数值模拟锥形杆对反射应力波的影响

应用锥形杆获得放大应力波信号过程中,过渡锥面形成的反射应力波和所要测反射波叠加,要区分开来就必须获得在相关锥形杆和入射波条件下锥面反射波的情况。采用数值模拟和部分实验验证相结合的方法来研究该问题。其中模拟过程分2部分,其一为在锥形杆形状固定的情况下分别模拟对不同宽度的入射波(矩形、三角和梯形)所形成的反射波的影响,其二为对于SHPB实验中常用的矩形入射波,讨论不同的锥体几何参数(特征长度、小端直径)的变化对反射应力波的影响。数值模拟结果表明:当入射波宽度和锥体的特征时间tL=L/C0接近的情况下,锥体对反射波波形的影响很大,而对于实际应用中的锥形杆及相应的梯形入射脉冲,如果锥体的特征长度远小于子弹的长度(10%),小大端的直径比d/D0.8的情况下,反射波应力可以按阶梯截面过渡杆进行计算,反射波从峰值应力处到平台区的过渡时间与入射脉冲上升沿时间接近,反射波上升沿、下降沿和波宽与入射脉冲基本一致,锥体特征长度对峰值应力的影响小于d/D值的影响。     

细观尺度下的保护层非均匀锈胀开裂分析

对锈蚀混凝土构件评估时,裂缝的分布形态和宽度是最主要的评估依据。本文根据在自然环境下钢筋锈蚀层的分布形态,基于细观力学模型采用过盈装配和损伤的方式模拟了钢筋非均匀锈蚀引起保护层开裂的全过程。分析了混凝土保护层开裂趋势、裂缝扩展方式、裂缝分布形态与保护层厚度、钢筋位置、骨料集配之间的关系,并与试验数据和现场检测现象进行对比,验证了计算结果的精确性。     

重载冷挤压模具用LD钢热加工工艺探讨

对重载冷挤压模具用LD钢在实际生产使用中热加工出现的问题和解决方法作了工艺研究探讨。研究采用高低倍组织观察,常规力学性能测试和断口观察分析不同状态下材料的组织变化。通过对材料的冶金质量分析,证实引起重载冷挤压模具开裂的主要原因是粗大共晶碳化物。通过电渣重熔+锻造+球化退火热加工工艺有效改善材料的冶金质量,细化和减少共晶碳化物,增加模具淬火状态下的合金固溶含量,回火过程中Cr、Mo、V碳化物的稳定弥散析出,提高了模具的抗压强度和韧性。     

LZ50钢在变幅荷载作用下应力交互作用的研究

在现有的研究中,材料的恒幅疲劳试验结果往往被用来表征其疲劳性能以及用于可靠性分析。但是在缺少变幅疲劳试验数据的情况下很难对材料的疲劳寿命给出较为准确的预测。利用超声疲劳试验设备对LZ50钢进行了变幅疲劳性能的研究。并利用扫描电子显微镜(SEM)观察分析了疲劳断口的形貌特征。试验采用了荷载步线性累加的加载形式,选取最大荷载σhigh=390 MPa。实验结果表明:经过小荷载作用后的实验材料其疲劳性能有着显著的增强,表现出明显的Coaxing效应。通过分析,引入强化因子对Corten-Dolan累积损伤准则进行修正,经修正过后的Corten-Dolan累积损伤准则能较好的预测材料在本文所使用工况下的变幅寿命。     

基于应力交互作用的超高周疲劳寿命估计方法

为研究50CrVA高强弹簧钢在变幅荷载作用下的超高周疲劳破坏行为及其裂纹萌生机理,利用超声疲劳试验机对50CrVA弹簧钢进行两级加载实验。得到超高周变幅疲劳性能,并基于Miner法则提出一种适用于超高周疲劳的寿命预测方法。该方法引入应力交互作用影响因子的概念,将预加载对剩余疲劳寿命的影响分为强化和损伤两部分,并分别给出两种影响因素的表达形式以及参数。结果表明,经修正后的Miner法则能对50CrVA的二级加载工况给出较好的寿命预测。     

LZ50钢在超高周疲劳条件下Coaxing效应的研究

利用超声疲劳试验设备对LZ50钢进行变幅疲劳性能的研究同时用扫描电子显微镜(SEM)观察分析了疲劳断口的形貌特征。试验采用荷载步线型累加的加载形式,选取最大荷载σhigh为390 MPa。结果表明:经过小荷载作用后的实验材料其疲劳性能有显著增强,表现出明显的Coaxing效应;引入强化因子对Palmgreen-Miner累积损伤准则进行修正,经修正后的Palmgreen-Miner累积损伤准则能较好地预测材料使用工况下的变幅寿命。