单轴拉伸试样的颈缩过程及形变强化特性的影响

本文研究了单轴拉伸试样的颈缩发展过程,分析了材料形变强化特性对颈缩发展速度和颈部轮廓形状的影响。研究表明,颈缩是一个随应变量增加而加速发展的塑性失稳过程,形变强化指数是衡量材料的抵抗颈缩加速发展和颈缩变形局部化的能力的标志。     

面心纯铝单向拉伸的晶体塑性学有限元模拟

基于率相关晶体塑性本构模型,实现了晶体塑性学有限元模拟过程。直接将电子背散射衍射(EBSD)获取的晶粒初始取向输入晶体塑性有限元模型,分别预测了单向拉伸面心1050纯铝过程中的力学响应与织构演化。应力应变响应数值模拟结果与实验结果有较好的一致性,同时也存在一定的偏差。两种多晶模型(Taylor模型和有限单元模型)分别模拟了单向拉伸真应变0.25和0.37时的织构演化。随着真应变的增加,两种丝织构(〈111〉织构和〈100〉织构)变得更加锋锐,模拟结果与EBSD实验测得的织构演化结果有较好的一致性。     

5052铝合金板材磁脉冲动态拉伸塑性失稳分析

为揭示磁脉冲成形的增塑机制,采用理论分析与微观组织观察相结合的方法对5052铝合金板材磁脉冲动态拉伸过程中动态成形行为和塑性失稳机制进行了系统研究.结果表明,惯性力在动态成形中起主要作用,惯性力对试样的结构失稳具有抑制作用,从而使试样的塑性提高并产生分散失稳;5052铝合金动态成形和准静态成形的成形性质相似,不会产生特殊的组织结构,塑性变形机制均为位错滑移机制;准静态成形过程以均匀单系位错滑移为主,断裂伴随着位错的缠结和攀移;而动态成形过程中,位错滑移趋于多系开动,在大面积区域出现明显的交滑移现象,且滑移带较准静态成形时窄且密,位错组态更均匀;动态成形的多系滑移和位错均化作用可在比准静态成形高的多的塑性应变水平下形成,从而使材料表现出较高的塑性和强度.     

非晶合金塑性理论研究进展

非晶合金是一类兼具玻璃和金属双重特性的新型材料,具有一系列优异的力学、物理和化学性能,已经在国防、空天等领域显示出广阔的应用前景。非晶合金内部原子排列长程无序、短程有序,没有位错、晶界等传统意义上的晶体缺陷。因此,基于位错、孪生等微观机制的经典塑性理论在描述这类材料的塑性行为时遇到了极大的挑战。目前普遍认为,非晶合金宏观塑性流动是微观动态“流动事件”时空演化的结果。但是,对于“流动事件”的认知还很不清楚。主要介绍了目前几种代表性的非晶塑性流动理论：自由体积理论、剪切转变理论、剪切转变区理论以及协同剪切模型,并对非晶塑性流动的结构起源以及局部化剪切带机理进行了评述,最后简要展望了非晶塑性机理发展的几个问题。     

汽车板单向拉伸过程中变形热实验研究及有限元分析

文章针对汽车用钢板进行单向拉伸变形热实验研究及有限元分析,通过进行不同速度下的单向拉伸变形热试验,获得了试件表面温升的变化规律,结果表明,试件靠近颈缩部位的温升最高,由颈缩部位向试件两端温升值逐渐降低;随着变形速度的提高,试件表面温升值逐渐增加;采用ABAQUS有限元软件进行了不同速度下的单拉变形热数值模拟,与试验结果对比分析表明,有限元结果与试验结果吻合较好。     

AZ31B镁合金薄板的单向拉伸行为实验研究

在Gleeble-3500热模拟试验机上对AZ31B镁合金薄板(0.6 mm)拉伸试样在100～350℃的温度范围和1×10-1～1×10-3s-1的应变速率范围内进行了的单向拉伸实验,根据实验结果对AZ31B镁合金薄板的力学性能进行了分析.结果表明:AZ31B镁合金薄板在较低变形温度100～150℃时,应变速率对流动应力的影响不大;相比之下应变速率对AZ31B镁合金的断裂伸长率却有一定的影响,提高应变速率会降低材料的伸长率;在较高变形温度(200℃以上)时,应变速率对流动应力的影响比较明显,表现出显著的应变速率敏感性.     

AZ91D镁合金薄板的单向拉伸实验研究

使用Gleeble-3800热模拟试验机在25～400℃温度范围内对AZ91D镁合金薄板拉伸试样以3种不同的应变速率分别进行了单向拉伸实验,研究了应变速率和温度对AZ91D镁合金薄板主要力学性能的影响,并分析了拉伸试样在不同温度下的断口形貌特征。研究结果表明：材料的流动应力会随着应变速率下降和温度上升而逐渐减小;在25～200℃温度范围内,流动应力下降并不明显,而当温度升高到250～400℃时,流动应力下降比较明显,并且当温度升高到350℃以上,材料出现了明显的稳态流动现象;当温度较高时,流动应力对应变速率的改变很敏感,流动应力随应变速率的降低显著降低;材料在高温时具有较好的塑性,材料的断裂方式为很明显的韧性断裂。     

扩散控制超塑性拉伸断面均匀收缩的临界应变速率

引入了一个衡量超塑性拉伸断面收缩均匀性的特征参数λ,在假设变形以扩散为主的条件下,导出了λ的表达式。令λ=0时,得到断面均匀收缩的临界应变速率ε觶cri。ε觶cri与扩散系数和应变量成正比,与试样原始截面积成反比。对AZ31镁合金超塑性拉伸特征参数λ值的测定结果表明:当应变速率越接近于临界应变速率,λ越小,试样越接近均匀变形。     

汽车用高塑性奥氏体TWIP钢的热变形行为分析

研究了汽车用高塑性奥氏体TWIP钢的热变形行为。结果表明,在单向拉伸试验中,随着应变的不断增加应变硬化率先迅速减小,后增加至峰值,最终又开始减小。疲劳加载实验下实验钢开始出现循环硬化,随后表现出稳定、软化特性。     

基于棒材拉伸试验确定金属材料真实应力应变关系的研究

根据颈缩段塑性变形前后体积不变的原理,并假设拉伸试棒颈缩后的轮廓为圆弧,推导出了颈缩段最小直径和颈缩段轮廓半径的计算公式。依据计算出的颈缩段最小直径和颈缩段轮廓半径,可以计算出材料的真实应力和真实应变。考虑到试样颈缩部位处于三向应力状态下,对计算得到的真实应力依据Bridgman的应力公式进行了修正。通过采用的真实应力应变的计算方法,对TC4材料单向拉伸的试验数据进行处理,获得了TC4材料的真实应力应变曲线。基于TC4真实应力应变曲线和拉伸试验条件,建立TC4材料单向拉伸试验的有限元模型,利用获得的力和位移曲线与单向拉伸试验获得的曲线进行比较,结果高度吻合,证明了这种计算真实应力应变方法的可行性和工程实用性。     

Calculation of temperature distribution in adiabatic shear band based on gradient-dependent plasticity

A method for calculation of temperature distribution in adiabatic shear band is proposed in terms of gradient-dependent plasticity where the characteristic length describes the interactions and interplaying among microstructures. First, the increment of the plastic shear strain distribution in adiabatic shear band is obtained based on gradient-dependent plasticity. Then, the plastic work distribution is derived according to the current flow shear stress and the obtained increment of plastic shear strain distribution. In the light of the well-known assumption that 90% of plastic work is converted into the heat resulting in increase in temperature in adiabatic shear band, the increment of the temperature distribution is presented. Next, the average temperature increment in the shear band is calculated to compute the change in flow shear stress due to the thermal softening effect. After the actual flow shear stress considering the thermal softening effect is obtained according to the Johnson-Cook constitutive relation, the increment of the plastic shear strain distribution, the plastic work and the temperature in the next time step are recalculated until the total time is consumed. Summing the temperature distribution leads to rise in the total temperature distribution. The present calculated maximum temperature in adiabatic shear band in titanium agrees with the experimental observations. Moreover, the temperature profiles for different flow shear stresses are qualitatively consistent with experimental and numerical results. Effects of some related parameters on the temperature distribution are also predicted.     

Analysis of localized shear deformation of ductile metal based on gradient-dependent plasticity

1　INTRODUCTIONFailureprocessofmaterialsisparticularlycom plex ,whichisaprobleminvolvedinmulti scaleandmanydisciplines .Thoughscientistsfrommanycoun trieshavecontributedsomeimportantresultsfortheprobleminrecentyears ,furtherinvestigationsbyme chanicalscientists ,physicistsandmaterialscientistsarenecessarytoobtainafullunderstandingofthefailuremechanisms .Especiallyinlast 2 0 years ,asamechanismofprogressivefailure ,theproblemoflocalizationhasat tractedtopicinterest .Asaconsequenceofsofteni…     

基于梯度依赖的JOHNSON-COOK模型的韧性绝热剪切敏感性

以基于梯度塑性理论提出的绝热剪切带内部的局部塑性剪切变形分布的理论表达式为基础,研究10个参数对绝热剪切敏感性的影响。对LIAO及DUFFY给出的Ti-6Al-4V绝热剪切带内部的1条流线的实验结果进行最小二乘曲线拟合。估算绝热剪切带宽度取值不同时的临界塑性剪切应变。理论曲线很好地反映了绝热剪切带内部流线的非线性变形特征。利用不同的临界塑性剪切应变值反算了JOHNSON-COOK模型中的一些参数。研究发现,绝热剪切敏感性随着初始静态屈服应力、功热转化因子和应变率参数的降低而降低,这与密度、热容、环境温度及应变硬化指数的影响刚好相反。所提出的模型可以预测绝热剪切带的宽度由高至低的演变过程,直到达到一个稳定值,这一点DODD和BAI模型做不到。     

42CrMo钢在不同温度下单向拉伸的流变特征

对42CrMo调质钢在-150～700℃区间进行拉伸试验,发现在一定应变条件下出现应力突然增大的"应力台阶"现象,"应力台阶"的高度与试验温度存在一定关系。随着温度提高,流变应力及强度均降低,但是在0～250℃区间出现应力平台。流变应力随温度的变化与位错同固溶原子之间的交互作用有关。在低温条件下,钢的断裂方式以解理为主,随着温度提高逐渐过渡到韧窝断裂。     

Numerical simulation and experimental study on cavity growth in uniaxial tension of superplastic magnesium alloy

1　INTRODUCTIONMagnesiumisthelightestmetalinallconven tionalcommercialstructuralalloys .Itshighspecificstrengthandrigidity ,gooddampingcapacitiesareat tractiveforvariousstructuralapplications[14 ] .Be causeofitshexagonalclosepacked (HCP )crystalstructurewithalimitednumberofoperativeslipsys temsatroomtemperature ,magnesiumalloysaremuchmoreworkableatelevatedtemperaturesasaddi tionalslipsystemsareavailable[57] .Applicationsofthesuperplasticformingtechnologyofmagnesiumal loyshaverecentlyattr…     

基于多晶体塑性与唯象学本构模型的纯铝与单晶铝的有限变形分析与对比

多晶体塑性模型能够反映材料的微观结构和各种力学响应,但是模型复杂,本构积分计算量大,而唯象学弹塑性本构模型相对简单,但是基于变形率张量弹塑性加法分解的唯象学弹塑性本构模型又不能反映材料的微结构发展演化,在大变形时会产生差别。分别采用以上2种本构模型对纯铝和单晶铝的有限变形单向拉伸过程进行了计算分析,比较了2种模型在不同变形量下计算结果的差别。结果表明,纯铝唯象学弹塑性本构模型在真应变超过25.5%时,应力应变曲线开始出现差别,且随应变的增加而增大。多晶体塑性模型能够从变形、织构和残余应力等方面反映纯铝和单晶铝大变形产生的各向异性。     

形变对低碳微合金化热处理钢组织和性能的影响

对比研究了在线淬火+回火工艺和传统调质工艺对低碳微合金化船体结构用钢组织和性能的影响,并探讨了其强韧化机制。结果表明,相对于传统调质工艺,采用在线淬火+回火工艺时,控制轧制产生的形变结构提高了在线淬火冷却过程中的相变驱动力和形核率,获得了精细的板条贝氏体组织,并且有利于形成纳米级析出相和高密度位错,从而提高了低碳微合金化钢强度,又保证了良好的低温韧性,总体性能(R_p0.2=599 MPa,KV₂(-40 ℃)=272 J/cm²,A=24.5%)达到了590 MPa级船体用钢要求。     

调质处理对低碳微合金钢组织与力学性能的影响

采用扫描电镜和拉伸试验机研究了C-Mn-Mo-Ni-Nb-Ti-V 系低碳微合金钢950 ℃淬火和560~640 ℃回火调质处理对钢微观组织及力学性能的影响。结果表明,轧态钢板中含有大量细小均匀的粒状贝氏体（GB）组织,有良好的强韧性。调质后,试验钢获得板条贝氏体及铁素体的混合组织,随回火温度的升高,板条贝氏体回复作用逐渐加强,相邻板条合并,致使组织粗化。试验钢经950 ℃淬火+640 ℃回火后,其强度下降,韧性和塑性明显提高,伸长率为26.9%,－20 ℃夏比冲击吸收能量为392 J,断口剪切面积达到100%。     

3Cr2Mo钢马氏体相变塑性及应力对其相变动力学的影响

通过不同单轴拉/压应力载荷作用下的膨胀试验研究了3Cr2Mo钢中马氏体相变的相变塑性和应力对马氏体相变动力学的影响。结果表明:所测定的Greenwood-Johnson相变塑性模型中参数K随等效应力增加而增加,表征马氏体相变动力学的Koistinen-Marburger方程中系数α约为0.0236,应力状态对其没有明显影响。马氏体点(MS)范围在410～438℃之间,且随等效应力值的增加而升高。