张冬旭
,
温志勋
,
岳珠峰
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2014.06.008
采用高温拉伸试验研究了GH3230合金在温度1144 ～1273 K、应变速率1×10-3 ～1 ×10-1 s-1条件下的热变形行为.计算了变形激活能,并采用Zener-Hollomon参数法构建合金的高温变形的本构关系.结果表明:温度和应变速率对GH3230合金的高温力学性能有显著影响,流变应力随变形温度的升高而降低,随着应变速率的增加而升高.GH3230合金的高温流变行为可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述,热变形材料常数为:A =5.179×1016 s-1,a =0.0088,n=3.9893,并计算出合金的平均变形激活能Q=455.203 kJ·mol-1,且变形激活能更容易受到应变速率的影响.扫描电镜(SEM)断口分析表明GH3230合金在高温下(1144～ 1273 K)应变率范围为1×10-3 ～1 ×10-1 s-1时的拉伸断裂都是由损伤引起的韧性断裂,且温度对断口形貌影响不大,但应变速率增大会使韧窝尺寸和深浅变小.
关键词:
GH3230合金
,
本构方程
,
变形激活能
,
高温拉伸
徐涛
,
高行山
,
温志勋
,
岳珠峰
稀有金属材料与工程
在晶体塑性理论的基础上,提出了一种适用于镍基单晶高温合金热机械疲劳的本构模型,并采用该模型对单晶材料不同晶体取向的热机械疲劳力学响应进行有限元模拟.结果表明,该本构模型可以较好地模拟镍基单晶合金的热机械疲劳行为.对于同相位热机械疲劳,压缩应力幅大于拉伸应力幅,循环平均应力小于零;对于反相位热机械疲劳,拉伸应力幅大于压缩应力幅,循环平均应力大于零.随着循环次数的增加,材料呈现出在高温半周为初始软化,低温半周为初始硬化的特征.晶体取向对于材料的热机械疲劳性能具有显著的影响.
关键词:
镍基单晶
,
晶体塑性
,
热机械疲劳
,
本构模型
权国政
,
武东森
,
李贵胜
机械工程材料
由拉伸试验获得E玻璃纤维2D编织层铺增强树脂基复合材料的力学性能,通过弹性力学推导出材料正交各向异性的本构关系,并对本构关系中的刚度矩阵进行数值解析,得到复合材料的弹性本构方程;将结果应用于Hashin强度准则,建立了以连续损伤力学为基础的正交各向异性损伤本构模型.将所建立的弹性及损伤本构关系赋予层合板三维模型,通过ABAQUS/Explicit软件模拟弹丸冲击复合材料层合板的过程,并对模拟结果进行分析.结果表明:当冲击载荷达到材料的临界损伤值(732N)时层合板发生破裂,并在24μs达到最大变形量,此时应力重新分配,且复合材料横截面上的应力在中心处从0向外逐渐增大到509.8 MPa;在冲击整个过程中,材料的损伤从中心向四周呈放射状递减.
关键词:
复合材料层合板
,
拉伸试验
,
数值模拟
,
本构模型
张向东
,
柴源
,
刘佳琦
硅酸盐通报
基于对聚丙烯纤维混凝土的快速冻融试验,结合不同的配合比参数和聚丙烯纤维掺入量对其冻后力学性能进行了测试分析,得到了不同配合比与纤维掺量对混凝土冻后各项性能的影响结果.研究分析试验结果表明:细骨料比例的提升会加强冻融后纤维混凝土的力学性能;冻融后混凝土强度随聚丙烯纤维掺入量的增大而非线性变化,且抗拉强度的变化幅度大于抗压强度,纤维掺入量存在一个最优范围使得混凝土的力学性能出现峰值.最后基于遗传算法,在试验结果的基础之上建立了混凝土配合比的优化模型,并验证了优化模型的有效性.
关键词:
纤维混凝土
,
冻融循环
,
配合比
,
抗冻性能
,
本构模型
孙朝阳
,
黄杰
,
郭宁
,
杨竞
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00079
基于位错密度及孪晶体积分数的演化,建立了Fe-22Mn-0.6C孪晶诱导塑性(TWIP)钢滑移和孪生的塑性物理本构模型,该模型考虑了孪晶内的滑移对整体塑性变形的贡献及孪晶区和基体区Taylor因子的差异,采用基体滑移、孪晶区孪生和滑移的加权求和描述微区塑性变形.考虑应变速率对热激活应力的影响,进一步建立了应变速率与屈服应力之间的关系.采用Euler法对该模型进行数值计算,将计算结果与实验结果进行对比,其平均相对误差值只有0.84％,相对于不考虑孪晶区滑移的模型和考虑孪晶区滑移但未考虑Taylor因子差异的模型,平均误差分别降低11％和2.9％.分析了孪晶与滑移机制的相互作用及对宏观变形的影响,结果表明,孪生速率与滑移速率之间负相关,孪生速率增大滑移速率减小;孪生趋于饱和时,孪生速率降低而滑移速率迅速增加;应变速率增加屈服应力增大,而对应变硬化率无显著影响.
关键词:
TWIP钢
,
位错密度
,
孪晶诱导塑性
,
本构模型
,
应变速率
孙朝阳
,
郭祥如
,
黄杰
,
郭宁
,
王善伟
,
杨竞
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00298
基于晶体塑性理论,建立了滑移和孪生机制耦合的孪生诱导塑性(TWIP)钢单晶晶体塑性本构模型,通过引入孪晶体积分数及其饱和值,分别考虑了孪生对硬化及滑移的影响,对该本构模型进行数值实现.并通过ABAQUS/UMAT平台上的二次开发,将其应用于TWIP钢单晶典型取向单向加载条件下的力学行为模拟.分析了单晶不同取向下塑性变形的微观机理和滑移系、孪生系的启动状态及其对宏观塑性的影响,尤其是模拟得到黄Cu取向和S取向加载过程的应力突变,再现了Cu单晶实验中的应力陡降现象.结果表明,孪晶体积分数较小时,对应变硬化影响较小;随着孪晶体积分数的增加,对应变硬化的影响逐渐明显;当孪晶体积达到一定量时,孪晶体积达到饱和,孪生增量为0,晶体滑移转向,新的滑移系启动,应力突降.
关键词:
TWIP钢
,
晶体塑性
,
滑移
,
孪生
,
本构模型
