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镍基粉末冶金FGH95高温合金的拉伸及低周疲劳性能研究

崔伟华 , 万建松 , 岳珠峰 , 杨治国

稀有金属材料与工程

在420~650℃的温度范围内,研究了PM FGH95高温合金在应变率0.0001~0.01 s-1范围内的拉伸性能及在不同应力比R=-1及R=0下的低周疲劳性能.拉伸试验结果表明:在此温度范围内,应变率对弹性模量、拉伸屈服强度及塑性模量的影响可以忽略不计;并且应变率自0.0001 s-1增大至0.01 s-1时,弹性模量、拉伸屈服强度及塑性模量受温度的影响也不明显.PM FGH95合金受材料微结构的影响很大,材料含有的微缺陷对其力学性能有非常不利的影响.LCF试验结果表明:PM FGH95合金是循环硬化材料.当应力比R=-1时,温度对LCF寿命的影响很小;但在应力比R=0时,LCF寿命受温度的影响很大,且随着温度的增加材料的低周疲劳寿命减小.SEM断口扫描发现,断裂表面有很多的解理面,但没有疲劳条带,且此断裂模式下没有明显的塑性变形,所以FGH95合金的低周疲劳寿命几乎是由裂纹萌生阶段决定的.

关键词: 镍基粉末冶金FGH95合金 , 拉伸性能 , 低周疲劳 , 应变率影响 , 温度效应 , 断裂模式

海绵橡胶非线性静动态力学特性和本构关系

高光发 , 李永池 , 蒋东 , 胡秀章 , 卞梁

兵器材料科学与工程

  针对海绵橡胶的物理特性展开了准静态单轴压缩实验和分离式Hopkinson压杆动态压缩实验,得到海绵橡胶材料的应力-应变曲线,并对材料的应变率效应及材料的变形和破坏特性进行深入分析,在此基础上给出材料的动静态本构关系。结果表明:海绵橡胶材料在准静态加载下,应变大于0.3时,应力-应变曲线才开始偏离坐标轴,表现出非线性特征;在冲击载荷下,海绵橡胶的应变率效应并不明显。

关键词: 海绵橡胶 , 材料本构 , SHPB , 应变率效应

温度和应变率对低银无铅焊料力学行为的影响

牛晓燕 , 李娜 , 树学峰

稀有金属材料与工程

在不同工况下,采用电子万能材料试验机和分离式霍普金森压杆装置(SHPB)对低银无铅焊料Sn0.3Ag0.7Cu分别进行准静态和动态实验,分析了应变率和温度对Sn0.3Ag0.7Cu动态力学性能的影响.结果表明:低银焊料Sn0.3Ag0.7Cu的应力-应变曲线具有温度软化效应与应变率硬化效应.在不同的温度范围内,应变率硬化效应与温度软化效应对低银焊料Sn0.3Ag0.7Cu的塑性变形的影响是不同的.基于Johnson-Cook模型对实验数据进行拟合、修正得到低温和中高温下Sn0.3Ag0.7Cu的动态本构关系,并且与实验数据进行比较,两者在材料的塑性平台区表现出高度的一致性.

关键词: 低银无铅焊料 , 霍普金森压杆 , 温度效应 , 应变率效应 , Johnson-Cook模型

碳纤维/环氧树脂复合材料动态拉伸试验研究与损伤分析

黄桥平 , 赵桂平 , 李杰

复合材料学报

利用MTS试验机和分离式Hopkinson拉杆对2种碳纤维/环氧树脂(T300/epoxy)层合板试件[(45/-45)_4]_s和1-(0/45/90/45)_2]_s进行了准静态(应变率10~(-5)~10~(-4)s~(-1))、中速(应变率10~(-1)~10~4s~(-1))和高速(应变率10~2~10~4s~(-1))冲击拉伸试验. 在热力学框架内建立了基于损伤能释放率的弹塑性动力损伤本构模型, 用该损伤模型来分析试件的动态拉伸失效过程. 模型中提出了3种基本损伤机制(纤维断裂、基体开裂及面内剪切)的演化规律, 通过对损伤阈值黏性归一化的方法考虑了应变率对损伤演化的影响. 编写了该模型有限元用户材料子程序, 并模拟了拉伸试验过程, 计算结果表明该模型能够较好地模拟碳纤维/环氧树脂层合板动态拉伸失效过程.

关键词: 碳纤维复合材料 , 应变率效应 , 损伤 , 损伤能释放率 , 归一化

UV光固化玻璃纤维布/EP-PBMA树脂复合材料的力学性能

赵培仲 , 戴京涛 , 吉伯林 , 胡芳友

复合材料学报

设计了光热共引发环氧树脂-聚甲基丙烯酸丁酯(EP-PBMA)树脂,并制备了UV光固化玻璃纤维布增强EP-PBMA树脂基复合材料,研究了不同EP与PBMA质量比的玻璃纤维布/EP-PBMA复合材料在不同加载速率下的拉伸力学性能.结果表明:玻璃纤维布/EP-PBMA复合材料具有明显的应变率效应;随着加载速率增大,复合材料的拉伸强度和弹性模量呈增大趋势;EP-PBMA树脂基体的组成对应变率效应有明显的影响;玻璃纤维布/EP-PBMA复合材料与纯EP基复合材料相比,在较低的加载速率下具有更高的拉伸强度,但当加载速率达到50 mm/min时拉伸强度较低.

关键词: EP-PBMA树脂 , UV光固化 , 加载速率 , 应变率效应 , 拉伸性能 , 复合材料

二维C/SiC复合材料准静态和动态拉伸力学性能

陈煊 , 程礼 , 陈卫 , 李玉龙

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160330.002

采用分离式Hopkinson拉杆装置和电子万能试验机研究了二维C/SiC复合材料在4种应变率(0.001、0.010、90.000和350.000 s-1)下的拉伸力学性能,计算并验证了动态试验中的应力平衡状态;采用SEM分析了复合材料在不同应变率下的破坏断口和失效机制;建立了复合材料包含损伤和应变率相关的本构方程.结果表明:二维C/SiC复合材料的应力-应变曲线都表现出非线性的特征.随着应变率的增加,二维C/SiC复合材料的拉伸强度从204MPa增加到270 MPa,增加了33%,这表明复合材料的拉伸强度具有较强的应变率敏感性.复合材料在准静态和动态加载下表现出不同的破坏模式是由材料内部界面行为的应变率效应造成的.

关键词: C/SiC复合材料 , 动态拉伸 , 应变率效应 , 应力平衡 , 本构方程

变形态AZ80+T5镁合金动态力学行为各向异性研究

程传坤 , 杨勇彪 , 张治民 , 张龙

兵器材料科学与工程

为了研究AZ80+T5镁合金轮毂动态力学行为,采用分离式Hopkinson压杆分析了轮辐部位的动态力学性能及其塑性变形机制.结果表明:在高应变率加载条件下,该镁合金表现出较明显的力学性能各向异性;随应变速率的增加,不同取样方向的塑性变形机制也有差异,即加载方向与轮辐径向平行,呈0°时,孪晶的数量呈先增加后减少的趋势;呈45°时,孪晶数量先增加后明显减少,流变曲线形状也由近乎线性到凸形;呈90°时,孪晶数量几乎不变,曲线呈凸形.3个取样方向均表现出正应变率效应,但0°取样方向的应变率效应明显低于其他两个方向.

关键词: AZ80镁合金 , 高应变速率 , 各向异性 , 应变率效应 , 塑性变形机制

承载抗冲击部件用改性POM动态压缩性能研究

陈春晓 , 彭刚 , 冯家臣 , 王绪财 , 王伟 , 王宝生

兵器材料科学与工程

针对改性POM承载部件在极端环境抗冲击服役条件下的应用,基于SHPB动态压缩实验技术,对改性POM材料在-40~70℃试验温度条件下的动态压缩力学性能进行试验研究,动态压缩试验在800、1 400、2 300、3 100s-1的应变率下开展.研究发现:热塑性改性POM工程塑料的最大压缩应力随应变率的提升而增大,力学性能具有显著的应变率效应,且高温下更明显;在实验温度范围内改性POM的力学行为呈现出高速韧性;在1 400、2 300、3 100s-1应变率下,材料在-40℃的最大压缩应力比70℃提高约16.0%、18.1%和11.3%,而对应失效应变明显减小,改性POM材料的力学性能呈现出显著的温度依赖性.

关键词: 改性POM , 动态压缩 , 应变率效应 , 温度依赖性

T2铜的动态力学性能及本构关系

江德斐 , 林国标 , 舒大禹 , 陈强

中国有色金属学报

利用Gleeble 1500热模拟试验机和分离式霍普金森压杆试验装置(SHPB)对T2铜进行常温下准静态压缩试验和高应变率下的冲击压缩实验,获得不同应变率下的应力-应变曲线.结果表明:T2铜在动态冲击下的强度明显高于准静态压缩下的强度,具有显著的应变率强化效应;在动态冲击较低应变速率的区域内,T2铜的塑性流动应力对应变率很敏感,具有明显的应变强化和应变率强化效应.但在动态冲击较高应变速率的区域内,发生相同变形时的应力水平相差不大,表现出对应变率变化不敏感的性质.对传统的Johnson-Cook本构模型进行修正,拟合曲线与试验曲线吻合较好.

关键词: T2铜 , 霍普金森压杆试验 , 应变率效应 , 本构模型

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