小冲杆试验评估X80管线钢的拉伸性能

对X80管线钢进行单轴拉伸试验和小冲杆试验,通过将两者相关联,研究了试样厚度对小冲杆试验得到的弹性模量、屈服载荷、最大载荷的影响,并给出了以厚度为自变量的X80管线钢屈服强度、抗拉强度经验公式。结果表明:小冲杆试验得到的屈服载荷、最大载荷与试样厚度的平方成线性关系;由建立的经验公式计算得到的屈服强度和抗拉强度受厚度的影响较小,与单轴拉伸试验结果的最大相对误差分别为11.2%,12.3%。     

基于微小试样法的国产A508-Ⅲ钢力学性能测试研究

小冲杆试验法是利用冲杆冲压试样薄片,并记录试片从变形到失效的全过程的载荷一位移曲线,并借此分析得到材料屈服强度、抗拉强度等力学性能的试验方法。该方法所需材料少,特别适合于试验材料缺乏或在役设备的无损取样检测的情况。采用小冲杆试验法测试国产A508-Ⅲ钢的力学性能（包括屈服强度、抗拉强度）,并且与传统的标准试样测试的拉伸性能进行了比较,结果表明采用小冲杆试验方法能够有效测试材料的屈服强度及抗拉强度。     

材料微观缺陷对其小冲杆试验结果的影响

对16MnR和Q235两种钢材进行了多组试样的小冲杆试验,研究了材料微观缺陷对其小冲杆试验结果的影响.结果表明:由于Q235钢微观缺陷相对较多,其小冲杆试验的载荷-位移曲线分散度较大,试样断口形貌也较粗糙;材料微观缺陷对小冲杆试验的抗拉强度有比较明显的影响,而对屈服强度没有影响.     

基于A350锻件各向异性材料的小冲杆试验研究

通过小冲杆试验对锻造A350各向异性材料沿着轴向和周向两个方向进行了试验研究,并对所做的小冲杆试验数据和试样金相和断口形貌进行了分析。结果表明小冲杆试验可以有效地应用于评价各向异性材料的力学性能,对常规拉伸材料和小冲杆试样的断口对比分析,发现它们具有相同的断裂机理,为小冲杆试验与常规拉伸试验相关联提供了事实依据,同时也观察到试验中的尺度效应,小冲杆试样断口形貌韧窝尺寸要大于常规力学拉伸试样断口韧窝尺寸,本试验尺度下的小冲杆试样仍能够与常规力学试验数据有效地经验关联。     

用于金属材料单轴本构关系估算的长条形试样小冲杆试验方法研究

常规的小冲杆试验技术获取宏观材料的力学性能主要是通过经验关联法.但是经验关联法受小冲杆试验装置和试样尺寸的限制,尚没有一个统一的、公认的经验关联公式.为实现小冲杆试验技术获得材料的半解析解公式,采用新型长条形小冲杆试样,基于能量等效原理并结合有限元计算,提出了关于该试样的Chen-Cai半解析方程的4个系数,进而提出了依据长条形小冲杆试样的载荷-位移曲线估算金属材料的单轴本构关系的新型试验方法.针对Q345R钢和904L不锈钢,新方法的单轴本构关系估算结果与单轴拉伸试验结果较为吻合.     

小冲杆试验参数的有限元分析

小冲杆试验(small punch test，SPT)技术作为一种新型微试样试验技术近年来发展很快，通过极少量试样材料进行试验就可以得出材料的诸多性能。由于小冲杆试验过程很复杂，如果想直接用分析的办法得到令人满意的解析解很难，早期的一些研究也多重于经验公式的推导。随着计算机技术的发展，有限元方法(FEM)作为一种模拟分析工具逐渐应用到小冲杆试验研究中，文中通过ABAQUS有限元分析软件模拟小冲杆试验过程，并对试验中的钢珠直径d、下夹头直径D和试样厚度t以及摩擦因数μ的变化对试验结果的影响进行考察分析，发现试验结果对t的微小精度差异相当敏感，因此在圆片试样制备中要特别注意试样厚度t的尺寸精度。此外因为目前小冲杆试验参数D和d还不是很统一，因此对D、d不同而引起的载荷一位移曲线变化趋势的讨论将有助于分析比较不同研究者的试验结果。     

基于响应面法剪切修正GTN模型损伤参数的确定

采用Nahshon-Hutchinson剪切修正GTN损伤模型对小冲杆试验进行有限元仿真。以硅钢板为研究对象,基于有限元仿真和因子试验设计方法,研究了损伤演化参数对小冲杆试验载荷-位移曲线的影响程度,得出影响模拟准确性的关键参数为f_N、ε_N、k_s,并应用响应曲面法确定了这些参数的取值;断裂参数f_c、f_F以小冲杆试验载荷-位移曲线模拟和实验结果对比的方法进行标定。最后,基于不同厚度的小冲杆试样进行实验和模拟结果对比,验证了所确定参数的有效性。     

小冲杆试验技术测定金属材料强度性能

对小冲杆试验测定金属材料的屈服强度σy 和抗拉强度σb 的方法、试样制备、结果分析以及试验影响因素等方面都作了完整的研究和分析。在试验的基础之上 ,得到了σy—Py 和σb—Pmax间的经验关系式 ,从而真正实现了将小冲杆试验技术推广到实际工程应用中去的目的。     

小冲杆试验方法评价1.25Cr0.5Mo珠光体钢的蠕变性能

对1．25Cr0．5Mo珠光体钢的小冲杆蠕变试验结果和传统蠕变试验结果进行比较。试验结果表明小冲杆蠕变试验所获得的中心挠度变形曲线与传统蠕变试验的应变变形曲线是相似的。同时也发现在相同的断裂时间下，小冲杆蠕变试验中所施加的载荷值与传统蠕变试验的应力值的比值在一定载荷范围内为一恒量。在本次研究中，一些在传统蠕变试验中常用的经验公式如Larson—Miller法则、Dorn方程、Monkman-Grant关系式等被用束分析小冲杆蠕变试验。所得结论与传统蠕变试验的结论是相近的。综上所述，小冲杆试验方法可以用于高温下服役材料蠕变性能的评价。     

小冲杆试验评价材料的断裂韧度

为了评价材料断裂韧度，通过小冲杆试验对2．25Cr1Mo的回火脆态、脱脆态、焊缝区以及1．25Cr0．5Mo钢进行了试验研究，并对所得的小冲杆试验数据进行了分析。结果表明小冲杆等效断裂应变εe与小冲杆能量Esp之间存在重要的线性关系；同时发现断裂点的小冲杆能量值与材料的断裂韧度值线性相关。该方法为无法获取标准试样进行材料抗断裂性能评价场合提供了一种可行的测试技术。     

基于小冲杆试验技术的在役火电机组高压导汽管蠕变特性研究

采用小冲杆蠕变试验技术对某火电机组高压导汽管道开展566℃温度下的蠕变试验,得到了不同应力水平下挠度随时间的变化曲线。为了获得该材料的稳态蠕变特性,采用了Chakrabarty薄膜延伸模型和逆向有限元法对小冲杆蠕变试验结果进行了分析研究,获得了Norton方程中的材料参数A和n。同时对单轴蠕变试验与小冲杆分析试验获得的材料参数进行对比分析,结果表明小冲杆蠕变试验分析结果与单轴蠕变试验结果基本符合,但不同的分析方法获得的结果精度有所不同。     

U 型缺口小冲杆试验评价材料的各向异性

利用开U型缺口小冲杆试样对各向异性材料的轴向、周向和径向三个方向进行了不同温度试验研究,通过小冲杆能量随温度的变化,确定出小冲杆试验的转变温度TSP。结果表明,开U型直线槽小冲杆试验可以表征各向异性材料不同方向的韧脆转变温度及上平台冲击功之间的区别。结合常规小冲杆试验（不开缺口）,得到开U型缺口的小冲杆试验能够更有效地应用于评价各向异性材料的力学性能。     

小冲杆试验方法标准化研究（一）——通用要求

小冲杆试验方法是一种针对材料性能评价的微型试样测试技术,经过各国研究人员30余年的不断研究,该技术日趋成熟并已经在相关领域应用。由于各国的技术路线不同,其试验设备要求、试件尺寸、数据处理方法等均不统一,因此制订中国小冲杆试验法标准十分必要。分析了小冲杆试验法试验设备的关键性能指标,提出了试验设备的技术要求;分析了目前各国采用的小冲杆试样尺寸和模具尺寸及其对力学性能的影响,讨论并提出了标准试样尺寸建议。     

高温长期运行Cr-Mo钢断裂性能微试样测试实验研究

开展采用小冲杆微试样试验技术评定材料断裂性能的研究.针对2.25Cr-1Mo钢(脆化态和脱脆态)及1.25Cr-0.5Mo钢,将小冲杆试验测试结果与常规冲击韧度及断裂韧度试验结果相关联,得到小冲杆试样变形过程中消耗的总变形能与常规夏比冲击功间的对应关系经验公式,以及小冲杆试样等效断裂应变与材料延性断裂韧度间的关联式,说明可以直接采用小冲杆试验结果估算材料的冲击及断裂韧度值,为无法取标准试样进行材料抗断裂性能测试场合提供了一种可行的间接测试技术.     

基于小冲杆试验技术测试P91钢的强度

以某电站高压导汽管用P91钢为研究对象,对其分别进行常规单轴拉伸试验和常温小冲杆试验,通过试验标定法和逆向有限元法对小冲杆试验结果进行标定,得到了试验钢的屈服强度和抗拉强度,并与单轴拉伸试验结果进行对比。结果表明:试验标定法标定得到的屈服强度和抗拉强度与单轴拉伸试验结果的偏差分别为8.6%和21%,而逆向有限元法标定得到的屈服强度和抗拉强度与单轴拉伸试验结果的偏差均为-2%,逆向有限元法对小冲杆试验结果的标定精度更高。     

钛基复合材料小冲杆试验的有限元分析

采用小冲杆试验方法对Ti-6Al-4V合金和原位生成体积分数为5%,10%的TiB与TiC颗粒混合增强Ti-6Al-4V基复合材料的力学性能进行了试验,采用有限元分析了试样厚度和摩擦因数等试验条件对试验结果的影响。结果表明:有限元模拟的载荷-位移曲线与小冲杆试验曲线的走向基本一致,试样承受的最大载荷对其厚度十分敏感;载荷-位移曲线对于试样的摩擦因数并不敏感;通过有限元模型中的参数计算的三种钛材料的断裂韧度J_(IC)和小冲杆试验总能量E_(sp)与等效断裂应变存在线性关系,并建立了相应的经验公式。     

小冲杆蠕变测试技术的研究综述

小冲杆测试技术是一种评价材料性能的微型试样测试技术,可以确定材料弹性模量、屈服强度、塑性性能、抗拉强度、韧-脆转变温度、断裂韧性、蠕变性能等力学性能。该技术在新合金材料验证、焊缝热影响区性能描述、服役设备的剩余寿命预测等方面,得到各国学者的广泛关注和研究。其中,在材料蠕变性能的分析和预测方面,由于小冲杆蠕变测试技术具有表征全阶段单轴蠕变曲线的潜力,为高温服役设备蠕变性能评估及蠕变寿命预测提供了新的方法。小冲杆蠕变测试技术的理论和应用等方面已经取得了重要进展,但与传统蠕变测试方法相比,理论体系还不完善,在一些领域的应用尚处在探索和发展阶段,缺乏相关试验标准的指导,因此,有必要对现有研究成果进行系统分析和深入总结。基于现有国内外学者的相关研究成果,对小冲杆蠕变测试技术的试验系统、试样制备、试验操作、试验理论体系、有限元建模方法、试验结果处理、蠕变寿命分析方法等进行了综述;分析了目前该方法发展中的技术难题,对其未来发展趋势进行展望,以促进小冲杆测试技术的进一步发展。     

小冲杆试验评价平板式固体氧化物燃料电池钎焊密封接头力学性能研究

如何获得钎焊接头钎缝的力学性能一直以来是一个难题.通过小冲杆试验获得了平板式固体氧化燃料电池304不锈钢密封钎焊接头三明治结构弹塑性力学性能,并建立了含有Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)损伤参数的钎焊接头小冲杆试样有限元模型,采用试验与有限元分析结合的方法,利用逆向求解法获得了使用常规试验方法无法得到的接头钎缝的屈服强度、抗拉强度及损伤参数,并通过不同厚度的钎焊焊缝小冲杆试验验证了有限元模型的正确性.同时研究了 304不锈钢钎焊接头的断裂行为,结果表明钎缝的强度较母材差,钎缝厚度的增加会使得接头整体的承载能力减小.研究结果能够为平板式固体氧化物燃料电池钎焊自适应密封结构强度研究提供可行的试验方法和数据.     

基于Delphi的小冲杆试验机数据采集系统的开发

阐述了小冲杆试验技术的原理。在小冲杆试验机数据采集系统开发中引入了间接测量试样弯曲变形位移的新方法，使得测量更准确、操作更方便。并在Windows下基于Delphi6.0平台开发了适合小冲杆试验特点的数据采集程序，实现了载荷-位移曲线实时显示、存储与重绘等功能。     

不同小试样测量蠕变性能的比较研究

小试样蠕变试验技术,在服役构件力学性能测试中得到了广泛的发展与应用。目前已有小尺寸单轴试验、小冲杆试验、剪切冲压试验、压痕试验、三点弯试验、悬臂梁试验、固支直杆弯曲试验、圆环试验和双杆试样等方法。基于上述小试样方法,重点从试样尺寸、应力状态、关联式类型、蠕变性能、变形测量和影响因素等方面,全面地综述不同小试样测量材料蠕变性能的方法和结果的异同。通过对比发现,不同类型试样所得蠕变曲线差异较大。小冲杆试样的数据转换过程较为复杂,试验过程中影响因素较多。悬臂梁试样和圆环试样的等效标距较大,变形测量误差小。三点弯、悬臂梁和圆环试样,蠕变试验过程中存在大变形效应,可采用临界载荷法预先控制试验载荷范围。固支直杆弯曲试样方法对摩擦的敏感性较低,可获得较为准确的断裂数据。所得结论为选择合适的小试样方法测试材料的蠕变性能提供理论指导和依据。