任晓雷
,
龙士国
,
马增胜
,
周猛
材料导报
用RG2000型微机控制电子万能试验机结合ARGUS板金成形网格应变测试系统对镀镍钢带进行了冲压成型试验,研究了镀镍钢带在不同压入深度下的应变分布.并用有限元软件ABAQUS对此过程进行了模拟验证.结果表明,杯形件底部区域应变变形不大,由圆角处开始逐渐增大,随着压入深度的增加,这种趋势越来越明显；实验和数值模拟同时证明镍镀层在凸模圆角处最易发生破坏,此处镀层厚度减薄率最大,约为11.08％.
关键词:
镍镀层钢带
,
冲压成形
,
ABAQUS
,
应变分布
,
减薄率
令利增
,
龙士国
,
马增胜
,
梁旭
机械工程材料
在自制的微型拉伸仪上对低碳钢带施加拉应力,对其受拉状态时的硬度和弹性模量进行了测试,并分析了拉应力与它们之间的关系;用有限元模拟了两种材料钢带在不同拉应力下的硬度.结果表明:钢带的硬度随着拉应力的增大呈现先减小后增大的趋势,以屈服强度为转折点;小于屈服强度的拉应力对钢带的硬度影响很小,而超过屈服强度后对硬度的影响显著,模拟结果与试验结果基本相符;当拉应力较大、材料硬化率较大时,拉应力对其硬度的影响反而较小;拉应力对钢带弹性模量没有明显影响.
关键词:
拉应力
,
硬度
,
弹性模量
,
有限元
马增胜
,
龙士国
,
韩海生
,
潘勇
,
周益春
机械工程材料
为了研究拉伸变形对电沉积镍镀层硬度尺寸效应的影响,用纳米压痕仪对变形前后的镍镀层进行了测试,并通过两种模型对其进行了预测.结果表明:对于镀态和经过10%拉伸变形的镍镀层,压痕硬度随着压痕深度的降低而增加;试验结果能够很好地通过GCV模型来拟合,而Nix-Gao模型只有在压痕深度＞100 nm时才能和试验结果相吻合;纳米压痕硬度尺寸效应对于经过拉伸变形10%的试样更加明显.
关键词:
电沉积镍镀层
,
纳米压痕
,
尺寸效应
,
硬度
马增胜
,
龙士国
,
韩海生
,
潘勇
,
周益春
机械工程材料
用纳米压痕法对受不同程度拉伸变形后的电沉积镍镀层试样的硬度、弹性模量和蠕变性能进行了研究.结果表明:随着变形量从零增加到28.3%,镍镀层的硬度及其弹性模量都有明显降低,硬度从9.37 GPa下降到6.13 GPa,弹性模量从242.51 GPa下降到116.23 GPa;而蠕变位移随变形量的增加而增加,从未拉伸试样的1.25 mm增加到伸长率为28.3%试样的4.52 mm.
关键词:
电沉积镍镀层
,
拉伸变形
,
纳米压痕
马增胜
,
龙士国
,
王宝华
,
潘勇
,
周益春
材料保护
采用电沉积法在低碳钢基体上制备了韧性较好的镍镀层,并对镀镍钢带进行了拉伸试验.通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分别对镍镀层变形前后的表面形貌和织构进行了研究.用纳米压痕的方法对拉伸变形前后的镍镀层样品进行了载荷-深度曲线的测试,并测量了电沉积镍镀层变形前后的硬度与杨氏模量.结果表明,拉伸变形后的镍镀层表面粗糙度变大,出现起皱,但并没有产生新的织构,只是原有织构的强度发生了变化,其硬度和杨氏模量都明显减小.对于同一样品,加不同载荷会导致不同的压痕深度,随深度的增加,测得的压痕硬度和样式模量也有明显降低.
关键词:
电沉积镍镀层
,
纳米压痕法
,
硬度
,
杨氏模量
,
微观形貌
,
力学性能
梁旭
,
龙士国
,
令利增
,
潘勇
机械工程材料
在RG2000型微机控制电子万能试验机上对镀镍钢带进行冲压成型试验,研究了镀镍钢带在不同压边力作用下的成型性能,对比了镀镍钢带与未镀镍钢带在冲压成型中所需的冲头载荷,对不同冲压深度杯形件侧壁内表面形貌变化做了比较研究.结果表明:在不同的压边力作用下镀镍钢带具有不同的成型特性;与未镀镍钢带相比,镀镍钢带的冲压成型需要更大的冲头载荷;杯形件侧壁内表面的裂纹在冲压深度为12 mm时形成,其数量随着冲压深度的增加而增加;镍镀层比低碳钢基体更容易出现裂纹.
关键词:
镀镍钢带
,
冲压成型
,
冲头载荷
,
压边力
,
裂纹
程驰
,
龙士国
,
马增胜
,
任晓雷
材料导报
用ABAQUS有限元软件结合弧长法对镀层薄板冲压成形进行数值模拟,研究了镍镀层薄板在不同应变路径下的平面应变,得到了镀层的冲压成形极限,并用RG2000型微机控制电子万能试验机结合ARGUS板金成形网格应变测试系统对镍镀层薄板进行冲压成形实验验证.结果表明,用弧长法得到的失稳减薄率可以较好地预测镀层的成形极限,而以微裂纹产生时的减薄率为失穗依据在一定程度上可以满足工程需要.
关键词:
镀层薄板
,
冲压成形
,
减薄率
,
数值模拟
,
成形极限
,
弧长法
张小兵
,
龙士国
机械工程材料
doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2007.12.024
利用LS-DYNA软件采用实体单元及动力显式算法模拟了镍镀层钢带深冲成形过程.板料与模具之间采用主从面对算法,摩擦力服从库仑摩擦定律,界面结合采用固连断开接触模型.结果表明:镀层与基体在深冲成形过程中不会出现界面失效,基体与镀层应力-应变分布以及材料流动规律大致相同,但镀层的应力-应变分布情况更复杂,表现为个别地方分布的不均匀;同时通过改变板料与模具间的摩擦因数,可减小摩擦有利于材料成形性能的改善.
关键词:
动力显式算法
,
镍涂层钢带
,
材料流动
,
LS-DYNA软件
武良龙
,
龙士国
,
马增胜
,
杨林
材料导报
薄膜材料的应用范围越来越广泛,薄膜材料的界面结合能对其使用过程具有重要影响.鼓包法是测量薄膜材料界面结合能的一种重要的方法.通过有限元软件ABAQUS模拟鼓包实验,并用ABAQUS中的内聚力模型表征薄膜与基底之间的界面性能,最终得到薄膜材料的界面结合能.计算结果表明:薄膜开裂时的压强和挠度的乘积与界面结合能呈线性关系,且斜率随鼓包模型的孔径变化而变化.通过不同孔径下的模拟最后得到Ni薄膜界面结合能的表达式,且表达式中的参数在实验过程中简单易测.
关键词:
鼓包法
,
界面结合能
,
内聚力
杨林
,
龙士国
,
王子菡
,
孙继亮
材料科学与工程学报
铝箔的力学性能通常是采用拉伸法来测量,且测量其弹性模量和残余应力的报道也很少见.本文通过利用鼓膜法结合数字散斑相关法(DSCM)对铝箔变形进行了高精度的全场位移测量,根据测得的薄膜压力与中心挠度关系再结合方形膜鼓膜理论模型,测量了厚度为6μm的铝箔的弹性模量和残余应力.实验测得的铝箔的平均弹性模量为65GPa,由粘接过程中引入的残余应力在12～50MPa之间变化.最后根据实验结果对鼓膜实验进行有限元反分析,结果表明,实验结果与有限元模拟结果基本一致.
关键词:
鼓膜实验
,
铝箔
,
力学性能
,
全场位移
,
DSCM
