对称应力下冷变形多晶铜的循环蠕变

在低于预应交流变应力的载荷下对冷变形多晶铜进行拉压对称的恒应力循环。较低应力幅下仅发生反向蠕变,较高应力幅下反向蠕变后又出现明显正向蠕变。本文用长程内应力模型解释了反向蠕变,而正向蠕变可能与部分位错胞壁的逐渐解体有关,也可能是由材料固有的拉压不对称所致。还分析了应力幅和预应变量对循环蠕变的影响。     

大功率发动机活塞蠕变-疲劳可靠性分析方法研究

针对大功率发动机活塞在周期性爆发压力、活塞销反力、高温及循环热载荷复杂工况下经常出现的蠕变-疲劳故障现象,通过试验和数值模拟方法研究材料、高温等因素对蠕变-疲劳故障的影响规律,提出基于故障物理的机械可靠性设计分析技术,以故障机理为单元,分别建立蠕变、疲劳及其交互作用的损伤模型,利用损伤等效方法建立基于线性损伤累积的活塞蠕变-疲劳可靠性模型,对活塞可靠度、灵敏度和可靠寿命进行了分析计算,并对计算方法进行了对比验证,计算结果与传统蒙特卡洛法计算结果接近,但计算量明显减少.     

复合改性双基推进剂黏弹性-黏塑性-黏损伤本构模型研究

为描述复合改性双基(CMDB)推进剂复杂的力学性能,推导出黏弹性-黏塑性-黏损伤本构模型。进行一系列蠕变-回复试验,获得了本构模型参数。通过不同应力水平和不同加载时间下的蠕变-回复试验和恒加载率-回复试验,验证了本构模型的有效性。结果表明：黏弹性-黏塑性-黏损伤本构模型能够预测CMDB推进剂的蠕变-回复响应和恒加载率-回复响应;与黏弹性-黏塑性本构模型相比,黏弹性-黏塑性-黏损伤模型对CMDB推进剂力学性能的预测能力明显提高;损伤变量随着应变增大,在经过缓慢增大和快速增大后逐渐趋于稳定,应变变化越慢,损伤变量越大,黏弹性-黏塑性-黏损伤模型和黏弹性-黏塑性模型的预测结果差别就越大。     

PBX材料的蠕变损伤本构关系

依据分子链变形和滑动观点分析了ＰＢＸ材料的蠕变机理,指出聚合物蠕变是颗粒高度填充聚合物基合材料蠕变的主要根源。用一维粘弹性蠕变损伤模型对Ｊｏｈｎｓｏｎ的实验数据作进一步分析,讨论了ＰＢＸ造型粉粒度等因素对ＰＢＸ聚合物基复合材料蠕变损伤的影响,并指出ＰＢＸ材料的蠕变损伤存在某种随机性。     

塑料粘结炸药装药的蠕变损伤一维模型

本文提出了关于塑料粘结炸药装药的粘弹性蠕变损伤一维模型 ,按此模型拟合的曲线与Johnson H D的实验结果一致。由此指出 ,决定于粘结剂的热软化和决定于炸药颗粒特征的初始损伤度是影响塑料粘结炸药蠕变损伤特性的重要因素 ;对蠕变柔量的分析表明 ,适当选择塑料粘结炸药的粘性系数 ,有可能抑制材料发生蠕变损伤破坏     

固体火箭发动机粘接界面蠕变损伤研究进展

固体火箭发动机粘接界面在长期立式贮存下因蠕变效应产生损伤。本文从蠕变条件下界面损伤影响因素、界面损伤测试试验和界面损伤数值模拟3个方面综述了相关研究进展,指出了蠕变条件下粘接界面累积损伤不容忽视,总结了试验和数值模拟研究中的不足,并进行了展望。分析认为,试验研究的难点是设计合理的试验和选取有效表征损伤时效性的变量,数值模拟研究的重点是构建含损伤的蠕变型界面内聚力本构模型,以期为开展贮存条件下粘接界面的性能评估研究提供一定参考。     

基于能量耗散率的NEPE推进剂疲劳损伤分析

为研究NEPE推进剂在应变加载条件下的疲劳损伤演化,基于循环加载过程中的推进剂耗散能变化,利用能量耗散变化比对推进剂疲劳过程进行分析。通过4个应变幅值进行了单轴拉伸疲劳试验,得到不同应变幅值下NEPE推进剂疲劳寿命,并得到在不同加载周次下的耗散能。结果表明,这种能量法能够以直观的方式解释疲劳损伤过程中损伤的累计,在对数坐标下耗散能变化比的稳定值与疲劳寿命呈明显的线性关系,稳定值随初始加载应变幅值的增大而增加。当加载应变增大时,材料稳定段相邻加载间损伤累计越快,疲劳寿命相对减小,也解释了2次循环加载间损伤发展的原理。     

蠕变-热疲劳裂纹的控制参量研究

考虑材料的双线性随动强化和蠕变特性，用有限、元方法分析了蠕变一热疲劳裂纹的张开过程。裂纹在加热和保温过程中受压应力作用，处于闭合状态。由于加热和保温过程产生的非弹性应变不能自由恢复，降温过程的后期产生垂直裂纹面的拉应力，使裂纹逐渐张开。此时裂纹附近材料的温度已经下降到蠕变温度以下，并且裂纹的张开过程是热应力的卸载过程，因此C“参数和，积分不适用于蠕变一热疲劳裂纹。在小范围屈服条件下，可用应力强度因子作为蠕变一热疲劳裂纹的控制参量。计算表明，延长保温时间，升高加热的景高温度，增加裂纹长度都能够使应力强度因子增大。     

金属基复合材料热应力疲劳寿命预测

根据基体材料的机械疲劳、蠕变、氧化损伤寿命预测模型,用细观力学弹性约束法研究了A12xxx-T4基体、SiC增强金属基复合材料在几种不同形式的同相热应力循环载荷作用下的热应力疲劳寿命.结果表明:在给定应变范围和温度变化范围的条件下,该金属基复合材料热应力疲劳寿命随增强物体积百分比的增加、应变率的下降或热应力循环载荷停滞时间的增加而降低.     

时间-温度-应力等效原理在TATB基PBX拉伸蠕变中的适用性分析

为验证时间-温度-应力原理在TATB基PBX拉伸蠕变中的适用性,实现长期拉伸蠕变变形评估计算,开展了某TATB基PBX恒应力不同温度的常规拉伸蠕变实验和恒温度梯级拉伸蠕变实验,采用陈氏法对梯级加载蠕变曲线进行分解处理,得到恒温度不同应力的拉伸蠕变曲线,基于非线性粘弹性材料的时间-温度-应力等效原理,采用二分法计算程序对各蠕变柔量曲线进行了平移汇集,获得了参考温度和应力（30 ℃、3.0 MPa）下的温度应力耦合蠕变柔量主曲线和考虑温度和应力的Williams-Landel-Ferry方程参数。结果表明在所分析的温度范围（30~50 ℃）和应力范围内（1.0~5.5 MPa）,TATB基PBX的拉伸蠕变行为较好地符合时间-温度-应力等效原理描述,可以利用该原理通过高温度高应力的PBX短期拉伸蠕变实验预测其低温低应力的长期拉伸蠕变变形。     

内燃机燃烧室镶块的蠕变与热疲劳研究

作者编制了二维温度场、热弹塑性、蠕变、热疲劳以及计算机绘图的有限元分析程序包.本文利用本程序包对S195内燃机燃烧室镶块低周热疲劳寿命进行了计算预测,分析了镶块常见的破坏原因,并对内燃机受热零件的热疲劳分析提出了一些有益的设计依据。     

疲劳损伤对NEPE推进剂力学性能的影响

为了研究疲劳损伤对NEPE推进剂力学性能的影响,文中测定了NEPE推进剂不同疲劳循环周期后的弹性模量。实验采用频率为5 Hz的正弦波,循环至一定周期后卸载,再将试样进行单轴拉伸试验,并测量其初始弹性模量。基于初始弹性模量定义了损伤因子D,进而建立了疲劳损伤方程,且由实验数据拟合了方程参数。结果表明:疲劳损伤会影响NEPE推进剂弹性模量,损伤因子随循环周期增大而增大,在循环开始阶段损伤速率较快,随循环次数增加逐渐变小。     

Ni-Al-Mo复合材料的力学性能

本文论述了定向凝固法制得的Ni—Al—Mo复合材料的力学性能。此材料不仅具有高的拉伸强度和蠕变寿命,而且具有优良的疲劳性能,是一种很有发展前途的高温结构材料。     

17Cr不锈钢高温蠕变中的内耗及位错组态

研究了铁素体型不锈钢蠕变过程中的内耗变化与其位错组态(密度,分布)的关系。结果表明,内耗曲线与蠕变曲线有很好的对应性,蠕变各阶段内耗的变化反映了蠕变过程中位错组态的变化及蠕变机制的改变。     

桥用铝合金的低周疲劳亚结构

在应变幅控制下，研究了桥用铝合金在两种热处理工艺下的循环特性及其微观结构的变化。结果表明：在应变幅为△ε＿ｔ／２＝０．４％～１．０％范围内，热处理工艺Ⅰ合金循环软硬化现象不明显，热处理工艺Ⅱ合金表现为循环硬化特性。ＴＥＭ分析表明，不同热处理工艺下合金循环断裂时均已形成结构清晰形状完整的胞状位错结构，影响胞结构形成的主要因素可能是层错能、应变幅等，与材料的组织状态没有关系。     

氧化铝陶瓷缺口件循环疲劳及断裂机理

用实验方法研究了Ａｌ＿２Ｏ＿３陶瓷缺口试件在循环载荷作用下的疲劳寿命。结果表明，缺口导致的应力集中效应显著降低了循环疲劳寿命；若用缺口根部最大应力为应力水平，则不同缺口半径陶瓷试件具有相同疲劳断裂规律，说明陶瓷材料的疲劳集中系数和理论应力集中系数相同。本文还分析讨论了陶瓷材料的循环疲劳寿命表达式和循环疲劳断裂机理。     

基于H-K 固体模型的玻璃钢蠕变分析

在对复合材料粘弹性力学理论进行研究的基础上,建立H-K 线性固体蠕变本构模型。运用有限元理论, 借助ABAQUS 提供的用户材料子程序UMAT 对H-K 线性固体蠕变模型进行二次开发,对玻璃钢单向板单轴拉伸的 蠕变性能进行仿真分析。通过拉伸蠕变加速实验拟合得出相关材料参数,将实验数据与理论模型、仿真模型的蠕变 曲线进行对比验证。验证结果表明：理论与仿真模型的蠕变规律能较好地与实验数据吻合,材料本构模型可对玻璃 钢长期性能进行仿真预测。     

高聚物粘结炸药蠕变行为的近场动力学模拟方法

近场动力学是一种新的无网格方法,发展了其对材料粘弹性力学行为的分析能力。采用Burgers粘弹性模型,结合非线性粘弹体的时间-应力等效原理,推导出非线性粘弹体在不同应力下的蠕变柔度的表达式和近场动力学蠕变本构力函数,建立起可应用于高聚物粘结炸药的近场动力学蠕变模拟方法。模拟了PBX9502的蠕变行为,并通过实验验证。建立的方法可用于高聚物粘结炸药在温度和应力共同作用下的蠕变行为分析。     

复合夹芯结构单元模型静压蠕变特性试验研究

复合材料夹芯结构在海洋结构物中应用越来越广泛,而长期的深水环境工作会使这种结构发生蠕变,影响其形变特征,从而对海洋结构物的正常工作性能产生影响。选取复合夹芯结构的典型单元,开展静压蠕变试验研究,详细介绍了试验方法和过程,并对试验结果进行分析和讨论:海洋结构物附体表面变形不会因蠕变发生显著变化,蠕变对附体结构的水动力特性影响极为有限。提出了复合夹芯结构静压蠕变试验的几点建议:严格控制试验过程中的水温变化,减小水温对蠕变的影响;试验前对夹芯结构多次加压,减小工艺缺陷对蠕变的影响。     

温度对HTPB推进剂疲劳特性的影响

为了研究端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂不同温度下的疲劳特性,进行了不同温度下恒应力控制的疲劳循环加载试验。以峰值应变作为损伤因子,基于损伤力学和粘弹性理论,建立了HTPB推进剂含温度效应的疲劳损伤三阶段演化模型。结果表明,随着温度的升高,材料的疲劳寿命缩短,疲劳断裂应变增大。疲劳过程中的峰值应变具有明显的三阶段演化规律:初始变形阶段、稳定发展阶段和加速阶段。建立的三阶段演化模型克服了两阶段模型不能考虑宏观裂纹扩展的缺点。拟合模型参数,运用线性回归的方式预测了213 K和333 K的理论结果,该结果和试验结果较为一致,因此,它可以很好地表征材料的损伤演化规律。