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.     

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Nr,所在应变范围．     

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.     

Investigation on blanking of thick sheet metal using the ductile fracture initiation and propagation criterion

In metal forming processes such as sheet blanking, severe plastic deformation localizes in a narrow shear band near blanking clearance, and ductile fracture occurs at the final stage. Because the combinations of large nonlinear strain localization, displacement discontinuity and ductile fracture brought obstacles to numerical simulation, a ductile fracture initiation criterion model and an elasto-plastic finite element method (FEM) were presented to simulate localized severe plastic deformation. Initiation and propagation of cracks were treated by deletion-and-replacement approach. The distributions and developing trends of effective strain and damage were predicted, the influence of blanking clearance on fracture was discussed, and an experiment was performed to explore the forming mechanism.     

Microstructure evolution during remelting of high solid fraction ZL101 alloy

This work deals with the reheating process for semi-solid thixoforming of ZL101 (AlSi7Mg) alloy. The semi-solid state can decrease the viscosity and the resistance while sheared because of the evolutional behavior, which is characterized by a solid-like behavior at rest and a liquid flow during shearing. The microstructure evolution of ZL101 alloy at different temperatures from 540 to 580 °C has been studied. Results show that the eutectic temperature can affect the transformation speed of semi-solid structure. Semi-solid microstructures with high solid fraction can be obtained by controlling the reheating time in less than 20min, while at the temperature lower than the eutectic temperature it needs more than one hour. Another character of semi-solid ZL101 alloy is the segregation of microstructures in semi-solid state, in which the liquid phase between the solid phases can flow freely and lead to the shrinkage of the sample during the heating process. As the holding time goes on, more shrinkage holes appear and change the surface of the specimen. These shrinkage holes are replenished by the liquid phase during compression deformation, resulting in the segregation of the components.     

混凝土在持续荷载下的强度

通过比较混凝土在持续荷载的损伤与疲劳损伤的联系,假定在持续荷载下混凝土的损伤速率和应变增长速率成正比;分析了混凝土在持续荷载下的变形行为和损伤机理,及混凝土在不同荷载历史情况下的破坏边界面;建立了荷载水平和临界损伤应变之间的关系;研究了不同荷载水平下混凝土的真实强度以及不同强度混凝土在持续荷载下的性能。与试验结果对比,建立的模型可以较好地反映混凝土在持续荷载下的性能。     

点焊电极点焊镀锌钢板的失效分析

本文对Ｃｒ—Ｃｒ—Ｃｕ合金材料制造的电极在点焊镀锌钢板时的失效形式进行了分析．结果表明：Ｃｒ—Ｚｒ－Ｃｕ合金材料制造的电极在点焊镀锌钢板时的失效形式主要是电极头部的塑性变形、电极端面的合金化以及再结晶和粘附。点焊镀锌钢板时电极失效的主要原因是Ｃｒ—Ｚｒ—Ｃｕ名金材料的软化温度低，点焊温度下的硬度、强度低和端面的合金化。     

宽温域下高速轮轨界面粘着与车轮表面损伤行为

搭建了高低温服役环境轮轨滚动试验台，在实验室条件下成功再现了哈大线等高寒铁路冬季车轮表面剥落和麻点严重、夏季异常光滑的季节性损伤特征；研究了宽温域(-50 ℃~60 ℃)下高速列车轮轨界面粘着和车轮损伤行为，系统探讨了不同服役温度下轮轨滚动接触界面的粘着系数演变规律，分析了车轮表面磨损形貌和表层材料塑变行为等重要特性。研究结果表明:随着服役温度的提高，轮轨界面粘着系数总体呈下降趋势，同时，车轮表面的凹坑尺寸减小，在高温60 ℃时，凹坑特征消失，磨损表面变得较为平整；在低温-40 ℃时，车轮表面最为粗糙，算术平均粗糙度为3.74，而随着服役温度的上升，磨损表面粗糙度显著下降，在高温60 ℃时，车轮表面算术平均粗糙度较小，为0.97；随着服役温度的升高，轮轨接触界面的磨损区域内Fe元素含量与O元素含量之比逐渐减小；低温低湿环境抑制了轮轨界面的摩擦氧化作用，增强了摩擦剪切作用，加剧了车轮表面的剥落、严重的塑性变形和表面疲劳裂纹的萌生与扩展，因此，磨损表面较为粗糙；而高温环境加速了轮轨界面的摩擦氧化作用，氧化磨屑的形成一定程度上起到了固体润滑作用，从而降低了轮轨界面间的粘着，车轮表面相对光滑；磨损机制由低温(-50 ℃~-20 ℃)服役工况下的疲劳磨损逐渐转变为常温(20 ℃)工况下的磨粒磨损和氧化磨损与高温(40 ℃~60 ℃)工况下的粘着磨损。      

黄土公路边坡稳定性数值模拟研究

以某高速公路边坡为工程背景,针对开挖后的高堑边坡,运用抗剪强度折减法,结合FLAC3D进行三维数值模拟分析,研究坡体变形破坏的演化规律。研究结果表明：土坡破坏前临界时刻发生最大应变增量处位于土坡最后发生剪切破坏的滑裂面上,且应变增量的等值线即为最危险滑裂面;剪切破坏带是沿实际滑裂面基本对称的带状区域,其应变增量由带状中心向两侧逐渐减小,而且剪切破坏带中心位置自坡脚处向上应变增量值逐渐减小,土体剪切破坏是从坡脚处向上逐渐发展并最终贯通为整个滑裂面。     

沥青混合料蠕变损伤模型与损伤演化

为定量描述沥青混合料的蠕变特性,考虑沥青混合料在整个蠕变过程中同时存在蠕变硬化机制和蠕变损伤劣化机制,基于分数阶微积分理论,发展了一种相对简单的分数阶蠕变损伤模型,用分数阶Maxwell模型来描述蠕变硬化机制,用损伤应变来表示蠕变损伤劣化机制,并从统计学角度推导出沥青混合料的损伤演化方程;对AC-13沥青混合料进行了不同应力水平(0.179、0.358、0.448、0.537和0.716 MPa)下的单轴压缩蠕变试验,通过Levenberg-Marquardt优化算法进行了非线性拟合,确定了不同应力水平下分数阶蠕变损伤模型的参数与损伤演化曲线;为构建不同应力水平下统一的损伤演化模型,提出了一种统计量化沥青混合料损伤演化的方法,建立了蠕变损伤与损伤应变之间的演化关系。研究结果表明:在不同应力水平下,提出的分数阶蠕变损伤模型与试验结果的判定系数均不小于0.995,适用于描述包括衰减蠕变阶段、稳定蠕变阶段和加速蠕变阶段的整个蠕变过程;在衰减蠕变阶段,不同应力水平下沥青混合料的损伤都小于1.0×10-3,相对于蠕变破坏时的损伤0.8可以忽略不计,而进入稳定蠕变阶段以后,损伤逐渐增大;当沥青混合料的蠕变应力超过一定值时会发生蠕变破坏,其流值时间取决于所施加的应力水平;用二参数Weibull分布函数拟合所得的蠕变损伤与损伤应变之间演化关系的判定系数为0.992,说明可以建立不同应力水平下的统一损伤演化模型,且其参数只与材料性能和温度有关,与施加应力大小无关。      

QFP结构在温度循环下的有限元分析

如果QFP电子封装器件发生较大塑性变形,将影响其正常使用．利用有限元分析技术来讨论温度循环载荷作用下影响QFP焊点塑性变形的因素,为控制其变形幅度提供依据．     

Dynamic recrystallization behavior and microstructural evolution in SPHC steel

The dynamic recrystallization(DRX) behaviors in SPHC steel were investigated with hot compression tests at deformation temperatures of 950-1 150,strain rates of 0.1-15 s-1,and initial austenite grain sizes of 86-232 μm.The effects of deformation temperature,strain,strain rate and the initial austenite grain size on the microstructural evolution during DRX were studied in detail.The results show that DRX is observed under the condition of the Zener-Hollomon parameter being less than 1.07×10 13 s-1.The deformation activation energy for SPHC steel is calculated to be 299.4 kJ/mol by regression analysis.Austenite grain size of DRX is refined with decreasing temperature and increasing strain rate under steady state conditions,but it is not influenced by the initial grain size.The mathematical equation of DRX grain size of SPHC steel is obtained.     

铝合金货车侧墙多道焊变形预测

基于热弹塑性有限元法,对铝合金货车侧墙多道焊焊接变形进行仿真预测,仿真中充分考虑了材料热物理属性的影响．基于实体一壳单元混合模型,建立了侧墙有限元网格模型,应用3D高斯双椭球热源模型实现了焊接过程温度场分析．从工程实际出发设计了四种焊接顺序,通过对四种焊序下仿真结果的对比分析,讨论了不同焊接顺序对铝合金货车侧墙焊接成形的影响,为研究大型铝合金薄板焊接过程中的应力应变和减少焊接应力与变形提供了参考依据．     

Simulation and analysis of microstructure evolution of IN718 in rotary forgings by FEM

A numerical analysis was performed to study the in?uence of process parameters on the microstruc-ture evolution of IN718 alloy in rotary forging using the finite element method(FEM).For this purpose, a constitutive equation considering the effects of strain hardening and dynamic softening of IN718 alloy was built.The constitutive equation and microstructure models were implemented into the finite element code to investigate the microstructure evolution during rotary forging subject to large deformations.The simulations were carried out in the ratio of initial height to diameter range 0.2-0.8, the angle of the rocker 3°-7° and the relative feed per revolution range 0.01-0.1 r-1.The research results revealed the deformation mechanism and the correlation of process parameters with the grain size evolution of IN718 alloy during rotary forging.These provide evidence for the selection of rotary forging parameters.     

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.     

基于FBG的沥青混合料横向流动变形评价

为了分析沥青混合料横向流动变形, 进行了沥青混合料的车辙试验, 利用布设于沥青混合料板表面的光纤布拉格光栅传感器, 研究了沥青混合料表面的横向应变规律; 以最大应变和蠕变稳定阶段横向应变速率绝对值为评价指标, 分析了沥青混合料横向流动变形。分析结果表明: 横向流动变形随沥青混合料的最大应变和横向应变速率绝对值的减小而降低; 横向流动变形在循环轮载作用下不断发展, 测试点距离轮载愈近其流动变形愈剧烈; 当胶粉掺量分别为0、15%、18%时, 距离轮载63 mm的测试点横向应变速率分别为6.8×10-6、4.0×10-7、6.4×10-6 min-1, 因此, 掺15%胶粉的沥青混合料具有较大的抵抗高温横向流动变形的能力; 对于15%胶粉掺量的沥青混合料, 当其集料级配分别为AC-13粗级配和AC-13细级配时, 距离轮载28 mm的测试点横向应变速率分别为6.0×10-7、7.7×10-6 min-1, 因此, AC-13粗级配沥青混合料高温抗横向流动变形能力优于AC-13细级配; 胶粉改性沥青混合料最大应变为1.96×10-4, 而胶粉和抗车辙剂复合改性沥青混合料最大应变只有1.22×10-4, 说明在高温情况下, 胶粉和抗车辙剂复合改性沥青混合料整体结构强度较大, 能够承受来自轮载的直接作用而不向轮迹两边产生横向推移致使发生较大的横向流动变形。基于光纤布拉格光栅横向应变的沥青混合料横向流动变形评价能较好地说明不同材料和级配对沥青路面产生侧向流动变形规律的影响。      

63Sn-37Pb钎料室温单轴循环时的变形行为

在室温下通过实验研究了63Sn-37Pb钎料合金在具有不同保持时间、应变率、应变幅值、应变-时间、加载波形及加载历史下的循环变形行为.研究表明:该钎料具有明显的应变率敏感性;其单轴循环变形的瞬态行为受到保持时间、加载波形以及应变幅值的影响;该钎料合金循环变形行为的加载历史依赖性不明显.     

Fractal studies on primary phase morphology of TA15 titanium alloy after hot compressive deformation

The goal of this study is to establish relationships between the hot compression deformation behaviors and the fractal dimension of primary phase morphology of TA15 titanium alloy using the analytical methods of metallurgical microscope and transmission electron microscope coupled with box-counting dimension method. The hot compression deformation behaviors vary with decreasing fractal dimension owing to the change of microstructure caused by different parameters of the hot compressive deformation. The results indicate that TA15 alloy shows dynamic recrystallization characteristics at deformation temperature lower than 850 °C while fractal dimension exhibits a moderate decreasing trend with the temperature increasing, and shows dynamic recovery characteristics at deformation temperature higher than 850 °C while fractal dimension reduces rapidly with the temperature increasing. The fractal dimension displays non-linear relationship with fraction of primary phase and with aspect ratio of primary phase.     

Computer Simulation on Temperature Rise in Process of Wire Drawing

IntroductionTheuseofhighspeedinwire-drawingprocesstomeetthedemandsforincreasedPfOductivityhasagrCateffectontheheatgeneratedduetoplasticdeformationandfrictionbetweenthewireanddrawingtools.MostofmechanicalenergyconvertstoheatandresultsintemperatUrerisesofhundredsofdegrees.Therisetemperaturerisesgreatlyaffectionlubricationconditions,toollife,andproPotiesoffinialproduct.Energysavinginwire-drawingbecameanimportantissueinacompetitivemarket.Inordertoachieveminimumenergyconsumption,wecansetupamathe…     

基于非线性超声的CL60车轮和U75V钢轨磨损检测方法

针对早期轮轨滚动磨损变化过程难以通过无损手段进行表征的问题,提出了非线性超声技术对不同磨损程度的CL60车轮与U75V钢轨试样进行检测评估;建立了基于轮轨试样表面磨损特征的Murnaghan模型,并利用非线性超声有限元仿真,通过塑性变形层厚度变化情况模拟不同程度的摩擦损伤,分析了其相对非线性系数变化规律及其产生原因。试验结果表明:轮轨的早期磨损会导致材料表面产生塑性变形层,随着塑性变形的加剧,材料损伤将以微裂纹为主,车轮角加速度越大,轮轨间相对滑动作用时间越短,塑性变形层越薄,且CL60车轮较U75V钢轨磨损程度更为严重;CL60车轮试样在车轮角加速度分别为10、250、1 500 r·min-2时,对应的相对非线性系数分别为12.19、8.43、5.68,U75V钢轨试样在车轮角加速度分别为10、250、1 500 r·min-2时,对应的相对非线性系数分别为7.57、6.09、5.04,与CL60车轮试样相比,U75V钢轨试样的相对非线性系数变化缓慢。可知,相对非线性系数与塑性变形层厚度呈正相关,微裂纹产生的非线性效应比塑性变形层更强,相对非线性系数增幅更大,因此,可通过材料的相对非线性系数变化判断材料的磨损阶段。