这种模型 ,在等效应变空间建立了考虑损伤的塑性失稳判据 ,并用以预估在比例或非比例加载下薄金属板成型极限曲线 (FLC) .借助这种理论模型和方法 ,预估薄金属板的理论成型极限曲线与Graf和Hosford的实验结果一致 .