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1.
增材制造材料缺陷表征及结构完整性评定方法研究综述   总被引:1,自引:0,他引:1  
金属增材制造过程中不可避免地会产生气孔和未熔合缺陷。尽管采取参数优化和后热处理能够在一定程度上降低缺陷水平,但至今尚无有效方法予以完全消除。这些缺陷作为典型的应力集中源,会诱导疲劳裂纹形核,从而大幅降低材料的疲劳强度和寿命,被视为增材构件可靠性服役的“顽疾”。从静态缺陷表征、动态缺陷演化、缺陷分级、缺陷-疲劳强度设计方法以及缺陷-疲劳寿命评估技术等五个方面论述增材制造缺陷与疲劳行为的研究进展。重点介绍借助X射线成像技术开展缺陷特征及演化的三维、无损、可视化表征与定量统计方法;进一步地,论述基于同步辐射光源的原位力学和疲劳测试系统及表征方法及其在原位、无损、实时、动态追踪缺陷或者裂纹演化机制方面中的应用;增材缺陷具有全域分布、形态多样、尺寸跨度大等特征,总结六种缺陷等级判断方法;在缺陷容限和损伤容限框架内,建立基于材料表面/亚表面/内部缺陷特征的疲劳强度和寿命评价方法。最后,指出借助数据驱动的高通量试验平台和机器学习算法、多尺度多物理场数值模拟是实现增材制造材料工艺设计-缺陷表征-性能评价一体化研究的重要研究课题。  相似文献   
2.
对激光淬火U71Mn钢轨淬硬层和母材进行纳米压痕试验,由载荷-压深曲线计算得到弹性模量和纳米硬度;建立淬硬层纳米压痕的轴对称有限元模型,基于幂强化模型并结合迭代法对载荷-压深曲线进行反演分析,确定幂强化模型的材料参数,并对反演分析的有效性进行验证。结果表明:淬硬层的平均弹性模量和纳米硬度分别为220.3,11.8GPa,与母材相比分别提高了4.9%和187.8%,且二者在淬硬层中分布较为均匀,仅在边界处发生突变;反演分析得到淬硬层的特征应力为3 146.0MPa,特征应变为0.038,应变硬化指数为0.64,名义屈服强度为498.3MPa;由反演分析得到的应力-应变曲线与给定参数确定的应力-应变曲线的吻合程度较高,说明此反演分析方法有效。  相似文献   
3.
以已有试验研究和细观本构框架为基础,在新发展的非线性随动硬化律中引入反映热恢复效应的修正项,得到了一个新的细观粘塑性循环本构模型;采用该模型对SiCP/6061Al复合材料在高温(300℃)下的时相关单轴拉伸和棘轮行为进行了模拟。结果表明:修正项的引入有效提高了模型对SiCP/6061Al复合材料高温单轴棘轮行为及其时间相关特性的预测能力。  相似文献   
4.
针对循环软化材料调质42CrMo钢进行了常规弯曲疲劳实验和弯曲微动疲劳实验,分析了常规弯曲疲劳和弯曲微动疲劳之间的差异,并讨论了循环弯曲载荷对疲劳寿命的影响。通过分析不同弯曲载荷下弯曲微动疲劳试样断口的形貌和不同循环次数下微动损伤的情况,揭示调质42CrMo钢弯曲微动疲劳过程中的损伤特性。研究结果表明:同一循环载荷作用下,弯曲微动疲劳的寿命明显低于常规弯曲疲劳的寿命;随着循环弯曲载荷的增大,弯曲微动疲劳的寿命降低更明显;微动引起的局部接触疲劳和局部塑形变形促进了弯曲微动疲劳裂纹的萌生和进一步扩展。  相似文献   
5.
针对实验揭示的面心立方金属多晶紫铜和多晶纯铝的单轴棘轮行为演化特征,采用一种基于晶体塑性理论的循环多晶塑性本构模型,对这两种多晶金属材料的单轴棘轮行为进行了本构描述。采用的循环多晶塑性本构模型中使用了一种简单的显式尺度过渡法则。结果表明:该本构模型对两种材料的单轴棘轮行为及其应力幅值和平均应力依赖性给出了很好地理论描述;同时,还揭示了面心立方单晶棘轮行为对单晶晶向的强烈依赖性。  相似文献   
6.
对玻璃短纤维增强树脂基复合材料(短纤维体积分数:28%,40%)的室温单轴循环棘轮行为进行了实验研究,讨论了复合材料在不同加载条件下的棘轮变形特征。结果表明:该复合材料在宏观层次上表现出与基体相类似的棘轮变形规律,即在非对称应力循环下也将产生明显的棘轮变形,并随应力幅值和平均应力的增加而增加;树脂基复合材料的棘轮行为具有明显的时间相关特性,棘轮应变值依赖于应力率和峰值保持时间。在建立玻璃短纤维增强不饱和聚酯树脂基复合材料棘轮行为的本构模型时必须考虑基体的黏性变形特征。  相似文献   
7.
316L不锈钢室温和高温单轴循环行为实验研究   总被引:6,自引:3,他引:3  
对316L不锈钢分别进行了室温、高温单轴应变控制和应力控制下的系统循环试验,揭示和分析了循环应变幅值、为幅值历史以及温度历史对应变循环特性的影响以及应力幅值、平均应力和温度及其历史对循环棘轮行为的影响。研究表明,无论是单轴应变循环特性是还是非对称单轴应力下的棘轮效应不仅依赖于当前温度和加载状态,而且还于温度和加载的历史,并得到了关于316L不锈钢室温和高温单轴循环行为的若干有意义的结果。  相似文献   
8.
316L不锈钢室温和高温单轴循环塑性流动特性分析   总被引:6,自引:4,他引:2  
康国政  高庆  杨显杰 《核动力工程》2001,22(4):324-330,336
在316L不锈钢室温、高温单轴应变控制和应力控制下的系统循环试验结果基础上,对两种控制模式下循环过程中的塑性流动特性进行了定量分析。揭示和分析了循环就变幅值、平均应变、温度及其历史与应变循环下以及应力幅值、平均应力、温度及其历史与应力循环下塑性模量演变规律之间的关系和影响。研究中着重讨论了循环棘轮行为与塑性模量和累积塑性应变之间关系。研究表明,应变循环中塑性模量的演变规律明显不同于非对称应力循环,室温和高温下非对称应力循环中的棘轮效应由塑性模量和积累塑性应变的演变规律共同决定。  相似文献   
9.
基体行为是短纤维增强金属基复合材料中一个重要的因素.本文将通过实验分析方法和在一定的理论分析模型上,借助于弹塑性有限元分析方法,对基体特性的变化对δ-Al2O3/Al合金复合材料力学行为的影响作较为详细的研究,其中包括基体性能对应力传递、抗拉强度以及断裂机理的影响.研究表明,基体性能的变化显著影响基体与纤维间的应力传递,从而对复合材料的抗拉强度和断裂机理产生较大的影响.  相似文献   
10.
W型试样在核反应堆压力容器用材料的断裂韧度测试中具有良好的应用前景。本文利用弱塑性有限元方法,通过与标准比例的紧凑拉伸试样(CT试样)的比较,分析满足J主导条件的W型试术在测量断裂韧度中的合理性。研究表明,在常用的裂纹长度和韧带长度范围内,W型试样在断裂韧度的测量中是合理而可行的。  相似文献   
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