TC21钛合金超塑性拉伸变形流变行为

通过恒应变速率超塑性拉伸试验,研究了TC21钛合金在变形温度为1 153~1 193K,应变速率为3.3×10-4~3.3×10-2 s-1条件下的拉伸流变应力行为。计算了TC21钛合金超塑性拉伸变形激活能和相应的应力指数,建立了TC21钛合金应力-应变本构模型,并通过1stopt软件对其进行修正。研究表明,在同一应变速率下,TC21钛合金流变应力随变形温度的升高而减小;在同一变形温度下,流变应力随着应变速率的增大而增大。当应变速率较高,变形温度较低时,动态再结晶为主要软化机制;当应变速率较低,变形温度较高时,加工硬化与软化达到动态平衡,软化机制以动态回复为主;当变形温度为1 153K,应变速率为3.3×10-4 s-1时,TC21钛合金具有较好的超塑性(408.60%);超塑性拉伸变形激活能和应力指数分别为329.20kJ/mol、2.367 7。     

TC4钛合金在中低温下(超)塑性及微观组织研究

对TC4钛合金的塑性以及微观组织进行了分析,研究了宏观组织与微观组织的变化。对TC4钛合金板材在中低温区(550~700℃)、不同拉伸速度下进行了单向拉伸试验。通过对材料伸长率及真应力-真应变曲线的分析,探索了材料从普通塑性变形到超塑性变形的变形机理。结果表明,变形温度和拉伸速度对材料真应力影响明显,变形温度越高,拉伸速度越小,材料真应力越小,塑性越好,在该状态下有更好的塑性加工性能。     

TC4钛合金L型材热拉伸变形本构方程研究

钛合金型材作为力学性能良好的轻质材料,被广泛应用于飞行器框梁等骨架零件中,其成形质量直接关系到飞机的装配精度、整机气动外形和使用寿命。为探究TC4钛合金L型材的热拉伸变形行为及本构关系,在不同的温度(600~800℃)和初始应变速率(0.00033~0.0083 s~(-1))下进行了多组单轴热拉伸试验,根据应力-应变曲线特点分析了型材热拉伸变形行为,并通过采用回归处理和参数优化的方法建立其复合型唯象本构方程,该模型预测应力和实测应力的最小相关性系数R和最大平均相对误差绝对值AARE分别为0.9641和7.5%,即建立的本构模型能够高精度表征TC4钛合金L型材的热拉伸变形行为,可作为其热变形有限元模拟的准确材料模型。     

不同应力状态下St14-T冷轧薄板本构关系研究

采用液压胀形试验分析了双向拉伸变形过程板材的应力梯度和应变分布 ,确定了双向拉伸变形状态下板材的应力应变关系曲线 ,探讨了不同应力状态下板材的本构关系。研究结果表明 ,不同应力状态下板材的本构方程存在一定的差异 ,双向拉伸变形条件更有利于发挥材料塑性变形的潜力。与单向拉伸相比 ,双向拉伸变形更有助于板料变形的均匀化 ,并抑制颈缩的产生和进一步扩展     

核电用316LN奥氏体不锈钢延性断裂阈值研究

在Gleeble-1500D模拟机上对核电用316LN奥氏体不锈钢的热拉伸行为进行了研究,获得了钢在变形温度900~1200℃、应变速率0.01~1 s-1条件下拉伸变形的真应力-真应变曲线。通过Deform-3D有限元软件模拟了热拉伸过程,利用迭代法对试样颈缩后对应的真应力-真应变曲线进行修正。对试样颈缩前塑性变形部分对应的真应力-真应变数据拟合处理,得到了不同变形条件下316LN奥氏体不锈钢的硬化指数。将修正后的真应力-真应变曲线和计算得到的硬化指数导入Deform-3D软件中模拟热拉伸过程,计算得到了316LN奥氏体不锈钢热变形时的断裂阈值。     

应变速率对TC4合金拉伸试验的影响

采用不同的应变速率进行拉伸试验,研究了应变速率对TC4合金抗拉强度及拉伸曲线的影响。结果表明,对于TC4合金,其抗拉强度受应变速率影响较为敏感,随应变速率的提高呈现不断增大的趋势,对比GB/T228.1-2010规定的几个应变速率范围,在范围4内浮动时对抗拉强度的影响较范围3更为显著;应变速率的改变也会对拉伸曲线造成影响,由第一速率转变到第二速率时会造成应力突变,第二速率越大,这种突变现象就越明显。通过透射电镜观察了组织中位错的变化情况,并对拉伸速率改变导致拉伸曲线产生应力突变的原因进行了探索。     

两种不同变形方式对NiTi合金回复特性的影响

研究了马氏体再取向(MR)和应力诱发马氏体转变(SIM)两种不同变形方式对Ni50.2Ti49.8合金拉伸性能及预应变后加热回复特性的影响.结果表明:拉伸变形中,MR变形方式的应力平台结束时的应变值较SIM变形方式大.在拉伸预应变处于应力平台阶段时,两种变形方式在相同预应变后加热回复有相同的记忆能力;在拉伸预应变大于应力平台时,两种变形方式在相同预应变后加热回复,SIM变形方式的逆相变温度和回复应变略高于MR变形方式.     

TC16钛合金的高温塑性变形行为研究

针对TC16钛合金,进行等温恒应变速率高温压缩变形试验,研究该合金在700~950℃,应变速率为1~10s~(-1)条件下的应力-应变及组织演变,通过应力-应变曲线建立了合金的流变应力方程,并利用其应变硬化率θ与应变ε的θ-ε曲线确定其发生动态再结晶的临界应变ε_c。结果表明,当应变速率一定时,流变应力在700~850℃温度区间变形时比850~950℃变形时的递减幅度大;当合金变形量达到50%时,在较高应变速率(如6)ε=10s~(-1))下变形,可使组织中的再结晶晶粒尺寸进一步细化。     

7075铝合金微弧氧化陶瓷层本构模型的建立

利用CMT5205试验机对经过微弧氧化处理的7075铝合金试样进行拉伸实验。运用Matlab最小二乘多项式函数方法对拉伸试样建立名义应力-应变曲线。根据弹塑性理论知识,将名义应力-应变曲线转化为真实应力-应变曲线。此曲线中的非线性均匀变形阶段拟合得到铝合金微弧氧化陶瓷层本构方程。     

DP780高强钢板动态变形力学行为研究

通过准静态拉伸实验和0.1m/s,2m/s,10m/s和15m/s等4种拉伸速度下的动态冲击拉伸实验,对DP780高强钢板的动态变形行为进行了研究,得到了不同应变率下的应力-应变曲线,基于Johnson-Cook模型建立了可描述DP780高强钢变形应变率相关性的应力-应变关系模型。为更好地预测材料动态冲击条件下的应变率以及应力的变化,提出了一个基于宏观变量速度v的本构关系方程,数值拟合结果与实验结果十分吻合。     

TC4钛合金激光焊接接头横向超塑变形数值模拟研究

通过ANSYS软件对TC4钛合金激光焊板的高温拉伸行为进行了数值模拟,得到横向TC4钛合金激光焊试样的高温拉伸等效模拟应变图和应力-应变曲线图。模拟结果表明:厚度为0.8 mm的TC4钛合金激光焊接接头在拉伸过程中,因焊缝存在着大量的残余应力,使得焊缝的应力值大于母材的应力值。当母材的应变超过临界应变时,母材开始出现动态再结晶,随后流动应力开始减小。相同变形条件下焊板流动应力大于母材,母材在高温拉伸过程中发生动态再结晶,使母材产生大量的缺陷,进而发生断裂。     

复杂应变路径加载下7075-T6铝合金的损伤演化北大核心CSCD

以7075-T6高强铝合金为研究对象,探明其在复杂应变路径加载后的力学性能,设计了可调节变形量的复杂应变装配模型,并基于GTN本构模型进行了单向拉伸和复杂应变路径加载下单向拉伸的仿真模拟,研究了不同变形量对仿真试样的位移-载荷曲线和真实应力-真实应变曲线的影响,分析了f_(O)、f_(N)、f_(C)、f_(F)这4个孔洞体积分数对复杂应变路径加载下试样的真实应力-真实应变曲线的影响。结果表明:在施加复杂应变路径后,试样断裂处所受的应力减小,应变大幅减小;fO和fC主要影响曲线的颈缩阶段,f_(N)主要影响曲线的屈服阶段,而fF对曲线的影响较小。结果显示,相较于单向拉伸的仿真结果,复杂应变路径加载下的真实应力-真实应变曲线能更准确地反映汽车覆盖件在冲压生产过程中的损伤演化过程。     

冷加工316L不锈钢裂尖力学分析

为了研究冷加工对316L不锈钢裂尖力学特性的影响,采用有限元模拟分析了单轴拉伸和冷轧-拉伸不锈钢应力腐蚀裂尖应力-应变状态。结果表明:随着拉伸变形量的增加,单轴拉伸和冷轧-拉伸裂尖Mises应力、等效塑性应变、拉伸应力和拉伸应变均有不同程度的增大。预冷轧改变了316 L钢的力学参量,因而影响了裂尖应力-应变状态,拉伸变形量相同时,冷轧-拉伸裂尖应力应变均不同程度地大于单轴拉伸裂尖应力、应变,但随着拉伸变形量的增加,冷轧-拉伸和单轴拉伸裂尖应力差逐渐减小,应变差有所增加。     

基于软化机制的TC18钛合金本构关系研究

通过TC18钛合金热模拟压缩实验,得到不同变形条件下的高温变形真应力-真应变曲线.通过加工硬化和动态软化效应,分析变形参数变化对TC18钛合金应力-应变曲线形态和峰值应力的影响.不同变形条件下,TC18钛合金流变曲线呈现出相似的特征,而峰值应力对变形参数的变化却十分敏感.通过Poliak-Jonas准则,分析了不同条件下TC18钛合金在高温变形过程中的软化机制.相同温度下,动态再结晶机制主要发生在低应变速率下的高温变形过程中,并且软化机制的选择对温度不敏感.基于传统的Arrhenius型方程,针对TC18钛合金热变形过程中不同的软化机制,分别建立动态再结晶和动态回复机制下的本构方程.针对识别出的TC18合金在不同变形条件下的软化机制,通过适用的本构模型来描述TC18合金在应变为0.7时真实应力对变形温度、应变速率的响应过程.以动态再结晶为主要软化机制的变形过程,其变形激活能和应变速率敏感系数远远大于以动态回复为主的过程.     

TiNi形状记忆合金的力学和电阻特性的同步测量

报道采用新型SMT－1型形状记忆合金特性综合测试仪对Ti-50.9at%Ni合金在拉伸变形,形状记忆回复以及约束应力或约束应变条件下的力学和电阻特性进行同步测试的部分结果,并讨论了其内在物理本质。实验结果表明：拉伸加载过程中的电阻－应变曲线比应力－应变曲线更能揭示应力诱发马氏体相变过程,应力,应变,电阻,温度的同步测量是研究形状记忆合金性能和组织结构变化的简便和有效的工具之一。     

TC4钛合金超塑成形流变行为

针对TC4钛合金超塑成形过程中的流变行为、表征及其应用进行了研究。首先,通过恒应变率高温拉伸试验获得TC4钛合金在高温下的流变行为,发现动态回复主要作用于低应变率的变形,动态再结晶主要作用于高应变率下的应力软化机制。此外,建立一套修正的本构模型用以表征材料的高温流变行为,预测值与试验值之间的平均相对误差为13.09%,证实该本构模型适应于表征钛合金超塑成形的应力-应变关系。最后,基于本构模型,结合ABAQUS有限元软件的CREEP蠕变子程序,考虑应变补偿的影响,开发了一种针对TC4钛合金高温超塑行为数值模拟的方法。以高温拉伸试验为研究对象,分别针对数值模拟应变率、应力和应变结果进行分析,验证了该方法的有效性。     

流动应力-应变关系对5754O铝合金板成形极限的影响(英文)

为了合理描述单向拉伸试验曲线,给出了一种修正的Swift型流动应力—应变关系。基于两种流动应力—应变关系,采用Yld2000-2d屈服准则计算5754O铝合金板的成形极限应变图(FLD-strain)。通过对比理论和实验结果,发现基于修正的Swift型的应力—应变关系所计算的FLD-strain能够合理地描述实验结果。虽然常用的Voce型应力—应变关系能够精确地描述均匀变形阶段的变形行为,但基于该应力—应变关系计算的FLD-strain明显低于实验结果。结果表明,板料的强化率越高则相应的成形极限也越高。为了描述板料在非均匀变形阶段的变形行为和成形极限,建议了一种用于确定合理的流动应力—应变关系的方法。     

基于应变补偿和修正项的新型铝锂合金温热变形本构模型

采用UTM5000电子万能拉伸试验机,在变形温度573~648K和应变速率0.001~0.1s-1条件下对2060-T8铝锂合金进行等温恒应变速率拉伸试验,得到其在变形过程中的真应力-真应变曲线,建立了基于应变补偿和修正项的温热变形本构方程。通过扫描电子显微镜(SEM)分析拉伸断口,对2060-T8铝锂合金的温热变形行为进行研究。结果表明：2060-T8铝锂合金对变形温度和应变速率具有较高的敏感性,流变应力曲线呈现出应变硬化和流变软化的特征,随着变形温度的升高和应变速率的降低,稳态流变特征逐渐消失,其在温热变形条件下的断裂形式为韧性断裂。修正的本构模型与实验值吻合度较高,可以为2060-T8铝锂合金温热变形的有限元模拟提供前提条件。     

新型铝锂合金温热拟静态拉伸实验及其流变应力的预测计算

采用UTM5000电子万能拉伸试验机,在变形温度573～648 K和应变速率0.001～0.1 s~(-1)条件下对2060-T8铝锂合金进行等温恒应变速率拉伸试验,得到其在变形过程中的真应力-真应变曲线,建立了基于应变补偿和修正项的温热变形本构方程。通过扫描电子显微镜(SEM)分析拉伸断口,对2060-T8铝锂合金的温热变形行为进行研究。结果表明:2060-T8铝锂合金对变形温度和应变速率具有较高的敏感性,流变应力曲线呈现出应变硬化和流变软化的特征,随着变形温度的升高和应变速率的降低,稳态流变特征逐渐消失,其在温热变形条件下的断裂形式为韧性断裂。修正的本构模型与实验值吻合度较高,可以为2060-T8铝锂合金温热变形的有限元模拟提供前提条件。     

TC4 ELI钛合金包申格效应试验研究

为研究TC4 ELI钛合金常温下循环加载的包申格效应,进行了单轴拉伸-压缩的循环加载试验,获得了TC4 ELI循环加载的应力应变曲线,并通过计算获得了表征钛合金包申格效应的参数,包括包申格应变β、包申格应力参数和包申格能量参数。试验结果表明包申格应变及包申格应力参数随预应变量增大而近似线性增加,包申格能量参数变化不大且反向屈服应力随预应变量增加而大幅降低。