可压缩粉末烧结材料塑性变形与屈服条件

本文分析了粉末烧结材料塑性变形的基本规律 ,指出了现有粉末烧结材料屈服条件与实际情况不相符的问题。通过烧结铜圆柱体试样单向压缩实验 ,确定了粉末烧结材料真实应力应变关系 ,建立了普适的粉末烧结材料屈服条件和塑性本构关系。本文的屈服条件不仅用统一的函数形式表示了粉末烧结材料初始屈服和后继屈服 。

粉末烧结材料屈服条件研究和进展

介绍了粉末烧结材料屈服条件研究现状和粉末烧结材料屈服条件基本形式 ,分析了几种典型的粉末烧结材料屈服条件 ,从临界弹性变形比能的角度说明了粉末烧结材料屈服的物理意义。基于粉末烧结材料屈服和变形的物理性质 ,揭示了粉末烧结材料后继屈服与应力球量、应力偏量、基体材料性质、粉末烧结材料初始相对密度、变形中的相对密度以及加工硬化之间的关系 ,进而建立了粉末烧结材料屈服条件和后继屈服条件的统一表达式。介绍了粉末烧结材料屈服条件的简化和应用 ,指出熔铸致密材料屈服条件是粉末烧结材料屈服条件的特例。通过算例求解了粉末烧结材料等静压变形力和纯剪变形力。结合烧结铜屈服、变形计算 ,将粉末烧结材料屈服条件外推到了松装粉末状态和全致密状态时 ,仍然符合实际情况。

热压烧结Fe_3Al金属间化合物的结构和摩擦学特性

采用机械合金化结合热压烧结的方法制备了Fe3 Al金属间化合物块体材料 ,对其烧结后的物相、力学性能、微观结构以及干滑动摩擦磨损性能进行了试验研究。结果表明 ,热压烧结Fe3 Al金属间化合物材料以有序度较低的B2结构为主 ,具有较高的强度和硬度。在不同的载荷和滑动速度下具有不同的摩擦学特性 ,不同摩擦阶段的磨损机制主要包括磨粒磨损、塑性变形、裂纹萌生与扩展、微区脆性剥落以及氧化磨损等。

可压缩纯钼粉末烧结材料的塑性变形行为及影响因素

基于单轴压缩实验,研究纯钼粉末烧结材料的塑性变形行为及其影响因素。结果表明:可压缩纯钼粉末烧结材料的塑性变形行为对初始相对密度、温度和应变速率的变化相当敏感,其流动应力随应变速率的增加而增加,随温度的升高而减小;高温条件下材料对应变速率不太敏感,但初始相对密度在低温状况下对流动应力的影响更甚;对压缩后试样的微观组织分析显示:初始平均粒径为44.0μm的粗大等轴晶组织经过约35%的单轴压缩后,其中心主变形区域得到平均粒径为1.45μm完全致密的超细晶组织;初始相对密度越大,材料屈服强度越低,出现破裂的时间越早;其硬度增加速率对温度变化不敏感,而提高温度则有利于降低屈服强度。

爆炸载荷作用下混凝土板的塑性动力响应

采用能量守恒原理,对假设四边为固定约束的地下浅埋混凝土方板,忽略材料的弹性变形能,同时考虑土—结构的接触界面上两种介质相互作用对界面压应力分布的影响,在非接触爆炸载荷作用下的塑性大变形响应进行了理论分析,运用Lagrange方程,建立板的运动响应微分方程,得到固支混凝土方板塑性大变形的理论计算公式.结果表明:理论计算与试验及程序分析结果吻合较好,表明该方法可应用于地下混凝土板类结构在非接触爆炸载荷作用下的毁伤或人防结构的工程预测.

粉末烧结材料屈服条件

阐述了粉末烧结材料塑性变形的基本性质，分析了粉末烧结材料现有屈服条件中存在的问题。通过粉末烧结材料圆柱体试样单向压缩试验，确定了一个具有普遍性和适用性的粉末烧结材料屈服条件。

金属粉末烧结材料泊松比模型的探讨

分析了粉末烧结材料泊松比与屈服准则的关系 ,指出了泊松比Kuhn模型的等价假设 ,比较了几种泊松比模型的特点 ,提出了一种能反映致密过程中密度较大时泊松比增长率减缓的特点的箕舌线函数型泊松比模型。

粉末烧结材料闭式模锻充满过程实验研究

通过烧结紫铜圆柱体试样闭式模锻实验，研究了充满模腔过程的变形与致密规律。得出了烧结紫铜闭式模锻充满模腔过程中，轴向应变与相对密度呈线性关系，模锻变形力与相对密度呈幂函数关系。

拉压性能不同材料全量型本构关系及厚壁筒的应力分析

将经典全量理论作了推广,考虑了应力状态及塑性体积变形对拉压性能不同材料的塑性行为的影响。应用该本构模型分别计算了厚壁筒在内压和外压作用下的应力分布。给出了径向应力、环向应力和轴向应力沿壁厚的分布图。将本文的计算解与拉压性能相同(不考虑体积变形、强化曲线唯一)的幂函数强化材料的厚壁筒的理论解进行了比较。结果表明,材料的拉压性能不同对厚壁筒的环向应力和轴向应力影响较大。因此,对于拉压性能不同材料,考虑到其对应力状态及塑性体积变形敏感时,是不能将其简化成拉压性能相同、体积不可压缩、强化曲线唯一的理想材料。

粉末烧结材料屈服函数形状

正确认识粉末烧结材料屈服函数形状和性质 ,对于其塑性变形分析有重要意义。本文通过空间解析几何分析 ,证明了粉末烧结材料屈服函数在n平面、Pπ 平面和Pσ 平面上的粉末烧结材料屈服面截面轮廓曲线都为椭圆 ,在主应力空间中形状为椭球面。揭示了粉末烧结材料屈服函数与简化屈服函数之间的关系 ,并指出简化屈服函数的形状分别为双椭圆锥面和双六棱锥面。

可压缩烧结材料轴对称变形上限元法(Ⅰ)

本文以质量不变条件为基础,提出了可压缩烧结材料轴对称变形的广义上限元法(UBET)。研究了矩形单元变形情况,导出了其动可容速度场和上限功率计算式,建立了上限优化模型。用广义 UBET 方法分析了烧结钢圆环光滑平板镦粗变形,并作了实验验证。

可压缩烧结材料轴对称变形上限元法(Ⅱ)

本文提出了可压缩烧结材料轴对称变形 UBET 方法的三角形单元,导出了其动可容速度场和上限功率计算式。应用可压缩烧结材料 UBET 方法分析了烧结铜轴对称挤压变形,并与实验结果作了比较。

可压缩烧结材料塑性变形问题的求解方法

可压缩烧结材料变形时体积发生变化,塑性理论只能建立在质量不变条件之上,金属塑性力学理论范畴的初等解析法、滑移线法、有限元法以及上限分析法为求解不同状况下的可压缩烧结材料塑性变形问题提供了有效的途径。

A Theoretical Approach for Estimating Fracture Toughness of Ductile Metals

Fracture toughness is very important when applying Damage Tolerance Design and Assessment Techniques. The traditional testing approach for obtaining fracture toughness values is costly and time consuming. In order to estimate the fracture toughness of ductile metals, the fracture mechanics theory, materials plastic deformation theory and materials constructive relationships are employed here. A series of formulae and a theoretical approach are presented to calculate fracture toughness values of different materials in the plane stress and plane strain conditions. Compared with test results, evaluated values have a good agreement.

选区激光熔化316L不锈钢高应变率压缩下的塑性变形行为

对选区激光熔化316L不锈钢(SLM-316L)的高应变率(1000、2000、3000 s^(-1))压缩力学性能进行测试,用扫描电镜和背散射衍射(EBSD)等手段表征冲击加载前后试样的微观结构,并分析晶体结构的差异以及位错滑移、孪生行为等微观变形机制。结果表明:SLM-316L不锈钢在高应变率载荷作用下有显著的应变率强化效应,其微观组织由截面呈不规则多边形的柱状胞晶密排结构组成,高应变率加载使晶体取向的择优性降低、小角度晶界和孪晶界数量增加,且孪晶界在小角度晶界的交叉缠绕区分布密集,试样的塑性变形过程伴随着位错滑移及孪生行为。

烧结材料变形能量方程在上限分析中的应用

根据烧结材料塑性变形规律,推导出密度间断将导致法向速度间断。在变形能量方程中,等效应力采用后继屈服强度,速度间断值既要考虑切向速度间断,又要考虑法向速度间断。烧结材料变形能量方程奠定了上限分析法的基础,通过上限法分析烧结材料轴对称挤压塑性变形,理论计算值与实验结果一致。

述评调和组织

调和组织是以粉末颗粒表层的超细晶粒为壳层和粉末颗粒内部的粗晶为芯部,超细晶以连续三维网络包围粗晶的一种组织结构,藉以达到强化材料、改善延展性的双重目的。列举Ti合金、不锈钢、高速钢/低碳钢、钴基合金、纯Cu等为案例,描述其各自的制备技术及力学性能,并从起始粉末、粉末表层强力塑变、热致密化成形3方面,就这些制备调和组织的技术核心作了述评。