基于振动时效仿真的流变塑性模型

振动时效是一种局部循环塑性现象,当循环载荷与材料内部残余应力叠加超过材料的局部屈服强度时就会发生残余应力释放。采用流变塑性模型对振动时效进行仿真,分析了振动时效过程中应力幅、应变幅、振动频率、振动周期和材料屈服应力等对振动时效的影响。结果表明,振动时效中应力释放很大程度上取决于应力幅或应变幅,振动频率和材料参数也是关键因素,而振动周期或时间对振动时效没有很大影响。将此振动时效模型应用于7075铝合金试样机械载荷下的应力松弛实验,所得结果与仿真较一致。

磁流变塑性体及其减震器研制

通过对磁流变塑性体传统制备方法的研究,从反应物性质出发,对制备方案进行了优化创新,并根据实验方案进行了制备尝试,初步确定了减震器的工作机理,定性设计出了减震器的大体外观,以供参考。

岩石非线性黏弹塑性流变模型(河海模型)及其应用

通过将作者提出的非线性黏塑性体与五元件线性黏弹性模型串联,建立一个新的岩石非线性黏弹塑性流变模型(河海模型),该流变模型可以充分反映岩石的加速流变特性。推导了岩石在恒应力与恒应变情况下的流变方程,从理论上对岩石非线性蠕变和松弛特性进行分析,同时利用在岩石流变伺服仪上获得的蠕变全程试验曲线,对提出的非线性黏弹塑性流变模型进行充分验证,试验曲线与非线性流变模型的比较,显示了所建流变模型的正确性与合理性。基于提出的岩石非线性黏弹塑性流变模型,推导该非线性流变模型在三维条件下的中心差分格式,采用FLAC3D所提供的二次开发程序接口,研制岩石非线性流变数值程序,同时通过一个单轴压缩算例,进一步验证提出的非线性流变模型的正确性与合理性。采用研制的非线性流变数值程序,对锦屏一级水电站坝基岩石工程进行三维流变数值模拟,分析结果为锦屏一级水电站坝基岩石工程的长期稳定与安全性提供了合理建议与评价。

基于FLAC^(3D)岩石黏弹塑性流变模型的二次开发研究

由于岩土介质的复杂多样性,通用分析软件所提供的岩石流变本构模型往往不能满足工程实际数值分析的需要。依据FLAC3D(Version2.1)所提供的二次开发程序接口,结合西原黏弹塑性流变模型分析了二次开发程序运行的基本原理,给出了西原流变模型具体实施的程序框图和代码编写中应该注意的几个关键技术。通过一个简单的算例验证了程序编制的正确性与可靠性。由于采用了面向对象的程序技术,FLAC3D二次开发接口更加简单实用,提供的研究思路可为其他流变本构模型的二次开发提供参考。

大块非晶合金过冷液相区的超塑性流变行为

大块非晶合金在过冷液相区内较低应变速率变形条件下呈现出牛顿型流变状态,并获得最佳塑性。其流变机制为一种与聚合物体系及无机玻璃相似的动力学行为。由于在超塑性流变过程中非晶相伴随有晶化现象的发生,因此,大块非晶合金的粘滞流变是一种非晶相-晶化相复相结构的变形行为。

一种新的岩石黏弹塑性流变模型

根据岩石流变力学特性,提出了一个能描述岩石加速流变阶段的黏塑性流变模型。然后,将这个岩石黏塑性流变模型与5元件黏弹性剪切流变模型串联起来,构成了一种新的岩石黏弹塑性流变模型。利用花岗岩剪切流变试验曲线对该岩石黏弹塑性流变模型进行辨识,获得了模型的流变参数。将岩石黏弹塑性流变模型拟合结果与剪切流变试验结果进行比较,结果表明岩石黏弹塑性流变模型能够较好地描述岩石的加速流变特性。

含弱面砂岩非线性黏弹塑性流变模型研究

利用CSS-3940YJ型岩石剪切流变试验机,对向家坝水电站左岸坝基挤压带含弱面砂岩进行剪切流变试验。试验结果表明:该岩石属于典型的软岩,在恒定剪应力水平下具有显著的亚稳定蠕变特性。在应力达到一定水平时,岩石经过衰减和亚稳定蠕变之后发生加速蠕变破坏。根据含弱面砂岩剪切蠕变特性,对非线性流变元件进行改进,定义其在应力阈值前后分别等同于牛顿黏壶和非线性黏塑性体。将改进的元件与广义Kelvin模型串联,组合成四元件流变模型。该模型可以充分反映岩石亚稳定蠕变和加速蠕变特征,并具有结构简单、参数少的优点。推导四元件流变模型的本构方程,从理论上对岩石非线性蠕变特性进行分析。采用所建立的模型对岩石进行剪切流变力学参数辨识,并研究应力水平超过阈值后的参数辨识方法。通过模型计算结果与试验结果的比较,对提出的非线性黏弹塑性流变模型进行验证,显示所建模型的正确性与合理性。

考虑黏聚力与内摩擦系数的岩石黏弹塑性流变模型

基于在岩石剪切流变仪上得到的泥板岩剪切流变试验结果,采用库仑强度准则获得了岩石长期强度参数(长期黏聚力和长期内摩擦系数),与瞬时强度参数进行对比,结果表明,岩石黏聚力对时间的敏感程度高于内摩擦系数对时间的敏感程度.提出了一个考虑黏聚力和内摩擦系数随时间变化的塑性元件,将其与线性黏性元件并联起来,得到一个新的考虑黏聚力和内摩擦系数的非线性黏塑性体(CF-NVPB),同时将CF-NVPB模型与三元件线性黏弹性流变模型串联起来,建立了一个新的考虑黏聚力和内摩擦系数的岩石非线性黏弹塑性流变模型,并推导了该非线性流变模型的蠕变方程与松弛方程.

互层状岩体黏弹塑性流变特性的数值分析

对锦屏II级水电站辅助交通洞的绿片岩进行单轴压缩蠕变特性试验,并以绿片岩和大理岩互层的层状岩体为研究对象,采用FLAC3D对互层状岩体进行单轴压缩蠕变试验的数值分析。试验和数值分析结果表明:当大理岩夹层倾角小于60°时,互层状岩体的破坏强度随着夹层倾角的增大而减小,但当夹层倾角大于60°时,互层状岩体的破坏强度反而随着夹层倾角的增大而增大;当大理岩与绿片岩之间的破坏强度比值较小时,采用Reuss模型和Voigt模型预测复合层状岩体的破坏强度是合适的。

硬岩的复合黏弹塑性流变模型

基于应变软化模型得到塑性元件,将该塑性元件与六元件黏弹性流变模型组合得到适合于硬岩的复合黏弹塑性流变模型。采用FLAC3D所提供的二次开发接口程序,开发复合黏弹塑性流变模型的数值程序,对锦屏二级水电站的绿片岩单轴压缩蠕变试验曲线进行拟合,采用拟合得到的参数进行计算以验证接口程序的正确性,并对锦屏二级水电站辅助交通洞进行工程流变计算分析。研究结果表明:复合黏弹塑性流变模型具有程序可置入性,采用该模型进行计算时,计算值与理论值完全一致,从而验证了接口程序的正确性;辅助交通洞开挖后,围岩体的最大变形出现在边墙位置,随着时间的增加,边墙位置处围岩体内的位移和最大主应力呈增加的趋势。

超高压变质岩的塑性流变:显微构造和变形机制

超高压变质岩是大陆深俯冲作用的产物。超高压变质岩在深俯冲和快速折返过程中,经历了长距离地构造搬运和构造力的作用。其构造变形主要集中在韧性剪切带中,并发生强烈地塑性流变。研究超高压变质构造岩的显微构造及其变形机制对于深入了解大陆壳岩石在深俯冲过程中的流变学行为有十分重要的意义,山东仰口的超高压韧性剪切带中榴辉岩质和花岗质糜棱岩记录了超高压变形的历史。在超高压条件下的稳定矿物绿辉石、多硅白云母、兰晶石和钾长石具有不规则波状消光、亚晶界、核幔构造和动态重结晶等显微构造特征,TEM 研究揭示了大量的位错构造,表明位错蠕变是其主要的变形机制。在花岗质糜棱岩中,金红石在刚性矿物的压力影中沉积,细粒的石榴石条带平行片理延伸,都说明超高压变形过程中有流体存在,流体助力的物质扩散迁移是又一个重要的变形机制。依据现有的流变学定律估算的流变应力应该在几十兆帕以上。

2195铝锂合金的搅拌摩擦焊塑性流变研究

采用2195铝锂合金作为母材金属,铜粉作为标识材料,将铜粉夹在工件结合面处,用铜被搅拌后留下的轨迹来模拟搅拌摩擦焊的塑性流线。通过对焊后试件各不同界面上铜颗粒的形态及流向的分析,得出结论:在搅拌头前部,材料从前进侧流向后退侧,前进侧受挤,后退侧受剪;在搅拌头后部,材料从后退侧流向前进侧,后退侧受挤,前进侧受剪;同时还发现了铜颗粒聚集在试件的中间层,本文对此现象进行了分析。

搅拌摩擦焊焊缝材料塑性流变研究概述

搅拌摩擦焊焊缝金属塑性流变直接关系到焊缝组织形成,是决定焊缝质量的关键。介绍了目前搅拌摩擦焊焊缝金属的塑性流变研究现状,从试验和计算机模拟两个方面分别加以介绍。

爆炸消除残余应力机理研究——爆炸过程中金属的塑性流变规律

率文应用自已设计的特殊应力框架装置，测示研究了爆炸消除焊接残余应力过程中钨的塑性形变规律。

一种新型奥氏体不锈钢的塑性流变行为研究

在起始实验温度从 77K到 1 0 0 0 K,应变率从 0 .0 0 1 / s到 83 0 0 / s,并且使真实应变超过40 %条件下 ,对一种新型的氮增强奥氏体不锈钢 (AL6 - XN)进行了大量的单轴压缩实验。结果表明 ,这种材料在 77K低温下的真实应变可以达到 40 % ,并且它的韧性随着温度增加将会进一步显著提高 ;绝热剪切带或剪切破坏发生在大约 2 96 K温度以下 ;在较高温度下 ,明显的温度依赖性减弱反映其良好的焊接性能 ;动态应变时效发生在准静态及温度 5 0 0 K到 1 0 0 0 K之间。最后 ,一个发展的 Johnson- Cook本构模型 ,在不考虑动态应变时下被成功的用于预测这种 AL6 - XN的流变应力。

WC-钢复合材料高温塑性流变磨损特性的研究

本文采用高温塑性流变摩擦磨损试验方法,研究了 WC-钢复合材料高温塑性流变磨损的特性.用扫描电镜观察了试验前后的金相组织和试样表面的磨痕形貌及其亚表层的组织结构.结果表明,WC-钢复合材料的高温塑性流变磨损抗力是5CrNiMo 模具钢的10倍.其高温塑性流变磨损特点主要是 WC 粒脱落和磨粒磨损.

应变速率对高氮奥氏体不锈钢塑性流变行为的影响

研究了室温拉伸时应变速率对高氮奥氏体不锈钢18%Cr-18%Mn-0.65%N力学性能和塑性流变行为的影响。结果表明,随应变速率的升高,试验钢的屈服强度Rp0.2升高,而抗拉强度Rm及塑性略有降低;在各应变速率下,试验钢的塑性流变行为均可以用Ludwigson模型进行描述;应变速率的升高对试验钢流变方程参数的影响如下:1)强度系数K1、应变硬化指数n1和n2减小,试验钢的加工硬化能力降低;2)真实屈服强度TYS降低;3)瞬变应变εL减小,表明升高应变速率能够促进位错多系滑移和交滑移。

里伍式富铜矿床塑性流变与成矿的初步研究

里伍式富铜矿床位于中国青藏高原东南边缘的川西甘孜州与凉山州交界处的雅砻江流域,产在扬子地台西缘,由锦屏山推覆构造带后缘伸展剥离作用形成的江浪穹隆中,赋存在江浪穹隆里伍岩群第三岩性段(Pt2l23)内的一套二云石英片岩、二云母片岩和斜长角闪岩的组合中。通过近年来,对该类矿床中含矿岩系的变形-变质。

基于粘-弹-塑性模型对磁流变胶非线性滞回行为模型参数识别

磁流变塑性体是一种新型磁流变材料,主要是由软磁性颗粒均匀分散在塑性聚氨酯基体中开发而成的,具有较好的抗颗粒沉降能力。其类似于磁流变液的磁致流变效应使得其在诸多工程领域具有较大的应用潜力。系统测试了频率对磁流变塑性体动态滞回响应,结果发现,在所有频率下磁流变塑性体的滞回曲线具有明显的非线性特性,并表现出应变增强效应。此外,利用遗传算法,基于粘-弹-塑性模型对不同频率下得到的滞回曲线进行参数建模并对模型参数展开识别,发现粘-弹-塑性模型能够精确描述不同频率下的材料动态滞回响应。

应变速率对18Cr-12Mn-0.55N高氮奥氏体不锈钢塑性流变行为的影响

研究了拉伸应变速率对高氮奥氏体不锈钢18Cr-12Mn-0.55N(质量分数/%)室温力学性能和塑性流变行为的影响.结果表明,随应变速率的升高,实验钢的屈服强度R0.2增大,断后延伸率A减小,抗拉强度Rm略有降低,断面收缩率Z变化不大;在各应变速率下,实验钢的塑性流变行为均可用Ludwigson模型进行描述;随应变速率的升高,实验钢的加工硬化能力和发生屈服时第一根位错开动所需的短程作用力降低;增大应变速率促进多系滑移和交滑移,降低瞬变应变,使实验钢的塑性流变行为在更低的应变水平符合Ludwik模型.