金属卸载行为的研究现状及发展趋势

金属材料在卸载过程中会表现出复杂的非弹性回复行为。为推动轻量化材料在汽车工业上的应用,提高有限元模拟预测板料冲压成形回弹精度,介绍了国内外几种钢板在卸载过程中的卸载弹性模量与塑性应变的数学模型,指出了弹性模量降低是卸载过程中的非弹性回复行为的宏观表现,也是导致回弹预测偏小的主要原因,揭示了铝镁合金板材卸载时非弹性回复行为的微观机制。     

塑性变形对DP780钢弹性模量的影响

在塑性变形过程中,DP780钢的弹性模量会发生变化,这种变化会严重影响DP780钢板冲压成形的回弹量。为提供DP780钢板冲压回弹预测理论基础,通过循环加载-卸载-重新加载拉伸试验研究了DP780钢板的弹性模量在塑性变形过程中的变化规律。结果表明,塑性变形4.1%时,弹性模量快速下降,随后逐渐趋于稳定,弹性模量的最大降幅是29.86%;塑性变形为0.058时,非弹性回复应变占整个回复应变的比例可达14.34%。最后建立了弹性模量与塑性变形的数学模型。     

南宁膨胀土剪切蠕变特性及流变模型研究

利用改装的剪应力控制式直剪仪对南宁非饱和膨胀土进行了一系列直剪蠕变试验和加–卸载剪切回弹试验,得到了剪切蠕变曲线和剪切回弹曲线。试验结果表明,膨胀土在同一竖向应力条件下,剪应力和含水率越大其塑性和流变特性越明显;在同一含水率、同一剪应力条件下,竖向应力越小其塑性和流变特性越明显。根据对试验曲线的分析得到了膨胀土的剪切变形是由瞬时弹性变形、瞬时塑性变形,弹性滞后变形,粘塑性变形等组成。提出了膨胀土剪切蠕变的九元件模型,并通过拟合确定了相应的剪切蠕变方程和流变参数.研究结果为膨胀土流变问题的进一步研究提供可靠理论依据。     

基于使用特性的唐钢QP980和DP980对比分析及典型应用

采用单向拉伸、应变分析、扩孔、直角/V形翻边、U形弯曲等试验方法,对比分析唐钢DP980和QP980在加工硬化、成形极限、翻边扩孔、弯曲回弹等使用特性中的差异。结果显示,QP980具有良好的整体成形性,A80延伸率高达18.5%,与DP980相比,在变形中保持较高的瞬时n值;成形极限图中平面应变的最低点QP980较DP980高9%左右;DP980在扩孔、翻边特性中较QP980表现优良;DP980在U弯回弹中回弹量较大,在零件设计时需考虑更大的回弹补偿。相比而言,QP980更适合以拉延为主的高强钢结构件,DP980更适合以折弯、翻边为主的高强钢梁类件。     

基于无网格RKPM法的U形弯曲件的回弹分析

作者提出采用动态显式无网格RKPM方法和静力隐式有限元法相结合的弯曲回弹的分析方法,模拟板材的弯曲成形与卸载回弹全过程.采用RKPM模拟板料的成形过程,将成形终了的计算结果导入到有限元分析软件进行回弹分析,并与试验结果及有限元结果进行了比较.比较结果说明:采用RKPM方法与有限元法相结合的方法得到的弯曲回弹角比单独采用有限元法得到的弯曲回弹角更接近试验回弹角.     

粘弹性材料的离散元数值分析

基于Burgers模型,应用微观力学理论和粘弹性原理,建立了均质粘弹性材料的离散单元模型,对粘弹性材料的蠕变过程进行了数值模拟,并对模拟结果与已有且经过验证的理论公式计算结果作了比较。结果表明,数值模拟结果曲线与B嶝模型的理论蠕变曲线相一致,且数值模拟与解析解的结果整体上基本一致,相比解析解的复杂繁琐,DEM数值模拟是一种更加行之有效的较简单的研究方法。但是,数值模拟的结果在卸载后的部分与解析解不很吻合。总之,DEM数值模拟可以节省大量的室内试验并提高准确性,可用于对粘弹性材料的进一步研究。     

残余弯沉对不同静态弯沉测量方法相关性影响试验研究

沥青路面在荷载作用下会产生竖向变形,其总变形值即是总弯沉值,总变形值包括瞬时弹性变形、黏弹性变形、黏性流动变形;卸载后瞬时弹性变形立即恢复,其回弹变形值即是回弹弯沉值;黏弹性变形会随时间延长而逐渐恢复,黏性流动变形因不能恢复称为永久变形,黏弹性变形值与永久变形值统称为残余弯沉值。残余弯沉值的大小影响着贝克曼梁弯沉测值与自动弯沉仪弯沉测值相关性。本文将自动弯沉仪测值转换成回弹弯沉值与贝克曼梁测值进行相关性分析,通过试验得到贝克曼梁测值与自动弯沉仪测值之间的相关关系方程,相关系数R不小于0.95。     

混杂纤维增强纸基摩擦材料压缩回弹特性的研究

研究了混杂纤维增强的纸基摩擦材料压缩回弹特性与压缩压力、纤维含量及孔隙率之间的关系。研究结果表明，纸基摩擦材料与多孔固体材料压缩过程相似，不同之处是纸基摩擦材料卸载后又会发生回弹；随着纤维含量的增加，模量降低，压缩率增加，孔隙率基小相同的纸基摩擦材料的叫弹率先增加后减小并出现一个最大值；在组分相同、孔隙率不同的纸基摩擦材料中，孔隙率为45％左右的纸基摩擦材料的模量最高，压缩率最低，回弹率最高。     

高速公路软土地基室内试验分析

针对现场超载预压处理软基施工中存在的分级加载、卸载及再加载复杂应力作用过程,对嘉绍高速公路海宁和王店两处地基土取样,试验中进行了单调加载、单调卸载及再加载3个过程,得到各级荷载下土体模量及固结系数。研究结果表明:加载阶段及再加载阶段Es~p关系近似为线性变化,卸载阶段的回弹模量随压力呈二次曲线变化规律,卸载的回弹模量随压力的变化速率较加载及再加载时模量随压力的变化率大。同时,在加载阶段,各试样在100kPa、200kPa下固结系数有随压力变化不一,当超过一定的前期屈服压力后,固结系数随应力水平增加而减小。在卸载和再卸载阶段,土的固结系数随应力水平的增加而增加,在一定程度后趋于平稳。     

基于粘弹性参数的沥青砂紫外光老化研究

采用Burgers模型研究沥青砂的粘弹性力学行为,研究粘弹性参数在沥青砂紫外光老化中的变化,分析其变化规律,评价沥青砂紫外光老化。确定紫外光老化的试验方法和沥青砂试件制作方法,对紫外光老化的沥青砂试件进行单轴压缩蠕变试验得到应变和时间的蠕变曲线,拟合了Burgers模型的4参数。对粘弹性参数随老化程度的变化规律进行研究,根据粘弹性参数随老化程度的变化研究沥青砂性能的变化规律。对不同老化程度和相应的Burgers模型4参数进行拟合得到粘弹性参数和老化程度h之间的表达式J（h）,用该关系式表示沥青砂的老化程度。     

沥青混合料细观粘弹性参数获取方法及蠕变特性研究

针对细观状态下分析沥青混合料蠕变及粘弹性能时缺乏细观粘弹性参数的问题,给出了利用质量比与比表面积不变的原则,采用将沥青混合料的矿料及其粘附的沥青逐级去除成型等效沥青混合料试件的方法,并运用不同模型来得到粘弹性参数。把剩余材料设计成等效基体试件并与标准级配AC-13C混合料进行了不同温度、不同应力下的蠕变对比实验。用Burgers模型对实验数据进行了拟合,来获取沥青混合料细观粘弹特性参数并分析了其蠕变特性,结果表明随着材料最大公称粒径的逐渐减小各级等效基体所组成的沥青混合料蠕变变形呈逐步增加的趋势,且粘弹性方程中表征瞬时弹性的弹性参数呈逐步减小的趋势。油砂比越大,瞬时弹性及粘性参数越小。随着试验温度的升高,这类等效基体材料的4个粘弹性参数均有降低,砂浆材料变软,其模量呈现降低趋势。当其他条件保持不变时,仅考虑应力变化,蠕变柔量并不总是随应力增大而增大,蠕变柔量随应力变化而变化的规律不是很突出,这些特性与参数为进一步细观分析沥青混合材料提供了试验参数获取方法和理论依据。     

基于HSS和M-C模型对地铁变形特性分析

以天津某基坑为研究对象,运用PLAXIS3D数值分析软件,分别基于HSS模型和Mohr-Coulomb模型分析基坑开挖对临近地铁隧道及车站变形的影响,并与实测数据进行对比分析。结果表明:基坑卸载坑底回弹是地铁隧道及车站变形的主要诱因;HSS模型考虑了土体硬化及小应变,能够更真实地反映土体变形,计算结果与实测数据相吻合;Mohr-Coulomb模型低估坑底回弹模量,计算结果高于实测结果一倍左右。     

沥青混合料本构关系对路面力学响应的影响

为了给沥青路面结构的分析和设计提供参考,利用三维有限元方法对典型沥青路面结构的力学响应进行了分析,分析中分别将沥青混合料当作粘弹性材料和以动态模量、抗压回弹模量表征其基本力学参数的弹性材料。分析了不同温度、行车速度及基层类型下路表弯沉、沥青面层底和半刚性基层底水平应力,并对结果进行了比较。结果表明:基于动态模量的分析和粘弹性分析结果比较接近,尤其是路表弯沉峰值和半刚性基层底水平应力峰值的平均相对误差在2%以内;而采用抗压回弹模量分析的结果则差别较大,尤其是沥青面层底拉应力峰值只有粘弹性分析结果的1/3左右;在弹性分析范畴内,应该用动态模量取代抗压回弹模量,以提高路面力学响应分析结果的精度并综合考虑温度、行车速度等因素的影响。     

基于双曲线法的人工填土地基超载预压卸载时间的试验研究

基于中石油云南某石化装卸场铁路专用线人工填土地基堆载预压大型现场试验,采用双曲线法对试验段实测沉降数据进行拟合,分析双曲线方程参数与堆载高度之间的关系,利用反分析法得到地基沉降系数并对工后沉降进行修正,以确定超载预压下人工填土地基合理卸载时间。分析结果表明:采用双曲线法对试验段沉降观测数据进行拟合时,曲线参数β与堆载高度h呈负线性相关;由工后沉降修正得到的卸载时间随超载比的增大呈幂指数减少趋势,而超载比达到1.5(堆载高度9 m)后基本不再变化,此时满足规范要求的卸载时间最少为     

围岩应力梯度对应变型岩爆特征荷载影响模型试验研究

应变型岩爆是在深地下开挖引起围岩应力集中后受梯度应力作用下产生的.为探明围岩应力梯度对应变型岩爆围岩破坏及特征荷载的影响,采用自主研发的真三轴气液复合加卸载岩爆模拟试验装置,在相同模型材料、围压与单面卸载条件下,进行了4种竖向梯度应力加载的岩爆模型试验.试验采用类岩石材料的大尺寸(1000 mm×600 mm×400 ...     

贵阳-清镇高速公路红粘土强度指标性能试验

以贵阳-清镇高速公路为依托工程,采用室内承载板法分析了红粘土压实度、含水率、稠度、龄期与回弹模量的关系,以及最不利条件下,回弹模量与压实度的关系.采用路面材料强度仪进行了未泡水的CBR试验、泡水24、48 h和96 h的CBR试验.结果表明,红粘土回弹模量与含水率关系可以用幂函数拟合;回弹模量与压实度和稠度指标具有良好...     

地聚物稳定再生沥青混合料力学性能研究

将地聚物应用于路面冷再生,通过替代常规胶结剂(水泥、沥青、二灰等)对再生沥青路面(RAP)材料进行稳定研究,并对地聚物稳定RAP材料的无侧限抗压强度和模量等力学性能进行研究。研究发现:地聚物作为新型胶结材料可以有效稳定RAP,满足基层强度的要求;地聚物稳定RAP强度不会随着碱液/粉煤灰比率的增加而持续增大,在比率为0.4时达到最大值;稳定后材料的单轴压缩模量与无侧限抗压强度具有很强的线性关系,并且线性关系的拟合趋势线通过原点;不同碱液/粉煤灰比率下的单轴压缩弹性模量与无侧限抗压强度的线性关系也很明显,比例系数可认为基本保持不变;地聚物稳定后的RAP回弹模量较未稳定的RAP有很大提高;回弹模量随围压的增大而增大,是由于稳定再生材料随着约束的增加而变得更致密;材料的偏应力变化比较剧烈,随着材料密度和强度的增加,偏应力对回弹模量的影响变得比较平缓;地聚物稳定RAP材料的回弹模量使用体应力模型和三参数模型进行拟合均有很好的效果,两者拟合效果相近,体应力模型形式更简单,并且使用三参数模型时数据分散度有限,因此推荐使用体应力模型。体应力模型在沥青老化程度较高适合使用,因为此时旧沥青混合料的性质更接近普通集料,使得地聚物稳定材料的剪应力和剪应变较小。     

汽车用先进高强钢动态力学行为研究

选取DP600、DP800和TRIP600三种钢板作为研究对象,采用高速拉伸和仿真模拟的方法研究了3种钢板的高速拉伸动态力学性能,3种钢板均表现出对应变速率的敏感性。基于Cowper-Symonds模型,建立了3种钢板的材料本构方程并进行了高速拉伸模拟,将模拟与高速拉伸试验进行了对比分析。建立了DP600和TRIP600的三点弯曲仿真模拟,三点弯曲实验结果表明,DP600和TRIP600的能量吸收值和UTS×t2呈线性关系,弯曲最大载荷和YS×t2呈线性关系。     

锥入度与球入度作为橡胶沥青性能评价指标的适用性研究

为了研究锥入度与球入度作为评价橡胶沥青性能指标的适用性及检测指标间的相关性,通过大量室内检测数据进行了系统分析。研究结果表明:采用针入度评价橡胶沥青温度敏感性易造成数据失真,而锥入度可作为室内评价橡胶沥青性能的检测指标;传统弹性恢复指标不能合理评价橡胶沥青弹性恢复特性,延度指标不适用于评价橡胶沥青低温抗裂特性;黏温指数可作为评价橡胶沥青感温特性指标,当胶粉掺量为20%,粉胶比为1. 0时,橡胶沥青胶浆黏温指数最大,其中HD2类型橡胶沥青胶浆黏温指数达2. 031 7;温度敏感性复数指数可量化评价橡胶沥青等胶结料的感温性指标;采用动态剪切流变仪温度扫描试验得出的存储模量对数和损耗模量对数分别与温度对数进行线性回归,拟合得出评价橡胶沥青胶结料温度敏感性复数指数方程;针入度和锥入度与不同温度布氏旋转黏度具较高的拟合程度,其中锥入度与180,165,135℃布氏黏度拟合相关系数分别为0. 908 6,0. 901和0. 915 9;针入度与锥入度二指标之间具有较好的线性相关性能,二者拟合相关系数达0. 905 9;弹性恢复和回弹恢复与不同温度布氏黏度间存在较好的相关性,其中回弹回复与180,165,135℃布氏黏度拟合相关系数分别为0. 943 1,0. 921 7,0. 940 7;弹性恢复和回弹回复二指标之间线性相关系数达0. 862 6;回弹恢复性能可有效反映橡胶沥青弹性恢复特性,球入度可作为一种橡胶沥青弹性恢复性能评价指标。     

高液限红黏土回弹模量试验

土基回弹模量是路面结构设计中一个非常重要的参数,直接关系到路面结构的安全性和经济性。采用室内承载板法分析了高液限红黏土回弹模量与压实度、含水率、稠度和压实度、龄期以及最不利条件下回弹模量与压实度关系。结果表明回弹模量与含水率关系可以用幂函数E=Aw-n形式拟合;回弹模量随压实度的增大而增大;回弹模量与压实度和稠度指标具有良好的相关关系,不同地区不同土质其回归关系是不相同的;回弹模量随着龄期的增长有一定提高。同一压实度时,最不利条件下与最佳含水率条件下高液限红黏土回弹模量的相关关系为:E最不利条件=0.461 5E最佳含水率条件+21.041,R2=0.996 1。