GCr15轴承钢大变形弹塑性力学性能试验研究

对GCr15轴承钢大变形弹塑性力学性能进行了试验研究,分析了应力三轴度和洛德角对GCr15轴承钢大变形弹塑性力学性能的影响.在研究中,对GCr15轴承钢进行拉伸、压缩、剪切压缩等不同应力状态下的力学性能试验.通过试验确认,GCr15轴承钢在拉伸和压缩状态下无颈缩现象,发生脆性断裂;在剪切压缩状态下发生韧性断裂,形成大变形.基于力学性能试验,修正Bai-Wierzbizki本构模型的各项参数,并应用有限元软件建立GCr15轴承钢剪切压缩三维模型,进行数值模拟验证.研究结果表明,同时包含应力三轴度和洛德角可以更好地预测GCr15轴承钢的剪切大变形.     

模内镶件注塑膜片材料力学性能研究

以PMMA-IRK-304模内镶件注塑膜片材料为例,通过动态力学实验、高温单向拉伸实验及常温单向拉伸和压缩实验,对其力学性能进行研究,分析材料屈服和应变软化、应变硬化特性随温度变化情况以及静水压力效应等.     

GH4169高温合金的动态力学行为及其本构关系

采用材料试验机对GH4169高温合金光滑试样与缺口试样进行应变速率为0.000 1～0.010 0s-1下的室温准静态拉伸试验,再利用分离式霍普金森拉、压杆装置进行温度为20～400℃、应变速率为1×102～4×103 s-1下的动态拉伸、压缩试验,得到准静态和动态下的真应力-真应变曲线与失效应变;根据试验数据,采用分步拟合法确定了Johnson-Cook材料模型和失效模型参数,基于Johnson-Cook模型对动态压缩行为进行模拟,并进行试验验证。结果表明:GH4169高温合金的屈服强度随应变速率的增大而增大,随试验温度的升高而降低,该合金具有应变速率强化效应和温度软化效应;模拟结果与试验结果吻合得较好,真应力-真应变曲线的最大相对误差为5.91%,表明经修正后的Johnson-Cook模型可较好地描述GH4169高温合金的动态力学行为。     

AG—100E电子万能试验机

本机具有恒速控制、试验力控制、变形控制、应力控制、应变控制等控制方式,具有卡片操作功能,可以一次标定4个传感器和引伸计,具有自诊故障功能,主要用于金属、橡胶、塑料、陶瓷、水泥等材料的力学性能试验,如拉伸、压缩、弯曲(3点,4点)、剪切、循环等试验,可广泛     

金属蜂窝异面压缩下平均压缩应力的理论模型

为了得出蜂窝材料在静态压缩及冲击加载下的异面压缩力学行为,基于蜂窝材料的对称性特点,以Y形蜂窝胞元为研究对象,根据能量守恒原理,将Y形蜂窝胞元所吸收的能量等效为塑性铰转动所需要的能量与Y形蜂窝胞元壁转动所需要的能量之和,在此基础上,分别采用Mises屈服准则和Tresca屈服准则推导蜂窝材料在静态压缩下的平均压缩应力的理论模型.基于Cowper-Symonds模型考虑应变率对Y形蜂窝胞元材料力学性能的影响,推导蜂窝材料动态平均压缩应力的理论模型.通过一系列的试验,验证了基于Tresca屈服准则推导的蜂窝材料在异面压缩下的平均压缩应力理论模型的正确性.     

7N01铝合金材料力学性能研究

采用万能材料试验机和分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对典型车用的7N01铝合金材料进行准静态拉伸试验和不同应变率下的动态压缩试验。输出载荷-变形量关系,获得应力-应变曲线,进而分析材料的极限强度、屈服强度、延展率和应变率敏感性等力学性能,为轨道交通车辆的设计研究奠定基础。     

AG-100E型微机控制电子万能试验机

该产品用于金属、橡胶、塑料、陶瓷、水泥等材料;可做拉伸、压缩、弯曲(三点、四点)、剪切、循环等方式的力学性能试验。 产品性能特点: 具有恒速控制、试验力控制、变形控制、应力控制、应变控制方式、可一次标定四个传感器和引伸计、具有自诊断故障功能,采用了卡片控     

改性聚四氟乙烯材料的力学性能实验研究（英文）

为了研究改性低密度聚四氟乙烯材料的力学性能,利用万能试验机进行了准静态拉伸和压缩试验,通过霍普金森杆实验研究其在冲击载荷作用下的动态力学特性。对不同长径比改性与非改性试样在不同载荷加载下的力学特性以及不同冲击速度下的动态响应特性进行了分析。结果表明,通过在聚四氟乙烯材料中添加铜粉可以提高其抗拉强度,改善伸长率,增强抗压缩强度;随应变率的增大,改性聚四氟乙烯的屈服强度得到提高。     

改性聚四氟乙烯材料的力学性能实验研究

为了研究改性低密度聚四氟乙烯材料的力学性能,利用万能试验机进行了准静态拉伸和压缩试验,通过霍普金森杆实验研究其在冲击载荷作用下的动态力学特性.对不同长径比改性与非改性试样在不同载荷加载下的力学特性以及不同冲击速度下的动态响应特性进行了分析.结果表明,通过在聚四氟乙烯材料中添加铜粉可以提高其抗拉强度,改善伸长率,增强抗压缩强度;随应变率的增大,改性聚四氟乙烯的屈服强度得到提高.     

材料局部力学性能测试方法

采用穿孔剪切试验和有限元模拟相结合的方法对材料的局部性能进行研究,通过将修正模拟阻力曲线与试验数据相匹配,在模拟分析中利用迭代修正的方法反向推导出材料的本构关系。由此提出利用穿孔剪切试验间接获得材料拉伸力学性能的基本方法。研究中以典型的车用铝合金材料(5052H34和6063T5)及紫铜作为测试对象,对该材料表征方法的精确性进行验证。分析表明,穿孔剪切试验结合有限元反求迭代技术获得材料拉伸应力－应变曲线关系与拉伸试验数据对比最大误差不超过5%,结果较为准确。该方法适用于微区或局部材料的力学性能表征,可为后续接头梯度力学性能研究提供参考。     

预变形对CoCr合金冠脉支架力学性能的影响

有关预变形对合金材料机械性能的影响有众多的报道,但是没有CoCr合金方面的研究报道。建立一个正确的测试方法,对冠脉支架材料模型进行压缩-拉伸试验,揭示预变形对材料机械特性的影响规律,为评估产品的力学性能提出解决方案。鉴于冠脉支架使用实施过程,制作CoCr合金试件,分析了预变形对材料延伸率,强度极限和屈服强度等力学性能的影响。结果显示,预变形对CoCr合金的延伸率和屈服强度有显著的影响,这为实际的冠脉支架的设计和生产具有重要的指导意义。     

基于J-C模型的GH907高温合金动态本构关系及失效关系

使用万能材料试验机、霍普金森拉杆和霍普金森压杆装置研究了航空发动机机匣材料GH907高温合金在常温下的准静态力学性能及20～400℃下的动态力学性能;基于试验结果,拟合得到Johnson-Cook(J-C)本构模型和失效模型参数,并对试验合金动态压缩过程进行模拟以验证本构模型参数的有效性.结果表明:常温下在0～3000 s-1应变速率范围内拉伸时,试验合金具有明显的应变速率效应,但是压缩时对应变速率不敏感;在20～400℃温度范围内,试验合金的软化效应明显;建立的J-C模型能够较为准确地预测该合金在不同温度和应变速率下的力学行为,试样几何尺寸和最大应力的仿真结果与试验结果的相对误差在2％以内.     

正交异性材料性能参数的确定方法

对于三维屈服函数，正交异性材料异性参数的确定需要单拉（或单压）、纯剪切等六个简单试验。基于周维贤提出的屈服函数，针对无法进行纯剪切试验的情况，可以采用六个简单压缩试验间接地确定纯剪切屈服曲线。并由此得到等效屈服曲线和材料的异性参数，同时推导出确定剪切屈服曲线、材料的异性参数的公式。根据这种方法，对材料LD2CS进行实验，给出试验和计算结果。此方法解决了常规方法中因无法进行纯剪切试验而无法确定材料异性参数的困难。     

6061-T6铝合金薄板剪切试件设计及动态剪切力学特性分析

车身结构影响了整车的碰撞安全性,其中车身承载部件在碰撞过程中主要表现为剪切失效,因此需要对车身材料的动态剪切力学特性展开研究。为了描述6061-T6铝合金材料在复杂工况下的力学特性,进行了准静态和动态力学性能试验。基于不同应力状态和应变率下铝合金力学性能的测试数据,标定了材料的本构模型和断裂模型参数,并通过对比试验与仿真结果验证了材料参数的准确性。为了实现拉伸试验机开展铝合金薄板剪切试验,设计四种形状的薄板剪切试件,采用数值模拟对比所设计剪切试件的应力及应变分布,并分析不同剪切应变率对6061-T6铝合金材料剪切力学特性的影响规律。结果表明：圆形开口对称试件适用于研究塑性变形阶段的失效断裂,而圆形开口偏置试件适用于研究弹性变形阶段的应力应变关系。在低剪切应变率范围内,6061-T6铝合金无显著的应变率强化效应,然而随着应变率的增加敏感性有所提高。     

基于循环拉-压试验的混合硬化模型参数确定及模型应用

材料弹塑性本构模型是影响有限元模拟精度的最重要因素,混合硬化本构模型能较准确表现材料塑性变形过程真实硬化特征,而本构模型中材料特性相关参数是否准确直接影响到有限元模拟的精度。基于Hill48各向异性屈服准则,结合Voce各向同性硬化模型和Armstrong-Frederic非线性随动硬化模型,建立一个考虑材料各向异性和Bauschinger效应的混合硬化弹塑性本构模型。通过循环拉伸-压缩试验,获得DC54D+ZF镀锌板的循环变形应力-应变曲线,并利用通用全局优化算法,根据单向应力状态混合硬化本构方程,准确地确定了混合硬化模型中的材料特性参数。最后,使用ABAQUS有限元软件对板材循环拉伸-压缩问题和板材过拉深筋问题进行该本构模型的适用性分析,验证了所建立的各向异性混合硬化材料本构模型的可靠性和精确性。循环拉伸-压缩试验是直接准确地获得本构模型材料参数的有效方法。     

不同应变速率下D1车轮钢的拉伸性能与断口形貌

在不同应变速率下对D1车轮钢进行准静态和动态单轴拉伸试验,研究了应变速率对其拉伸性能的影响,并对断口形貌进行了分析。结果表明:D1车轮钢呈现出一定的应变速率敏感特性,其屈服强度和塑性流动应力均随着应变速率的增大而增大;取样方向对车轮钢的力学性能几乎没有影响;其拉伸断口具备明显的纤维区和剪切唇特征,但放射区特征不明显;准静态拉伸试样为韧性断裂机制,而动态拉伸试样则呈现出准韧性断裂机制。     

橡胶衬套材料参数确定及有限元仿真

确定橡胶材料力学性能参数,较高精度地对橡胶部件进行力学特性仿真,对于汽车的操控性和舒适性有着重要的意义。基于汽车行业对橡胶零部件力学性能分析的需要,设计试验方案,对汽车控制臂衬套橡胶材料进行单轴拉伸、单轴压缩、平面拉伸试验;对材料试验中样件差异、预调次数、加载速度、夹持方法等对试验结果的影响进行分析,确定比较完善的橡胶材料试验方案。对试验数据进行处理,拟合获得材料模型参数;进行衬套静刚度试验,并使用获得的模型参数对试验进行仿真。仿真结果与试验符合较好。结果表明,采用的材料力学性能试验方法和参数拟合方法能够较准确地确定橡胶材料的力学性能参数,可为有限元仿真提供可靠的材料模型参数。     

38CrMoAl高强度钢动态力学性能及其J-C本构模型

分别利用液压试验机和分离式霍普金森压杆试验装置对38CrMoAl高强度钢进行低应变速率(10-4,10-3,10-2s-1)下的准静态压缩试验和高应变速率(850～4500 s-1)下的动态压缩试验,研究了该钢的动态压缩力学性能以及动态压缩后的显微组织;考虑应变速率强化效应和绝热效应对Johnson-Cook(J-C)本构模型进行修正,并进行了试验验证.结果表明:试验钢的真实屈服强度随着压缩应变速率的增加而增大,表现出应变速率强化效应;经高应变速率压缩后,试验钢中出现了具有一定耐蚀性的强化区;修正后的J-C本构模型预测得到试验钢在不同应变速率下的真应力与试验结果的平均相对误差范围为1.76％～3.99％,这表明修正后的J-C本构模型能够准确地描述该钢的动态压缩力学特性.     

6063铝合金在不同应力状态下的变形及损伤行为

用平板拉伸、缺口拉伸、剪切试验结合断口形貌观察及有限元模拟等方法,对6063铝合金在三种不同应力状态下的变形及损伤行为进行了研究.结果表明:在不同应力状态下该合金的变形及损伤行为存在明显的差异,剪切时材料的断裂应变远大于平板和缺口拉伸时的,而缺口拉伸时材料的屈服强度及峰值应力大于平板拉伸时的;平板拉伸时试样为拉剪混合型断裂,断口由一定比例的韧窝和剪切平面组成;缺口拉伸时试样有明显的颈缩,断口以韧窝为主;剪切断口以剪切平面为主;损伤行为的有限元模拟结果与试验结果吻合较好.     

国产奥氏体不锈钢06Cr19Ni10（S30408）拉伸试验研究

对国产奥氏体不锈钢06Cr19Ni10进行室温单向拉伸试验,研究了预应变量和变形速度等对材料强度、韧性等力学性能的影响。试验结果表明,不同预应变量及不同变形速度对材料的力学性能均有不同程度的影响。预应变处理能提高材料的屈服强度和抗拉强度,但同时会降低其塑性;提高拉伸速度能提高材料的屈服强度、降低抗拉强度、提高屈强比且能明显降低试样的断裂伸长率。