应力应变状态对FeMnSi系形状记忆合金形状记忆效应的影响

借助分析计算弯曲变形试样内部的主应力分布研究了Fe-12Mn-10Cr-5Si-4Ni合金在弯曲变形下的形变恢复特性，结果表明，在弯曲变形下，试样处于复杂的三向主应力作用状态，在小于2％低的弯曲变形量下，三向主应力中切向主应力σθ从数值上占据主要，因而试样的变形主要来自于σθ的作用结果，此时，变形试样内外层间存在的切向应力值差△σθ导致彼此间形变恢复过程的相互约束，从而使合金的形变恢复率不能达100％，随着弯曲变形存在的切向应力值差△σθ导致彼此间形变恢复过程的相互约束，从而使合金的变形恢复率不能达100％。随着弯曲变形量的增大，合金的变形逐渐置于三向主应力的综合之下，ε马氏体将被多取向地诱发形成且αM′的形成量越来越大，因而合金的形状记忆效应快速下降。     

Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金高温压缩断裂行为研究

采用Gleeble-1500D热模拟机对Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金两种形状试样在温度为400~450℃、应变速率为1s-1、变形量为28%~77%条件下的热变形行为进行研究。研究结果表明:试样形状导致试验合金应力状态不同,对热压缩断裂行为产生明显影响;法兰试样产生纵裂,圆锥试样产生与轴线呈45°角方向斜裂;锥形试样真应力-应变曲线中出现稳态流变阶段,应变增大,曲线再次上升;法兰试样流变应力呈线性上升趋势;法兰试样内整体晶粒变形均匀性较差,圆锥试样变形均匀,存在明显的变形流线。     

动态加载条件下冷轧5A06铝合金显微组织研究

以80%冷变形5A06铝合金为试验材料,利用分离式Hopkinson压杆加载装置(SHPB)进行动态冲击压缩试验,探讨高速形变响应规律,分析其动态力学行为;利用透射电子显微镜技术观察位错界面结构的变化,分析位错界面的高速形变响应。结果表明:预变形5A06铝合金在塑性变形前已发生绝热剪切行为,致使合金强度下降;初始位错界面成为高速形变过程中位错滑移的主要障碍;冲击前后,位错界面结构方向由与轧向平行演变为与轧向呈10°~20°夹角,位错界面间距由0.25μm演变为0.10~0.15μm。     

某新型粉末高温合金的高温变形与动态再结晶

运用Gleeble-1500 热模拟机,对热等静压态的某新型粉末高温合金进行了形变温度在1120-1170℃和应变速率在2×10-3-2×10-1s-1下的高温变形与动态再结晶行为研究。研究表明:该合金在高温变形时应力-应变曲线上峰值应力σp与温度T和应变速率ε之间符合下式关系:Z=ε·exp(Qa/RT)=A2σpn。在一定的变形条件下,通过高温变形过程中的动态再结晶能获得细晶组织,其动态再结晶晶粒平均尺寸与Zener-Hollomon参数呈双对数线性关系。     

VPI制备车用Cf/Al材料结构及弯曲性能研究

通过真空压力浸渗制备车用Cf/Al材料,测试其显微组织与抗弯曲性能.结果表明:Cf/Al材料致密度均值为95.1％,浸渗效果良好.径向、纬向形成黏连状纤维丝,部分具有微米孔洞.Cf/Al材料弯曲强度为341 MPa,弯曲模量为116 GPa.最初阶段都表现线弹性特点,具有较大载荷增量与较小位移增量.增大弯曲位移后,材料基体形成更多损伤缺陷,达弯曲极限时,曲线表现出缓慢卸载趋势.试样室温伸长率较小,呈脆性失效.Cf/Al材料弯曲处断口于内侧面受压形成黏连结构,径向纤维束发生较大屈曲变形而压断,纬向纤维束在挤压作用下变形,外侧材料受到拉伸破坏,基体组织开裂.     

静拉伸载荷下93W合金缺口效应和断裂特征研究

研究了９３Ｗ－４．５Ｎｉ－２．５Ｆｅ合金在静拉伸载荷下的缺口效应，并用光学显微镜和扫描电镜观察分析了其变形和断裂特征。研究表明，９３Ｗ合金具有较小的缺口敏感性；缺口试样的变形和断裂与试样的形状有关，而光滑试样的变形和断裂则主要取决于合金微观组织的分布和均匀性。     

静拉伸载荷下93W合金制品效应和断裂特征研究

研究了９３Ｗ－４．５Ｎｉ－２．５Ｆｅ合金在静拉伸载荷下的缺口效应，并用光学显微镜和扫描电镜观察分析了其变形和断裂特征。研究表明，９３Ｗ合金具有较小的缺口敏感性；缺口试样的变形和断与试样的形状有关，而光滑试样的变形和断裂则主要取决于合金微组织的分布和均匀性。     

中应变率下纯铜强迫剪切行为的研究

沿退火纯铜板材法向取帽型试样,用万能试验机在中应变率(1s-1)下对其进行压缩试验.借助金相显微、电子背散射衍射(EBSD)技术、显微硬度测试等手段,研究不同变形纯铜强迫剪切变形行为特征.结果表明:在中应变率下,试样力学响应加工硬化明显.变形主要集中在帽形试样两端的豁口连接处,且出现裂纹,并形成两端向中部扩展趋势.随变形量增加,剪切区域内部的晶粒首先沿剪切方向被拉长,随后破碎成等轴细晶,小角度晶界占比率逐步降低,越靠近剪切带,硬度越高,带内硬度明显高于带外.剪切带内晶体择优取向明显,且不同变形量样品的织构特征类似.     

挤压AZ31镁合金冷锻变形的组织演化

对挤压态AZ31镁合金进行不同方向的室温冷锻变形,变形量分别为3%、6%、9%、15%和18%。研究变形量对冷锻变形组织中孪晶的形态与分布的影响规律。结果表明:在冷锻变形初期,平行挤压方向的试样,大部分晶粒内部出现大量的{101ˉ2}孪晶;垂直挤压方向的试样,内部少量粗大晶粒内出现{101ˉ2}拉伸孪晶;随着变形量的增加,平行挤压方向试样内部{101ˉ2}孪晶减少,狭长的压缩孪晶增加,垂直挤压方向试样内部压缩孪晶增加。此外,当变形量增加至18%时,两种类型试样的锻造裂纹均主要起源于长条晶界和压缩孪晶界处。     

18Cr2Ni4WA曲轴钢的弯曲疲劳性能

<正> 150系列柴油机曲轴使用18Cr2Ni4WA合金结构钢制造。曲轴在工作中承受高速周期变化的弯曲和扭转负荷,应力较高而且复杂。因此,曲轴经最终热处理后,逐根切取试样进行机械性能试验。并定期选取曲轴进行解剖试验,在曲轴各个部位切取试样以进行机械性能,断口和低倍试验,并进行弯曲疲劳试验,在σ_(-1)为490.3MPa(50kgf/mm~2)下,循环周次达10~7次。     

车用铸态Ti-5.5Al合金热压缩变形行为研究

用铸态Ti-5.5Al-3.0Nb-3.0Zr-1.2Mo合金为基材,在Gleeble-3800D热模拟测试机上高温压缩测试,变形温度为750~900℃,变形速率为0.001~1 s^-1,总变形比例为75%。结果表明:应变提高,铸态合金加工硬化明显,流变应力呈直线增大;到达峰值应力后,组织开始软化,在软化与硬化过程达动态平衡时,获得稳定流变。处于低变形温度下,动态软化受应变率影响最明显,合金软化受变形温度与应变率共同作用。升温至850℃,存在动态再结晶现象,表现为动态回复。以较低应变率变形时,促进动态再结晶的快速完成,α相可促进动态再结晶转变。提高应变率后,合金中的β相软化机制由动态再结晶转变成局部塑性流变。     

高应变率下高温应变计灵敏度系数的校准方法

为校准高应变率下高温应变计在高温环境下的灵敏度系数,使用具有快速高温同步组装功能的高温、高应变率耦合的分离式Hopkinson杆装置对其灵敏度系数进行标定。将待校准的高温应变计粘贴在标准试样表面,并与试样处在相同温度与受力环境。对试样同步施加高温与高应变率加载,对比分离式Hopkinson杆上标准应变计信号与试样上高温应变计的输出信号,得到高温应变计的灵敏度系数。结果表明：采用新方法可以实现环境温度在293~1 473 K的范围,应变率在10³ s^-1量级的灵敏度标定;应力波弥散和衰减引起的校准灵敏度系数误差只与入射波幅值的积分呈线性关系,相对误差仅为2.39%;试样不均匀塑性变形导致的误差不超过1.6%;校准结果的合成不确定度为1.517%。新方法可以对高温应变计进行高温、高应变率环境下灵敏度系数的校准。     

AZ61B镁合金热模拟挤压变形的研究

采用Gleeble-1500D热模拟机,对AZ61B镁合金在温度为623K和673K,应变速率为0.01,0.1、1 s-1时,应变量为50%的高温塑性变形行为,以及热模拟后镁合金组织的变化进行了研究。分析了流变应力与应变速率和温度的关系,计算出了应力指数和变形激活能,结果表明:流变应力随应变速率的增加而增加,随应变温度的增加而减小;镁合金发生了动态再结晶,有大量细小等轴晶出现,探明了变形软化的主要机制是动态再结晶。     

一维应力动态加载下战斗部装药力学响应预报模型

为获得战斗部装药在高过载侵彻下的动力学行为,对战斗部装药（黑索今(RDX)基高聚物粘结炸药(PBX)）在高应变率下的动态力学响应特性进行了研究。采用改进的分离式霍普金森压杆(SHPB) 实验技术对RDX基PBX炸药动态力学性能展开研究、压电传感器监测试件两端应力状态、高速相机拍摄实验中的试件变形过程,确保实验试件变形在动态应力平衡和常应变率加载条件下进行,保证实验数据的有效性。结果表明,该RDX基PBX炸药具有明显的密度效应及应变率效应,当应变超越0.075时应变率效应显著增强。基于应变能函数,建立该RDX基PBX炸药在一维应力状态下修正的Rivilin本构模型,模型拟合结果与实验结果基本相符,仿真结果得到的应变时间信号及试件变形模式与实验结果基本吻合。     

退火态TC4钛合金热变形本构关系的研究

利用Gleeble-3800热模拟机对TC4钛合金在550~800 ℃温区进行热变形试验研究。通过真应力、真应变分析得到TC4钛合金峰值应力随温度升高而降低、应变速率增大而升高,确定了550~800 ℃温区热变形激活能、建立了流变应力本构关系以及峰值应力与温度和变形速率之间的函数关系。通过热变形模拟为TC4钛合金热加工参数的合理制定与控制提供依据。     

稀土微合金化AZ80镁合金的热压缩变形行为

在应变速率为0.01~10 s-1、温度为300~450℃的条件下,采用热机械模拟实验研究稀土微合金化AZ80镁合金的热压缩变形行为。结果表明,温度和应变速率对流变应力的影响显著,随着试验温度的升高和应变速率的降低,流变应力减小。微合金化后镁合金的热压缩变形仍受热激活控制,可采用Z参数描述合金在高温压缩变形时的流变应力-应变行为。     

Mg-Al-Zn-Nd稀土镁合金热压缩动态再结晶的研究

采用Gleeble-1500D热模拟机对Mg-Al-Zn-Nd稀土镁合金的变形规律及动态再结晶行为进行研究。结果表明:合金的流变应力随应变速率的增大而增加,随温度的升高而降低;变形量对应力-应变关系的影响很小;变形过程中发生动态再结晶,随变形程度的增加,动态再结晶晶粒不断增多,材料呈现明显的软化趋势,流动应力下降。当动态再结晶过程完成以后,继续变形,材料又出现硬化行为;并且动态再结晶平均晶粒尺寸的自然对数与Zener-Hollomon参数的自然对数呈线性关系。根据实验分析,合金适宜的热加工条件为:变形温度400～450℃,应变速率0.1～5s-1。     

WSTi3515S钛合金超塑性拉伸变形行为的多尺度模拟

金属材料在塑性变形过程中存在多尺度效应,而多尺度建模仿真是研究多尺度效应的一种有效方法。基于动态再结晶热黏塑性本构理论,对WSTi3515S阻燃钛合金的拉伸变形行为进行仿真模拟,建立相应的多尺度模型,研究变形过程中材料的宏观力学响应和微观应力分布。结果表明:宏观拉伸模拟获得的应力-应变曲线与试验结果吻合;多晶集合模型体积单元,其整体响应与宏观试样微区的行为吻合较好;在变形过程中,应力-应变分布均从中心区向四周扩展,且在高温低应变速率下,应力-应变分布更均匀;随着应变增大,变形局部化由于应力的相互牵制而松弛,应力集中被有效缓解,使变形持续进行,从而获得较好的塑性。     

固体火箭发动机矩形粘接试件多角度拉伸过程变形测量与破坏模式

为了研究固体火箭发动机矩形粘接试件多角度拉伸过程的变形特点与破坏模式,按照航天行业标准QJ 2038.1A—2004制作了矩形标准试件,对其分别进行了0°、22.5°、45°、67.5°、90°角度拉伸试验。采用数字图像相关方法对拉伸过程试件变形进行测量,获得了多角度拉伸条件下粘接试件应变场分布;分析45°单角度拉伸条件下粘接试件破坏模式与多角度拉伸过程试件的应变演化规律。研究结果表明：0°拉伸时粘接试件强度最大,90°拉伸时伸长率最大;界面尚未脱粘时粘接试件的应力随外界拉伸应变的增大而线性增大,界面脱粘后应力随拉伸应变的增大而开始下降;界面法向方向的变形更容易导致界面的脱粘;拉伸角度的变化使界面关键位置发生不同程度的变形,造成粘接试件不同的破坏模式。     

7055铝合金薄板件时效应力松弛成形有限元模拟

分析等厚薄板件的弯曲时效应力松弛成形过程,通过应力松弛拉伸试验确定7055T7751铝合金在182 ℃下的应力松弛本构方程,应用有限元方法对该铝合金等厚薄板件的单曲率弯曲时效应力松弛成形过程进行模拟计算,分析薄板件在成形过程中应力和应变的变化情况,最后通过对比薄板件弯曲回弹的试验结果和模拟结果,说明利用该本构方程建立的有限元模型对回弹的预测有效。