基于维氏压入理论模型的材料塑性参数与硬度一体化预测方法

相较于布氏和洛氏硬度,维氏硬度具有测量范围广和压入深度浅等优点。对于均匀连续、各向同性、具备幂硬化特征的金属材料,利用能量等效方法建立描述维氏压入荷载-深度关系的弹塑性模型,从而结合硬度定义公式获得了材料塑性参数与维氏硬度的显式理论关系,并由此提出一种通过仪器化压入荷载-深度曲线一体化预测维氏硬度与材料塑性参数的新方法。在包含钢材、铜材、铝材等实际材料单轴拉伸性能对应HOLLOMON模型参数范围内,借助大量有限元分析展开广泛的正向与反向预测验证。针对相关文献中的9种延性金属材料,利用已有维氏压入试验数据并结合一体化压入预测方法进行计算分析,结果表明,该方法预测的维氏硬度、HOLLOMON模型参数均与常规标准试验结果吻合良好。

基于漏斗薄片试样的材料低周疲劳性能研究

根据能量等效方法,针对漏斗薄片试样,提出了关联Ramberg—Osgood幂律参数、试样几何参数的载荷—位移半解析统一模型。采用有限元数值模拟,正、反向验证了该模型的有效性。在此基础上,提出了通过漏斗薄片试样低循环试验实现材料低周疲劳性能的预测方法。基于薄片试样低循环试验数据,完成了SS316L, N18及SAPH440三种材料的低周疲劳性能预测,预测结果与标准试样试验结果具有良好的一致性。并利用该方法完成了N18与SAPH在不同温度条件下的低周疲劳性能预测。