吴志荣
,
胡绪腾
,
辛朋朋
,
宋迎东
机械工程材料
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.
关键词:
金属材料
,
循环应力-应变曲线
,
本构模型
,
Ramberg-Osgood模型
,
Chaboche模型
胡绪腾
,
宋迎东
兵器材料科学与工程
基于TC4合金的应变率和温度相关单轴应力-应变曲线试验数据,优化估计了Johnson-Cook、修正Zerilli-Armstrong和Bammann黏塑性三种动态本构模型的材料参数,对比分析了三种本构模型对TC4单轴变形试验数据的描述能力.结果表明:在TC4变形试验参数范围内,Bammann黏塑性模型可以较好地描述TC4合金的应变率和温度相关变形行为；Johnson-Cook模型和修正Zerilli-Armstrong模型的单轴应力-应变曲线计算结果比较接近,但与试验数据的相关性相对较差,均不能如实反映TC4室温动态压缩试验的应变率敏感性.
关键词:
钛合金
,
动态行为
,
应变率相关
,
本构模型
张鸿
,
宋迎东
材料科学与工程学报
纤维埋入长度是单纤维拔出试验能否成功的关键因素之一,本文采用载荷位移曲线离散化方法将单纤维拔出过程离散为主要细观失效模式控制的不同阶段,建立了包含泊松效应影响的复合材料单纤维拔出力学模型,得到各阶段的载荷分布和位移分布.采用能量平衡失效准则建立了界面脱粘长度与外载荷的关系,针对SiC/RBSN陶瓷基复合材料,分析不同纤维埋入长度情况下,泊松比、界面摩擦系数等载荷位移曲线的影响.
关键词:
航空、航天推进系统
,
单纤维拔出
,
纤维拔出过程
,
陶瓷基复合材料
,
纤维埋入长度
孙志刚
,
宋迎东
,
苗艳
,
李龙彪
复合材料学报
首先介绍了描述复合材料出现损伤时细观应力场的剪滞模型;给出了模拟陶瓷基复合材料基体随机开裂的有关公式;然后采用Monte Carlo方法模拟了基体随机开裂的过程;最后通过计算机模拟了陶瓷基复合材料基体裂纹的随机演化过程,分析了有关模型参数对基体裂纹演化的影响,并与文献模拟结果进行了对比.研究表明:最终裂纹间距主要分布在1～2倍滑移长度之间;初始开裂应力越大,最终名义裂纹间距越小;Weibull模量越大,最终名义裂纹间距越小;热残余应力越大,最终名义裂纹间距越大;模拟长度对裂纹演化影响很小;Monte Carlo方法可以有效地模拟陶瓷基复合材料的随机开裂过程.
关键词:
蒙特卡罗
,
基体
,
随机开裂
,
裂纹间距
孔春元
,
孙志刚
,
高希光
,
宋迎东
复合材料学报
将微观尺度的强度预测模型与单胞尺度有限元模型相结合,建立了2.5维C/SiC复合材料的双尺度强度预测模型。该模型首先计算微观尺度的应力-应变曲线以及最终失效时的力学性能,然后将其带入单胞模型,对不同边界条件下单胞模型的弹性模量进行折减,统计单胞模型的平均应力与应变,最后得到单胞尺度的应力-应变关系和最终失效时的力学性能。通过2.5维C/SiC复合材料常温和高温条件下的经向单轴拉伸试验,得到了2.5维C/SiC复合材料经向拉伸过程的应力-应变曲线以及最终失效时的力学性能。结果表明,理论分析结果与实验值基本一致,验证了该方法的有效性。
关键词:
2.5维C/SiC复合材料
,
双尺度模型
,
常温和高温
,
应力-应变行为
,
刚度折减
杨福树
,
孙志刚
,
李龙彪
,
高希光
,
宋迎东
复合材料学报
采用细观力学方法研究了正交铺设SiC/CAS复合材料在单轴拉伸载荷作用下界面脱粘对基体开裂的影响。采用断裂力学界面脱粘准则确定了0°铺层纤维/基体界面脱粘长度,结合能量平衡法得到了主裂纹且纤维/基体界面发生脱粘（即模式3）和次裂纹且纤维/基体界面发生脱粘（即模式5）的临界开裂应力,讨论了纤维/基体界面剪应力、界面脱粘能对基体开裂应力的影响。结果表明,模式3和模式5的基体开裂应力随纤维/基体界面剪应力、界面脱粘能的增加而增加。将这一结果与Chiang考虑界面脱粘对单向纤维增强陶瓷基复合材料初始基体开裂影响的试验研究结果进行对比表明,该变化趋势与单向SiC增强玻璃陶瓷基复合材料的试验研究结果一致。
关键词:
陶瓷基复合材料
,
正交铺设
,
基体开裂
,
界面脱粘
,
细观力学
方光武
,
高希光
,
陈晶
,
张盛
,
宋迎东
,
王芳
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150417.005
为研究陶瓷基复合材料的低周疲劳失效机理,通过试验和细观分析对其疲劳特性进行了探讨.研究了室温下加载循环数对2D针刺C/SiC复合材料拉拉疲劳剩余强度的影响,并采用光学显微镜和扫描电子显微镜对该材料的断口形貌和微观结构进行了观察.结果表明:2D针刺C/SiC复合材料具有较好的抗疲劳特性,在85％o极限拉伸强度(UTS)载荷下的循环数超过106;随着加载循环数的增加,剩余强度先增大然后下降.断口分析表明:纤维拔出长度随着加载循环数的增加而增加,说明在疲劳加载过程中,纤维/基体的界面结合强度降低,减缓了材料内部受力的不均匀性,提高了材料的承载能力,使2D针刺C/SiC复合材料出现了疲劳强化现象.
关键词:
陶瓷基复合材料
,
疲劳强化
,
剩余强度
,
断口形貌
,
细观机制
薛建刚
,
高希光
,
方光武
,
张盛
,
宋迎东
,
王芳
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150921.001
基于连续损伤力学建立了一种包含拉伸与剪切损伤变量的2.5D C/SiC复合材料连续损伤本构模型.分别开展了拉伸和剪切试验,获得应力-应变曲线,并通过拟合试验曲线获得各损伤变量的演化参数.采用子程序技术将本构模型嵌入商用有限元软件ANSYS,应用有限元法计算了材料的应力-应变曲线.考虑了拉剪损伤耦合效应,计算了偏轴拉伸情况下的应力-应变曲线.结果表明:沿经纱拉伸、沿纬纱拉伸以及面内剪切的应力-应变曲线与试验结果吻合,最大偏差依次为4.30％、3.09％及3.73％;偏轴拉伸计算与试验应力-应变曲线也吻合较好.
关键词:
2.5D C/SiC复合材料
,
连续损伤力学
,
本构模型
,
二次开发
,
拉剪损伤耦合
叶文明
,
胡绪腾
,
马晓健
,
宋迎东
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2016.4.011
提出一种基于真应力真应变弹塑性蠕变本构模型和大变形有限元分析的高温构件持久寿命预测方法.该方法利用以真应力-真应变表示的材料高温拉伸应力-应变曲线建立材料的弹塑性模型,基于蠕变曲线建立蠕变本构模型,并采用大变形有限元方法计算高温构件在给定载荷下的变形响应曲线,根据其响应曲线的变化趋势来确定构件持久寿命.通过TC11钛合金缺口试件500℃下的持久试验对上述方法进行验证,并与三种基于小变形分析的持久寿命预测方法进行对比.结果表明:本工作提出的方法可以较准确地预测TC11缺口试件的高温蠕变响应和持久寿命,其预测精度优于基于关键点断裂应变、缺口净截面平均有效应力以及骨点应力的小变形有限元分析的寿命预测方法.
关键词:
持久寿命预测
,
蠕变本构
,
TC11钛合金
,
缺口试件
,
有限元分析
