基于Chaboche模型的金属材料稳态循环应力-应变曲线的本构建模方法

提出了一种以Ramberg-Osgood模型计算曲线作为试验曲线来建立描述金属材料稳态循环应力-应变曲线的Chaboche本构模型的方法,并采用TC11钛合金疲劳试验数据加以验证。结果表明:提出的建立金属材料稳态循环塑性本构模型的方法是可行的,采用建立的Chaboche模型可以较准确地描述金属材料的稳态循环应力、应变响应,与工程中常用的Ramberg-Osgood模型具有基本相同的描述效果;可方便将该模型应用于疲劳寿命预测时金属材料结构的有限元应力、应变分析。

评价饱和砂土液化过程中小应变到大应变的本构模型(英文)

在RambergOsgood模型的基础上,建立了一个实用的能描述饱和砂土从液化前小应变到初始液化后大应变范围的非线性本构模型。该模型主要有三个特点:①采用作者曾提出的移动相态转换线(MPTL)和移动临界状态线(MCSL)概念来较为合理地描述变形过程中的有效应力路径和临界状态;②采用一个应力软化模型来描述剪胀和定义超静孔压变化引起的骨架曲线的软化与硬化;③基于笔者等提出的液化后大变形理论来描述初始液化后产生的大剪切变形。文中通过对室内循环剪切试验结果的模拟,验证了模型的预测能力。该模型适用于水平饱和砂土地基的有效应力地震反应分析。

X52管线钢的本构关系及失效判据研究

X52管线钢广泛应用于石油天然气长输管道工程,具有良好的力学特性:强度高、塑性好。其本构关系的研究确定、矩阵表达及失效判据的建立是研究的主要内容。通过对比该材料的静力拉伸实验结果和Ramberg–Osgood本构模型,发现εεP0.2时,Ramberg–Osgood本构方程能够比较准确地反映X52管线钢的拉伸应力–应变关系,但当ε>εP0.2时,基于Ramberg–Osgood模型所得理论本构曲线与实验结果有较大的误差。基于此,对Ramberg–Osgood本构模型做出了修正,提出了X52管线钢在单向拉伸状态下的全局二段式应力应变关系式,并建立了X52管线钢本构关系的矩阵表达式。根据X52管线钢塑性极好的特点,分别研究了塑性材料基于应力的失效判据和基于应变的失效判据,给出了X52管线钢的应变控制失效准则。

热老化对核电主管道材料拉伸性能的影响

探讨热老化对核电站主管道用铸造奥氏体不锈钢Z3CN20.09M拉伸性能的影响.通过对不同热老化时间下的试样进行了拉伸试验,结合扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察材料的微观结构变化,并采用Ramberg-Osgood模型对其拉伸性能进行了分析.结果表明:Z3CN20.09M钢在350℃下的拉伸性能低于室温;随热老化时间延长,材料的抗拉强度不断升高,断后延伸率不断减少;拉伸断口的SEM分析显示,其破断机理为微孔聚集型韧窝断裂,随热老化时间延长,断口中心的纤维区逐渐减小,且表面也逐渐变得平坦,韧窝处的第二相粒子数量逐渐增多,韧窝也逐渐变浅变小;TEM分析显示,随热老化时间延长,奥氏体中全位错密度减少,同时在奥氏体-铁素体相界上有碳化物析出;在3%的应变量范围内,Ramberg-Os-good模型的拟合曲线与试验数据吻合良好.因此,受热老化影响,Z3CN20.09M钢易发生脆化,即强度升高,塑性降低;Ramberg-Osgood模型可预测小应变量范围内热老化对其拉伸性能的影响.

单边缺口拉伸试件J积分塑性因子有限元分析研究

管道环焊缝的断裂韧性测试是管道完整性评估的基础,而J积分塑性因子的准确计算是断裂韧性测试的前提。本文针对试件厚宽比B/W=2的单边缺口拉伸(single edge notch tension, SENT)试件,建立管道母材不含侧槽与侧槽深度为10%的试件三维有限元模型,研究裂纹长度、试件厚度、硬化指数、试件侧槽对J积分塑性因子的影响,通过数值分析结果,考虑裂纹长度、材料硬化性能等因素的影响,通过拟合方法提出适用于不含侧槽与侧槽深度为10%的管道母材SENT试件J积分塑性因子方程,此方程可用于SENT试件断裂韧性测试。

高匹配单边缺口拉伸试件J积分塑性因子研究

管道焊缝区域材料容易产生缺陷,采用高匹配焊接接头在一定程度上可以解决此类问题,高匹配焊接接头断裂韧性准确测试的基础是J积分塑性因子的准确性。本文针对高匹配试件厚宽比为1的单边缺口拉伸(single edge notch tension, SENT)试样,建立高匹配不含侧槽与侧槽深度为10%的SENT试样有限元模型,计算考虑裂纹长宽比、匹配系数、焊缝宽度的J积分塑性因子,分析裂纹长宽比、匹配系数、焊缝宽度、试件侧槽对J积分塑性因子的影响,拟合高匹配J积分塑性因子方程,为高匹配SENT试样的J积分阻力曲线的精确测试提供依据。