耐候钢09CuPCrNi拉伸变形行为与组织变化的研究

本文采用标准拉伸试验、光学金相和透射电镜研究了09CuPCrNi 热轧耐候钢的室温拉伸变形行为和组织变化结果表明,由于应力诱发马氏体相变发生及铁素体的加工硬化,引起材料出现锯齿状不连续屈服,应力诱发马氏体岛沿晶界呈连续网状分布及晶界珠光体组织导致塑性降低,马氏体岛由位错板条马氏体组成,变形后铁素体内位错密度升高.     

双细化GCr15轴承钢超塑性拉伸和压缩试验的研究

本文通过拉伸试验研究了 GCr15轴承钢经双细化处理后的超塑效应;在温度 T=700℃,应变速率■=1×10~(-2)min~(-1)条件下,其延伸率δ=630%,流动应力σ=4kg/mm~2,应变速率敏感性指数 m=0.42;其超塑性能优于两次循环淬火处理的 GCr15轴承钢,这表明超细化的第二相起着重要作用。本文还通过拉伸和压缩试验研究了应力状态对超塑效应的影响:在T=660℃时,最佳超塑状态的应变速率■=2.67×10~(-2)min~(-1)。这表明随着静水压力的增加,变形速度有较大的提高,有利于超塑性技术在实际中的应用。     

金属材料形变过程中所伴随的热效应的唯象解释

本文用红外热象仪测定了低碳钢与铸铁形变过程中试件温度随应变变化的规律;解释了应力—应变曲线同温度—应变曲线之间存在着的同相或反相相似规律;从铸铁的组织结构及力学性能出发,导出了铸铁拉伸形变时温度与应变之间的关系式T=T_0exp(—Dε~m),阐明了铸铁拉伸时温度下降的反常现象。     

基于连续损伤力学的板材成形过程损伤分析

采用Hill二次正交异性屈服函数，考虑损伤是各向同性的，建立起正交异性的弹塑性损伤模型．对某类型IF钢板进行了单拉、胀形和平面应变的3种成形实验，并结合密度测定方法，得到3种成形方式下的一系列密度损伤值．最后，将理论计算预测的损伤随累积塑性应变变化曲线和实验数据进行了比较和分析，并讨论了应变增量比、材料厚向异性指数对应力状态函数的影响。     

5A06铝合金板材热态本构模型及韧性断裂准则

为了获取材料在不同条件下成形性能指标,对5A06铝合金板材进行了热态单向拉伸试验,结合热态单向拉伸试验和韧性断裂试验结果,提出了一种修正Misiolek模型;利用修正模型的外插性能预测颈缩后板材流变应力,应用径向基函数神经网络算法建立了Cockroft-Latham韧性断裂阈值预测模型,并对该模型进行了预测精度评估.结果表明,流变应力对温度及应变速率敏感,对比径向基函数网络模型预测误差小于10.6%.      

服役温度对BFRP/铝合金粘接接头静态失效的影响

在车辆轻量化设计过程中, 为了预测BFRP/铝合金粘接接头在服役温度下的静态失效行为, 加工了处于拉应力、剪应力与拉剪组合应力状态的粘接接头, 根据车辆服役温度特点, 选取-40℃、-10℃、20℃、50℃、80℃五个温度测点, 通过准静态拉伸试验, 得到不同应力状态下接头失效强度随温度的变化规律, 分析了粘接接头失效形式和失效准则; 基于粘接接头在不同温度下的拉、剪应力, 建立了接头的二次应力失效准则方程, 对不同温度下的接头强度进行失效预测。分析结果表明: 粘接接头的失效强度受温度的影响明显, 随温度升高, 失效强度减小; 粘接接头中剪应力和拉应力的不同占比也会对接头失效强度造成一定的影响, 随着剪应力比例增大, 温度升高使接头失效强度下降更明显; 相比于低温-40℃, 高温80℃时的拉伸接头与剪切接头失效强度的下降幅度分别为47.77%与61.49%;随着温度升高, 粘接剂的失效应力和杨氏模量逐渐减小, 而失效应变逐渐增大, 说明温度很大程度上影响了粘接剂的力学性能; 粘接接头失效形式为内聚和纤维撕裂的混合失效, 拉应力作用下接头更容易发生纤维撕裂, 并且随温度升高, 纤维撕裂面积减小, 因此, 为了防止纤维撕裂, 需要避免粘接接头受拉应力作用; 粘接接头在不同温度下的二次应力失效准则曲线拟合精度均在0.957以上, 并绘制了失效准则响应曲面, 直观反映了粘接接头失效强度在车辆服役温度下的变化规律。      

基于Simufact的焊接应力的对比分析

焊接部位要经历不均匀的加热和冷却历程,最终在焊接结构中产生应力,焊接应力会导致焊接接头产生冷、热裂纹等缺陷,焊接结构破坏事故许多是由焊接应力和变形所引起。因此,为了提高焊接结构的质量和使用性能,简化焊条电弧焊焊接的实验过程,本文运用Simufact-Welding软件对Q345钢的T形接头进行平焊仿真,对比分析了焊件不完全约束和完全约束两种方法下在焊接过程中和冷却过程中熔合线处的应力。结果表明：该仿真过程中,其它参数相同的情况下,不同的焊件装夹方法得到不同结果的焊接应力,焊接过程中,两种方法下大部分熔合线处的等效应力的最大值大于Q345的屈服强度,焊件不完全约束方法下大部分熔合线处的残余应力大于Q345的屈服强度,焊件完全约束方法下大部分熔合线处的残余应力小于Q345的屈服强度。     

强腐后Q345钢力学性能退化试验

系统研究了强腐后Q345钢表面形貌和腐蚀时间对其力学性能退化的影响;采用浓度36%工业盐酸在室温环境下快速腐蚀的方法,设计了腐蚀时间分别为0、1、2、4、8、12、24、48、72 h的9组钢试件;采用三维非接触激光扫描仪和扫描电镜扫描腐蚀钢,测量了最大蚀坑宽度、高度和腐蚀试件厚度,计算了最大蚀坑影响系数;开展了拉伸试验,结合扫描形貌与微观组织形态解释了强腐后Q345钢的力学性能退化机理;建立了浓度36%工业盐酸在室温环境强腐后Q345钢的腐蚀动力学曲线和本构关系模型,揭示了强腐后Q345钢的力学性能退化规律。研究结果表明:随着腐蚀时间的增加,Q345钢的腐蚀动力学曲线展示了腐蚀率的变化规律;腐蚀时间在1 h以内,最大蚀坑影响系数增大最为明显,钢的名义屈服强度、名义抗拉强度、名义弹性模量和伸长率退化较大,分别达到未腐蚀钢的3.00%、0.69%、1.99%和4.88%;当腐蚀时间超过12 h,最大蚀坑影响系数增加缓慢,钢的名义屈服强度、名义抗拉强度、名义弹性模量和伸长率退化较为缓慢,分别达到未腐蚀钢的7.58%、4.02%、10.27%和26.64%;随着最大蚀坑影响系数和腐蚀时间的增加,屈强比变化较小;在腐蚀试件的应力-应变本构关系曲线中,随着腐蚀时间的增加,钢材的屈服平台逐渐缩短甚至消失,钢材由延性破坏转变为脆性破坏。      

各向异性铝合金板材本构关系及其有限元模拟

为了减轻自身重量,采用铝合金板材和冲压成形工艺制造高速列车车体已经成为现代化铁路车辆的发展方向.但是,铝合金板材的力学性能是各向异性的,其冲压成形过程复杂,变形规律不易把握.采用Barlat三参数屈服准则获得了各向异性铝合金板材的应力应变关系曲线,并通过有限元模拟和拉伸实验进行了对比验证,结果表明采用Barlat三参数屈服准则获得的各向异性铝合金板材的应力应变关系曲线可应用于各向异性铝合金板材的有限元分析,并初步对各向异性铝合金板材的冲压成形过程进行了非线性接触有限元模拟,获得了比较理想的有限元分析结果,这对改进高速列车车体加工工艺、缩短冲压模具调试周期、降低生产成本具有积极的意义.     

全橡胶环氧树脂混凝土力学性能研究

为研究全橡胶环氧树脂混凝土(FREC)力学性能,考察其作为路面修复材料的可行性,通过添加不同弹性改性剂用量,制备了一系列环氧树脂胶黏剂(EA)及FREC,研究了弹性改性剂用量对EA性能和FREC应力-应变全曲线的影响。试验结果表明:随着改性剂用量增大,EA的拉伸强度降低,二者呈现近似线性相关,同时断裂伸长率增大,拉伸剪切强度先增大后减小,拉伸弹性模量近似线性降低;FREC抗折全过程应力-应变曲线显示材料实现由刚性-半刚性-弹性的转变;抗压全过程应力-应变曲线显示材料实现由半刚性向弹性的转变;抗折峰值应力先增大后减小,抗压峰值应力先增大后减小再增大;抗折和抗压峰值应变均不断增大,增长速率均在掺量40 pbw前明显低于40 pbw后;抗折和抗压杨氏模量变化趋势和幅度基本一致,均先增加后减小。为兼顾强度和变形能力,建议弹性改性剂掺量在50～70 pbw为宜,此时FREC具有较好的综合性能。     

基于统计损伤的沥青混凝土路面本构关系研究

基于统计损伤理论,建立了沥青混凝土在三轴压力作用下的损伤本构模型.分别对不同温度,不同围压下用该模型得出的应力-应变曲线与用双曲线模型得出的应力-应变曲线进行对比,结果表明沥青混凝土材料的强度随温度的升高而降低,随围压的增大而升高,且该模型适用于沥青混凝土材料的弹性阶段.     

热循环速率对Fe—Ni—Cr合金热机械应变迭加影响

利用专门设计的热循环装置进行热机械循环迭加试验，研究表明热循环速率对热应变过程有密切依赖关系，快速热循环引起热应变途径偏离线性变化规律，并推迟了达到最大热应变过程。选择合理的最大热循环速率。以保证热循环应变与机械循环应变的线性变化关系。循环应力，应变及温度对时间的关系曲线表明，在热循环与机械循环同相反相迭加条件下，在接近热循环上限值的高温范围出现热循环软化现象，这是两种热机械循环应力－应变迭加方式     

轴对称弹塑性大变形有限元法在断裂局部方法中的应用

研究了断裂局部方法中测定材料的临界解理应力σ_u和威布尔指数m的方法。进行了16Mn钢的光滑试件和缺口试件的低温拉伸试验。测定了材料的应力-应变曲线和缺口试样的断裂载荷,编制了轴对称弹塑性大变形有限元分析程序。程序中大变形的分析采用了完全的拉格朗日方法,非线性方程组的求解采用了修正的牛顿法。计算了缺口试件的应力-应变场,编制了根据缺口试件的断裂载荷和有限元计算中得到的应力、应变场,计算m和σ_u的程序,测定了16Mn钢的临界解理应力σ_u和威布尔指数m。     

DILLIMAX690T高强度结构钢焊接工艺

通过斜Y铁研抗裂性试验、拉伸、弯曲、低温冲击、硬度等试验方法对DILLLMA X690T(即D690T)新型高强度结构钢焊接接头的抗裂性和力学性能进行了研究.结果表明:D690T高强度结构钢有一定冷裂倾向,但在预热温度≥100℃时,选取适合的焊接材料,可避免裂纹的产生;D690T高强度结构钢的同种接头及分别与HG785E高强钢、Q345E低合金钢焊接的异种接头均具有良好的拉仲、弯曲性能和低温冲击性能;焊接热影响区的硬度偏高,在实际生产时可适当提高预热温度.     

45钢单轴应变循环软化行为的本构模型

为了更好地描述材料的循环软化行为,基于调质处理的45钢在对称与非对称应变循环加载下的变形特征,建立了其循环塑性本构模型.模型中考虑了材料在初始1/4循环加载时达到上屈服限后的应变软化现象.此外,用屈服面半径和背应力演化方程对后继循环软化行为进行了模拟.结果表明,在低周疲劳过程中,无论是循环软化滞回圈形状,还是循环应力幅值随循环周次的变化,理论预测与实验结果均吻合得很好.     

腐蚀环境下钢材表面特征及钢梁承载力研究

采用粗糙度检测仪对周期浸润加速腐蚀试验获得的Q345qC钢试件表面进行测量,研究了复合大气环境下Q345qC钢材最大局部腐蚀深度问题;进行腐蚀钢材力学性能测试,研究了大气自然暴露腐蚀和实验室加速腐蚀情况下,腐蚀对Q345qC钢材屈服强度、极限强度、以及屈强比等材料力学性能的影响;通过均匀腐蚀和局部腐蚀影响下钢梁的试验研究与数值分析,对腐蚀钢梁承载力退化规律进行研究。研究表明,复合大气环境下Q345qC钢板的最大腐蚀深度符合Gumbel分布;失重率是影响均匀腐蚀钢材材料性能和均匀腐蚀钢梁力学性能的关键因素;相同的蚀坑密度下,当点蚀损伤程度超过10%时,钢梁的极限承载力急剧下降,点蚀损伤程度影响钢梁的失效形式。     

耐大气腐蚀钢09CuPCrNi板材机械性能的试验研究

本文对耐大气腐蚀钢09CuPCrNi板材的机械性能进行了试验研究,测定了其弹性模量E值,屈服极限σ_5、强度极限σ_b、延伸率δ和断面收缩率,分析了拉伸图的特点,确定了拉伸变形的硬化指数n值和板材的塑性应变比r值,并与A_3钢板材性能做了比较     

稻草和生石灰对市政污泥干燥特性影响的研究

采用20 mm薄层干燥实验研究了温度、添加稻草和生石灰对市政污泥干燥特性的影响.结果表明,温度是影响干燥时间及干燥速率的主要因素,随温度升高,污泥干燥速率的增加幅度增大,但干燥时间减少幅度下降.稻草添加量为1%和2%时,污泥表面积增加和传质阻力变小是污泥干燥速率增加的主要原因,随生石灰加入污泥,在各含水率区间干燥速率、干燥初始阶段干燥速率及最大干燥速率明显增加.     

一种预测材料单轴饱和棘轮应变的本构模型

通过大量单轴棘轮实验,研究了均值、幅值、峰值和谷值应力对304不锈钢的饱和棘轮应变的影响规律以及棘轮历史对材料棘轮饱和变形状态的影响。结果表明,均值、幅值和谷值3种应力参量两两之间构成制约棘轮变形的二元参量,峰值应力与饱和棘轮应变之间在不受均值、幅值和谷值应力影响的单调函数关系,因而峰值应力是导致材料正向棘轮变形的根本原因。根据这一现象,提出了棘轮门槛应力值σrth和棘轮应力σr的概念,建立了基于单参数控制的、用于饱和棘轮应变预测和饱和棘轮本构模型SRM。实验发现,先前低循环应力水平下材料棘轮行为对后继高循环应力水平下的饱和棘轮变形无影响,进而提出了单试样法,利用该方法来确定SRM本构模型材料参数只需1-3个试样。基于单试样法建立的SRM模型用来预测在独立加载工况下304不锈钢试样的饱和棘轮应变,其安全因子介于1-1.3之间。σ     

JLC-Ⅰ型金属材料拉伸试验测量仪的研制

金属材料的各种力学性能及其板材的冲压性能,例如屈服点σ_s、规定非比例伸长应力σ_p、抗拉强度σ_b、塑性应变比γ值、拉伸应变硬化指数 n 值等等,都可以通过标准试样的拉伸试验而得到。日前,国内对这些性能的测定大部分采用读数法或作图法,即缓慢加载、逐点读数、记录或作出拉伸曲线,然后人工整理实验结果。用这种方法测定各种性能,不仅速度慢,而且综合误差较大。我们从研究金属材料的力学及冲压性能的需要出发,研制了 JLC—I 型金属材料拉伸