烧结NdFeB永磁材料的力学性能及断裂行为的各向异性

对从同一磁体上切取取向不同的3组烧结NdFeB试样进行抗弯强度测定，对其抗弯断口进行宏观观察和SEM观察。对烧结NdFeB永磁材料的力学性能和断裂行为的各向异性进行了研究。研究结果表明：烧结NdFeB永磁材料的抗弯强度和断裂行为具有明显的各向异性。不同取向方向试样断裂的微观机制都主要为沿晶断裂。当取向方向沿抗弯试样的长度方向时，在断口上发现了明显的穿晶解理断裂，且该组试样的抗弯强度值明显低于沿其它两个方向取向的试样。     

不同屈服准则对MP980钢和5182-O铝合金塑性各向异性描述能力研究

基于MP980钢和5182-O铝合金沿轧制方向成不同角度的单轴拉伸和不同加载路径下的十字型试样双轴拉伸实验数据，通过计算测量数据与不同材料模型预测的单轴拉伸屈服应力与r值、等双轴拉伸屈服应力与r值和塑性功轮廓线的预测误差进行定量评估，分析了使用不同材料参数识别策略的Hill48、新数学形式的Barlat91(New)和Yld2000-2d各向异性屈服准则在描述塑性各向异性方面的能力，评价了这些材料模型的有效性和适用性。结果表明，使用应力各向异性数据识别材料参数，在描述与应力相关的实验数据时更为精确，使用变形各向异性数据识别材料参数，在描述r值时更加精确。包含更多材料参数的Yld2000-2d屈服准则相比于Hill48和Barlat91(New)可以更精确地反映两种板材的各向异性屈服行为。在使用完全相同的力学性能识别屈服准则的材料参数时，高阶模型对塑性功轮廓线具有更高的预测精度。     

车用6061-T5铝合金的力学特性及各向异性硬化行为的屈服准则

对车用6061-T5铝合金材料进行了拉伸和剪切力学试验研究,获取了不同应变下与挤压方向成不同角度的屈服应力和各向异性系数,分析了材料的各向异性特征;并在此基础之上,使用Hill1948和Karafillis-Boyce(K-B)两种各向异性塑性模型对材料进行了标定研究,发现两种屈服准则能够对特定应变下的单拉屈服应力进行较好的预测,但标定的方程系数随不同塑性应变发生明显变化,因此,为了揭示标定的屈服准则系数随塑性应变的变化规律以便完整描述铝合金的硬化特性,将上述两种屈服准则的系数表达成塑性应变的函数关系式,使得改进后的模型能够准确地描述6061-T5铝合金断裂前的完整力学特征。     

逆法识别金属板材颈缩阶段应力应变曲线

金属板料成形过程的仿真需要定义材料在大应变处对应的流动应力曲线,即真应力-应变曲线。文章介绍了一种逆向识别方法,通过结合单向拉伸试验和有限元仿真分析来获得金属板料在大应变区间内的流动应力曲线。仿真分析过程中通过构建合适的有限元模型,正确模拟分散性失稳期间的各向异性塑性变形行为。在得出材料完整的直至颈缩阶段的流动应力曲线后,建立多个不同的硬化模型描述该曲线,并比较拟合结果,发现改进的Hockett-Sherby模型效果最好。     

基于GISSMO断裂失效模型的高强钢落锤压溃仿真分析

选取不同性能的DP980钢开展落锤压溃测试过程失效分析。基于GISSMO断裂失效模型,设计了5种不同的断裂失效试样,获取了断裂时刻的等效塑性应变,并搭建了仿真分析模型,提取了各试样断裂时的应力三轴度,拟合获得了断裂失效曲线和塑性失稳曲线。采用仿真和试验相结合的方法,对材料的承载和吸能、不同位置单元的失效过程及相同位置单元的损伤进行了对比分析。研究结果表明：高扩孔性能DP980钢的扩孔率达到了77.6%,明显高于普通DP980钢,其局部延展性也大于普通DP980钢;高扩孔性能DP980钢单位压溃位移吸收能量比普通DP980钢提升了21.74%,表现出更好的吸能特性。     

6016铝合金冲压损伤演化和韧性断裂的细观力学表征

为了预测铝合金板料在冲压过程中的损伤演化和韧性断裂,在Gurson-Tvergaard-Needleman (GTN)细观损伤模型中引入Hill'48各向异性屈服准则,借助有限元软件LS-DYNA编写了能考虑材料各向异性的用户自定义子程序VUMAT。采用沿不同轧制方向的准静态拉伸试验获取6016铝合金材料的力学参数,并对样件断口微观形貌进行分析。为了准确表征6016铝合金在冲压过程中的损伤演化和韧性断裂性能,基于传统有限元标定法,新增样件断裂方式及断后颈缩量作为评判标准,利用修正的有限元标定法确定了一组材料的GTN损伤参数。运用Hill'48-GTN模型对6016铝合金杯突冲压过程进行了数值仿真并分析了其损伤演化机理,通过与试验结果的对比,验证了Hill'48-GTN损伤模型及修正有限元标定法的可行性。     

Mohr-Coulomb断裂准则在高强钢剪切仿真中的应用

基于修正的Mohr-Coulomb(MC)韧性断裂准则得到一种简化的断裂模型,选用1180MS超高强钢材料,设计了两种断裂试样,提出一套材料韧性断裂模型中材料参数识别标定的实验方法。通过拉伸实验,利用数据相关技术(Digital Image Correlation,DIC)测量了两种试样的断裂应变,通过计算得到适用于1180MS钢剪切仿真的断裂准则。进行了剪切实验并结合ABAQUS/Explicit软件进行了2D剪切仿真,将该准则应用到仿真中。结果表明,二维仿真模型能很好的描述剪切断面的形貌特征,仿真中的光亮带、塌角、毛刺高度及断裂带倾角与实验结果符合度较高,从而验证了断裂模型的准确性,为类似材料剪切仿真断裂准则的获取方法提供了参考。     

Development and Application of Micromechanical Models for Ductile Fracture

材料微观力学模型可应用于研究各种不同材料，如结构钢，中子辐照脆化焊接材料，球墨铸铁和铝合金等的韧性断裂。因为这些模型是依据韧性断裂微观机制的物理描述而建立起来的，所以其应用不受特定负荷条件和试样（或零部件）几何形状的限制。与Ｊ积分的概念不同，微观力学模型可以用来估算如铁素体和奥氏体这样在融合线上性能变化梯度很大的材料界面上的裂纹萌生和传播行为。本文提出了一种结合试验数据和计算模拟确定微观力学参数的方法，并演示了应用微观力学模型预测实际构件整体性能和断裂行为的可能性。     

基于MMC韧性断裂准则的高强双相钢成形极限研究北大核心CSCD

以高强双相钢CR450/780DP板材为研究对象,设计4种拉伸试样进行单向拉伸试验,获得了载荷-位移曲线与表面全场应变结果;采用有限元仿真分析手段,对4种试样的试验结果进行了对标分析,得到了材料硬化本构模型及应力三轴度、Lode角参数、等效塑性应变等历程数据;采用曲面拟合优化方法标定MMC韧性断裂准则的断裂参数。基于Keeler公式及简化的MMC韧性断裂准则分别绘制了高强双相钢CR450/780DP板材的理论和预测成形极限图,并通过半球形刚模胀形试验对预测结果进行验证。由对比结果可知,基于MMC韧性断裂准则预测的成形极限曲线与试验数据的吻合程度较高,验证了韧性断裂准则对高强双相钢CR450/780DP板材损伤与断裂预测的准确性与适用性。     

金属塑性损伤力学模型研究进展

针对金属塑性损伤力学模型进行综述,总结和介绍了连续介质损伤力学模型以及细观损伤力学模型各自的优缺点及应用范围,并简要概括了两种模型的区别.以韧性断裂准则为出发点,总结了包括Kachanov-Rabotnov模型、Bao-Wierzbicki模型以及GTN模型在内的各模型的发展历程,在此期间,应力三轴度和Lode角参数的...     

On the fracture toughness of intermetallics estimated from the work of fracture

In the present paper the regression analysis of the fracture toughness data obtained from 3 and 4 pt bending of single-edge pre-cracked beam and chevron-notched beam specimens of various intermetallic alloys calculated from the work of fracture γ_wof and the maximum load on the load–displacement curve is carried out in order to establish a relationship between both quantities.     

Characteristics of the fracture surface of gray magnesium cast irons after dynamic fracture

Conclusions Modification of gray test iron with as much as 0.08% Mg leads to globularization of graphite and greatly changes the average rate of fracture. The fracture of the pearlitic matrix is brittle in character. The fracture of the pearlitic matrix is brittle in character. Thus, the discrete pattern of crack propagation observed is due mainly to the presence of graphite inclusions, which are areas of scattering of the elastic energy of the crack — relaxation areas. Comparison of the electron fractographs of cast and heat-treated samples (alloy with 0.08% Mg) revealed new elements of brittle fracture in the latter. Crack propagation in the ferritic cast iron is a ccompanied by intensive twinning (Fig. 3g, positive replica). It should be noted that ferritizing annealing has a negligible effect on the average rate of crack propagation (350 m/sec).The presence of ferrite in castings of alloys modified with 0.15 and 0.23% Mg has a negligible effect on the fracture, since the ferrite contains silicon and is therefore not a ductile phase. Comparison of the type of fracture leads to the conclusion that fracture can be regarded as brittle for all the cast irons tested. The change in the fine structure of the fracture surface with increasing magnesium concentrations first manifest in increasing signs of brittle fracture (up to 0.08% Mg) and then in weakening of these signs, is due to the change in the rate of crack propagation, which in turn depends on the shape and distribution of graphite, depending on the structural condition of the cast iron.Institute of Problems of Machine Construction, Academy of Sciences of the Ukrainian SSR. V. I. Lenin Kharkov Polytechnic Institute. Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 8, pp. 26–28, August, 1979.     

Formula relating fracture strength and fracture ductility with strength coefficient and strain-hardening exponent

To theoretically calculate the strength coefficient and the strain-hardening exponent with conventional mechanical property parameters, formulas relating them with fracture strength and fracture ductility are studied using test data for ten alloys. The applicability of the traditional formula relating these four material constants is discussed first, and then new formulas are proposed based on the premise that the traditional approach cannot be used. The main conclusions made herein are that only under certain conditions can be traditional formula be used to describe the relationship among fracture strength, fracture ductility, strength coefficient, and strain-hardening exponent; otherwise, a new formula must be used.     

金属延性断裂准则精度的评价

为考察实际使用中10种断裂准则的精度,以2A12-T4铝合金为材料,进行5种不同应力状态的拉伸断裂试验,并在ABAQUS中计算其相应的有限元模型。当试验值与有限元结果足够接近时,提取有限元计算结果以研究各种准则的表现。结果显示,对于应力状态简单的试验,大多数准则均表现较好;对于应力状态稍复杂的试验,多参数断裂准则总体上优于单参数准则,其中以Norris准则、Wilkins准则表现最为优异。