循环软化材料单轴时相关循环变形行为的实验研究

在室温下,对循环软化材料(调质42CrMo钢)的单轴时相关应变循环特性和时相关棘轮行为进行了实验研究。揭示了材料在不同加载速率、不同峰/谷值保持时间以及不同加载波形(三角波和正弦波)下的循环软化特性和棘轮行为特性。结果表明,在室温下,材料的循环软化和棘轮变形行为均体现出明显的时相关效应:其循环变形行为不仅依赖于加载速率,而且还明显依赖于保持时间以及加载波形的形状。研究有助于后续建立循环软化材料时相关循环本构模型。     

循环稳定材料的棘轮行为：Ⅰ．实验和本构模型

在实验分析结果的基础上，对循环稳定材料的室温单轴和非比例多轴循环棘轮行为进行了本构描述，建立了一个简单而合理的、便于工程应用的粘塑性循环棘轮本构模型。给出了模型参数的确定方法，并根据实验获得的单拉应力．非弹性应变关系曲线确定了针对U71Mn轨道钢材料的参数值。在此基础上，通过对该材料棘轮行为的本构模拟检验了发展模型的预言能力。结果表明，模型具有很好的预测效果，模拟结果与对应的实验结果符合得很好。     

不饱和聚酯树脂的单轴应变循环特性和棘轮行为实验研究

在室温下,对不饱和聚酯树脂进行了单轴应变控制和应力控制的循环实验研究。讨论了应变幅值对该树脂应变循环特性的影响以及应力幅值、平均应力、应力率、峰值保持时间对其棘轮行为的影响。结果表明:不饱和聚酯树脂在室温下基本上是循环稳定材料,即响应应力幅值在应变循环中基本上不随循环周次而发生变化;在非对称应力循环下,其棘轮行为不仅受平均应力、应力幅值的影响,还受应力率和峰值保持时间的影响,体现出明显的时间相关性。     

铁素体/贝氏体双相钢的变形和断裂特性

对一种低碳硅锰钢进行TMCP实验,获得了不同铁素体形态的铁素体/贝氏体双相钢(FB钢),研究了FB钢在单轴拉伸下的变形行为及断裂特性,结果表明:在均匀塑性变形阶段,FB钢的瞬时加工硬化指数n*值与真应变ε的关系曲线可分为n*值较高、n*值随ε缓慢下降以及n*值随ε迅速下降三个阶段,与等轴铁素体/贝氏体双相钢相比,准多边形铁素体/贝氏体双相钢的强度和低应变区的n*值均比较高,FB钢拉伸试样颈缩区的孔洞或微裂纹产生在F-B相界面附近和铁素体内,有助于减弱裂纹尖端附近的局部应力集中,改善钢材的抗裂纹扩展性能.     

聚碳酸酯的单轴棘轮行为研究

在常温常湿下,对聚碳酸酯(PC)材料进行了一系列单轴应变循环和非对称应力循环实验。讨论了PC材料在不同加载水平、加载历史、应力率和峰值保持时间下的循环变形特征。结果表明：PC材料在应变循环过程中体现出了一定程度的循环软化特性,其响应应力幅值在应变循环中随着循环周次的增加而下降,但不是很明显;PC材料在非对称应力循环加载过程中产生明显的棘轮行为,棘轮应变随着平均应力和应力幅值的增加而增加,并且平均应力的影响大于应力幅值的影响;加载历史对于棘轮变形行为的影响较为明显,但对应变循环特性影响不大;PC材料的棘轮变形随着应力率的减小和峰值保持时间的增加而增加,体现明显的时相关性。     

高强轨道钢双轴压-扭棘轮行为的实验和模拟

在室温下对高强轨道钢进行了单轴和非比例双轴压-扭循环变形行为的实验,讨论了不同加载路径对轨道钢棘轮变形行为的影响。结果显示：该轨道钢呈现出明显的循环软化效应和压缩方向的棘轮行为,且棘轮行为的演化表现出强烈的加载路径相关性;在椭圆路径下,棘轮应变较其他四种路径更小。进而建立了基于Abdel Karim-Ohno非线性随动硬化律的非比例多轴循环棘轮本构模型,并通过在随动硬化和各向同性软化律中引入非比例因子来考虑非比例路径对双轴压-扭棘轮行为的影响。实验结果和模拟结果的对比表明：该本构模型能够较好地模拟高强度轨道钢的非比例双轴压-扭棘轮行为。     

循环稳定材料的棘轮行为:I.实验和本构模型

在实验分析结果的基础上,对循环稳定材料的室温单轴和非比例多轴循环棘轮行为进行了本构描述,建立了一个简单而合理的、便于工程应用的粘塑性循环棘轮本构模型。给出了模型参数的确定方法,并根据实验获得的单拉应力-非弹性应变关系曲线确定了针对U71Mn 轨道钢材料的参数值。在此基础上,通过对该材料棘轮行为的本构模拟检验了发展模型的预言能力。结果表明,模型具有很好的预测效果,模拟结果与对应的实验结果符合得很好。     

材料在单轴循环加载下的实验研究进展

对国内学者的一些材料在单轴循环加载情况下的实验研究成果进行分析总结,得到一些有用的结果,对指导本构模型的建立有很大的好处。     

1Cr18Ni9不锈钢高温单轴时相关棘轮行为研究

在室温、250℃、500℃和650℃四种温度下对1Cr18Ni9不锈钢材料的单轴应变循环特性及其时相关棘轮行为进行了实验研究,以讨论不同加载速率、加载波形和峰值应力保持时间对材料棘轮行为的影响。实验结果表明:在室温下,材料呈现出弱的循环软化特性和渐进型棘轮变形行为,并对加载速率和峰值应力保持时间具有强烈依赖性;在250℃、650℃下,因材料的循环硬化加快而使其棘轮行为较快趋于安定,但棘轮变形大小仍一定程度依赖于加载速率和保持时间;在500℃温度下则由于动态应变时效的影响没有明显的棘轮行为发生。研究得到一些有助于后续建立时相关本构模型的结论。     

贝氏体钢疲劳性能的研究进展

本文介绍了贝氏体钢的滚动接触疲劳裂纹,比较了贝氏体钢、珠光体钢和高锰钢的抗疲劳性能．     

CYCLIC INDUCED CREEP OF A PLAIN CARBON STEEL AT ROOM TEMPERATURE

Abstract— Plain carbon steel specimens subjected to cyclic and superimposed mean stresses show significant plastic strain at intermediate life due to cyclic creep deformation at room temperature. Cyclic creep strains can also be observed in the high cycle region with N _f > 2. 10⁶. An extended Haigh-diagram provides information about the resulting mean strain at predetermined cycles.     

钢纤维混凝土在低周反复荷载下力学性能的研究

对钢纤维混凝土棱柱体试件做了低周轴心压缩循环加、卸载试验,试验采用恒位移控制,通过试验和参数研究,提出了钢纤维混凝土反复加、卸载应力~应变曲线方程及计算变形的公式,这些数学表达式简便且可根据材料特性进行调整,具有较广泛的适应性。     

高锰钢的低温循环硬化及加工硬化

对高锰耐磨钢 Mn13进行了应变疲劳试验,研究了循环变形过程中的微观结构变化以及加工硬化机制。结果表明,高锰钢在室温和低温下均发生循环硬化。室温应变疲劳形成位错胞状结构,低温应变疲劳仅形成缠结位错。高锰钢具有极高加工硬化能力不是形变孪晶的结果。     

丙烯腈/醋酸乙烯酯单体的室温引发本体聚合

提出了丙烯腈／醋酸乙烯酯的一种室温引发、自加热的快速共聚合方法。探讨了该聚合反应的特点,研究了氧化还原引发体系的各种变量,包括氧化剂对还原剂的质量比、不同还原剂的质量比、引发剂用量等对３０ｍｉｎ转化率和产物分子量等的影响。     

McDowell模型改进及1070钢棘轮效应的预测

利用McDowell 模型对1070 钢比例和非比例循环加载条件下的棘轮效应进行了预测,通过对McDowell模型的修正,为McDowell 模型中的单轴参数Ai引入了与塑性应变累积相关的演化方程,改进后的McDowell 模型能精确的预测具有拉压平均应力的单轴棘轮效应,具有平均应力的拉扭比例加载,常轴向应力的扭转循环,非比例循环载荷以及多重步骤加载条件下单轴平均应力变化的棘轮效应,改进的模型对较大循环数的棘轮效应也能给予较好的描述。     

An investigation of the fatigue of CK45 steel in the as‐received state and after pre‐fatigue deformation

Fatigue failure, ratcheting behaviour and influence of pre‐fatigue on fatigue behaviour were investigated under uniaxial cyclic loading for CK45 steel at room temperature. The fatigue life was recorded for various stress ratios, and then, three mean stress models were considered. The Walker model showed an acceptable accuracy in comparison with Smith–Watson–Topper and Park et al. models. The ratcheting strains were measured for various loading conditions in order to evaluate the impact of mean stress, stress amplitude and stress ratio on ratcheting behaviour. The experimental results showed that the ratcheting strain increased with increasing mean stress, stress amplitude and stress ratio. In addition, the results of the post‐ratcheting‐fatigue tests showed that although the fatigue life decreased with increasing pre‐ratcheting strain (the ratcheting strain that is accumulated in pre‐fatigue), the loading condition that pre‐fatigue experiments were conducted has a significant effect on subsequent fatigue behaviour.