室温下不锈钢的多轴时相关循环变形行为

对1Cr18Ni9不锈钢在室温下的非比例多轴时相关循环应变特征和棘轮行为进行了试验研究，以考察应变率、应力率和加载路径对其循环变形行为的影响．结果表明，1Cr18Ni9不锈钢的循环应变行为和棘轮行为对应变率、应力率很敏感，具有时相关特点：在多轴应变循环下，其最大等效应力随应变率增大而增大；在棘轮试验中，其轴向棘轮应变则随着应力率减小而增大．此外，加载路径对1Cr18Ni9不锈钢的循环粘塑性变形行为也有较大影响：多轴应变循环下，在所采用的直线、菱形和圆形3种加载路径中，圆形路径引起的非比例附加硬化程度最高，其次是菱形路径．然而，试验发现，在多轴棘轮试验中，圆形路径产生的棘轮应变高于菱形路径.     

316L不锈钢多轴非比例加载低周疲劳特性及其微结构

本文对３１６Ｌ奥氏体不锈钢进行了各种应变路径下的非比例循环加载（非比例加载）低疲劳试验及其微结构的观察，将宏微观试验结构相结合，深入研究了多轴非比例循环附加强化的微观机理。     

金属材料在非对称非比例应变路径循环加载下的塑性行为

本文对42CrMoA高强度合金钢进行了具有不同平均应变的非比例拉压—扭转循环加载试验,研究平均应变对应力响应的影响。试验结果表明,在非对称应变循环下,材料的应力响应与平均应变无关。因此,在循环塑性本构模型的建立中,应该考虑这一试验现象。     

氮对316系列不锈钢低周疲劳特性的影响

对３１６Ｌ和３１６ＬＮ奥氏体不锈钢进行了单轴拉压及两种典型应变路径下的多轴百比例如载体周疲劳试验,并对上述两种材料的单轴及多轴非比例加载低周疲劳位错结构进行了观察,重点分析了合金元素氮对不锈钢的同及多轴比例如载低疲劳特性及其微结构的影响,深入研究了非比例循环循环附加强化及低周疲劳寿命对合金元素依赖性的微观机理。     

考虑随动硬化对非比例循环路径依赖性的粘塑性本构模型

本文通过建立随动硬化的背应力演化对非比例循环路径及其历史具有依赖性的模型，表征了非比例循环下材料的附加硬化和流动特性。将其模型用于预测316L不锈钢在圆形和矩形路径下的复杂循环变形行为，其预言结果与实验结果吻合很好。     

轴—扭复合加载下302不锈钢塑性变形特性的实验研究

本文对３０２不锈钢薄壁圆管试件沿双线性应变路径受铀－扭复合载荷的实验进行了讨论。在塑性应变矢量空间中，观察加载路径内蕴几何学对应力响应的矢量和标量特性影响的规律，结果表明，路径的内蕴几何学参数，变形历史及其应变分量相互间的耦合效应对响应有着显著的影响。     

桥梁结构钢裂纹塑性区的研究及应用

为了研究裂纹塑性对裂纹扩展的影响,利用工程简化算法、应力函数法、扩展有限元法对桥梁钢裂尖塑性区的尺寸和形状分别进行了计算;由于平面应力和平面应变情况下尾迹场循环塑性的特性不同,利用不连续扩展有限元对两种情况下尾迹场的循环塑性和塑性累积进行了模拟分析,探讨了裂尖塑性区、循环塑性区的形成和尾迹场产生压应力的机理.研究结果表明:裂尖塑性区尺寸与应力水平（名义应力与屈服极限的比值）的平方成正比,当应力水平大于0.4时,裂尖塑性区尺寸需要考虑应力水平的影响;裂尖塑性区的形状以蝶形向前伸展,使裂纹尾迹场免受裂尖高应力场的拉伸作用,有利于裂纹闭合;裂尖塑性区存在材料的逆向流动,在循环塑性区裂纹表面的塑性累积产生压应力效应有利于裂纹提前闭合,这种塑性诱发的裂纹提前闭合对研究变幅加载、过载引起的裂纹扩展滞后有重要意义.      

铜镁合金接触线低周疲劳分析

通过采用不同塑性应变幅控制,对冷拔铜镁合金接触线进行室温低周疲劳试验.结果表明,随着循环周次的增加,发生循环软化现象.应力降低速率随着应变的降低而减缓.通过Manson-coffin公式估算出接触线用铜镁合金的低周疲劳寿命,得出应变-寿命关系,并指过渡寿命NT所在应变范围.     

SMA-13沥青混合料细观模拟分析

为了研究SMA-13改性沥青混合料承受动态荷载时内部的应变特征以及塑性损伤规律,对SMA-13改性沥青混合料试件进行了CT扫描,并进行了动态模量试验,基于CT扫描图像以及动态模量试验结果,利用医学影像学软件MIMICS对试件的局部建立了非均质有限元模型,并利用ANSYS有限元软件进行了应变特征与塑性损伤模拟,通过分析发现,胶砂的极限应变水平是模型宏观应变水平的8～9倍,混合料的塑性损伤多发生在较大骨料的边界处,随温度升高,塑性损伤出现在相同位置,塑性损伤区域扩展增大.     

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.     

耦合损伤时相关疲劳失效模型的有限元实现

为了将耦合损伤时相关疲劳失效模型移植到有限元软件ABAQUS中,使其能够对钎料合金简单结构试样的非比例多轴低周疲劳失效行为进行有限元模拟,通过ABAQUS提供的材料子程序UMAT对其进行了有限元实现,并通过典型算例对简单结构试样在非比例加载路径下的低周疲劳失效行为进行了有限元数值模拟.与相同加载路径下的实验结果比较表明:移植的模型能够较好地模拟钎料结构试样的载荷响应及载荷随循环周次的衰减,同时也能较好地预测其低周疲劳寿命,说明该疲劳失效模型的有限元移植是合理有效的.     

Strength Regularity and Failure Criterion of High-Strength High-Performance Concrete under Multiaxial Compression

Multiaxial compression tests were performed on 100 mm × 100 mm × 100 nun high-strength high-performance concrete (HSHPC) cubes and normal strength concrete (NSC) cubes. The failure modes of specimens were presented, the static compressive strengths in principal directions were measured, the influence of the stress ratios was analyzed. The experimental results show that the ultimate strengths for HSHPC and NSC under multiaxial compression are greater than the uniaxial compressive strengths at all stress ratios, and the multiaxial strength is dependent on the brittleness and stiffness of concrete, the stress state and the stress ratios. In addition, the Kupfer-Gerstle and Ottosen's failure criteria for plain HSHPC and NSC under multiaxial compressive loading were modified.     

Investigation of the capabilities of yield functions on describing the deformation behavior of 5754O aluminum alloy sheet under combined loading paths

The combined loading tests of 5754O aluminum alloy sheet are used to verify the yield function. Three yield functions are implemented into the commercial finite element model (FEM) code ABAQUS as a user material subroutine UMAT for the FEM simulation of the combined loading tests. The comparison of the simulating and experimental results shows that the modified Yld2000-2d yield function can describe the mechanical behavior of 5754O aluminum alloy sheet under combined loading paths reasonably while other three yield functions do not. The performance of the modified Yld2000-2d yield function on describing the mechanical behavior under combined loading paths is analyzed in detail. It is concluded that the modified Yld2000-2d yield function can be adopted to describe the deformation behavior of 5754O aluminum alloy sheet for industrial applications.     

比例及非比例路径下16Mn钢的应力控制循环加载实验

应用MTS809系列电液(elec-hydrolic)伺服实验机及Teststar控制系统,对16Mn进行了应力控制的单轴及多轴非比例循环实验。研究了应力幅值大小及其历史对单轴及多轴棘轮效应的影响,结果表明,随着应力幅值的增加,棘轮应变增加,并逐步趋于稳定;同时,先前较大的应力幅值历史遏止了后继较小应力幅值下的棘轮效应。     

胶粘剂和CFRP吸湿对复合材料粘接接头失效的影响

对胶粘剂和复合材料的影响进行解耦;采用常温环境分别对胶粘剂、碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)和CFRP/铝合金粘接接头进行不同时间周期的浸泡,研究了不同应力状态对粘接接头失效的影响;以准静态失效测试的失效强度和失效模式分析为主,结合傅里叶变换红外光谱仪分析、差示扫描量热法分析和扫描电子显微镜分析,分别研究胶粘剂和CFRP吸湿后的失效机理,揭示了吸湿对复合材料粘接接头失效的影响机理。分析结果表明:胶粘剂在吸湿30 d后发生了水解,失效强度下降约53.7%,失效应变约为原来的3.2倍;CFRP吸湿后表面粘附性降低,容易引起界面失效,但打磨之后能够得到改善,CFRP吸湿后纤维/基体界面力学性能降低,在正应力状态下更容易造成纤维撕裂;CFRP/铝合金粘接接头的失效强度在吸湿30 d后下降了约23%,失效断面中胶粘剂出现了韧性断裂和界面失效;通过对胶粘剂、CFRP和CFRP/铝合金粘接接头吸湿后的失效分析,发现剪应力状态下的CFRP/铝合金粘接接头失效主要受胶粘剂吸湿后的性能下降影响,其次是界面失效的影响,而正应力状态下的CFRP/铝合金粘接接头失效还受CFRP性能下降造成的纤维撕裂影响。      

Correction Method for Calculating Critical Plane Position of Geometric Discontinuity Steel Structure Under Multiaxial Loading

Critical plane method is one of the most promising approaches to predict the fatigue life when the structure is subjected to the multiaxial loading. The stress-strain status and the critical plane position for smooth specimens are calculated using theoretical approaches when the loading mode is a continuous function. However,because of the existence of stress concentration and the characteristic of multiaxial non-proportion, it is difficult to calculate the stress-strain status and the critical plane position of geometric discontinuity structure by theory method. In this paper, a new numerical simulation method is proposed to determine the critical plane of geometric discontinuity structure under multiaxial loading. Firstly, the strain status of dangerous point is analyzed by finite element method. Secondly, the maximum shear strain amplitude of arbitrary plane is calculated using coordinate transformation principle. Finally, the plane which has the maximum shear strain amplitude is defined as the critical plane. The critical plane positions are analyzed when loading mode and notch parameters are different.Meanwhile, the relationship between notch depth and associated parameters on critical plane as well as that between loading amplitude and associated parameters on critical plane are given quantitatively.