中锰TRIP钢棘轮行为及其本构模拟分析

对中锰TRIP钢在室温下的单轴棘轮行为进行了实验研究,讨论了平均应力和应力幅值对材料棘轮行为的影响。在实验分析的基础上,建立了一个便于工程应用的循环塑性本构模型,对材料的单轴棘轮行为进行描述,并给出了模型参数的确定方法。将累积塑性应变和阶跃函数引入棘轮参数演化方程中,对本构模型中的背应力演化方程进行了改进。本构模型的预测结果与实验结果的对比表明,改进后的本构模型合理地描述了中锰TRIP钢的棘轮行为。     

GH4169合金的高温应力松弛行为及蠕变本构方程

针对涡轮盘用GH4169合金,在不同温度(550,650,750℃)下开展了应力松弛试验,并根据应力松弛曲线建立了蠕变本构方程。结果表明:GH4169合金在不同温度下的应力松弛曲线呈现出相同的特点,整个应力松弛过程可以分为快速松弛和缓慢松弛并趋于稳定两个区段;拟合曲线与试验曲线的符合程度表明二阶指数衰减函数可以很好地用来描述该合金的应力松弛过程;不同温度下应力-蠕变应变速率关系曲线可划分为低应力区、过渡区和高应力区三个区段,在低应力区与高应力区,应力与蠕变应变速率关系基本呈线性相关;通过Origin8.0软件对应力-蠕变应变速率关系曲线进行拟合得到了不同温度下的材料常数,建立了该合金的蠕变本构方程。     

蠕变损伤本构方程的优化特性

研究了蠕变损伤统一本构方程优化模型的特性,分析了传统的基于沿搜索方向进行迭代的优化方法失败的原因,指出了适合求解这类问题的优化方法应具有的性质。最后用进化规划对这一问题进行了求解,取得了很好的效果,所得结论对同类问题有一定的指导作用。     

蠕变损伤统一本构方程的特性分析及优化

利用单调性分析方法对蠕变损伤统一本构方程进行分析，得到了本构方程的单调特性，在此基础上，讨论了利用传统优化方法求解失败的原因，并用进化规划对这一问题进行了求解，取得了很好的效果。     

LZ50车轴钢的概率循环本构模型

试验研究了LZ50车轴钢随机循环本构模型。验证了先前在焊缝金属试验中的发现与推断,即工程材料的循环本构存在随机性,与广泛所认识的循环应变—寿命关系的随机性一样,是固有的疲劳现象。同时考虑数据分散性规律和数据量对概率评价的影响,基于Ramberg-Osgood方程及其修正形式,提出了任意存活概率和置信度的随机循环本构模型及其参数的求解方法。LZ50车轴钢试验数据的分析验证了模型的有效性和实用性。     

基于VUMAT的固体推进剂材料本构模型二次开发

目前通用的大型商业软件都仅提供线性黏弹性本构模型,无法胜任固体推进剂材料的大变形分析。基于Abaqus提供的用户材料子程序接口VUMAT(vectorized user defined material subroutine),选用适应性强的Swanson非线性黏弹性本构模型进行二次开发。本构模型采用Fortran语言编写,可在Abaqus增量求解过程中作为子程序调用。通过标准犬骨单轴拉伸算例,验证子程序的有效性。所开发子程序考虑几何和材料双重非线性,能应用于大型固体火箭发动机药柱结构完整性分析,弥补Abaqus仅含线性黏弹性本构模型的不足。详述材料子程序开发流程,可为用户扩充Abaqus的材料模型提供参考。     

考虑高温蠕变损伤的2．25CrlMo钢的弹塑性本构模型

考虑造成蠕变损伤的物理机制,结合损伤力学理论,利用Ramberg—Osgood弹塑性本构方程,推导了含有蠕变损伤的材料弹塑性本构模型。对225CrlMo钢进行了相同条件不同时长的蠕变试验以得到不同蠕变损伤的材料,并对这些材料进行高温短时拉伸,得到不同损伤对应的应力应变曲线。并用试验数据及文献数据对模型进行了验证。     

金属切削变形本构方程的研究

金属切削过程的本构关系与应变、应变率、温度等多种因素有关,建立切削变形区内工件材料的本构方程是研究切削变形的关键。本文在文献综述的基础上,首先给出金属切削本构方程的试验研究方法,然后给出金属切削工件材料的典型本构方程,并给出Usui本构方程中不同工件材料的特性系数,以及同一工件材料AISI52100(HRC62)的不同本构方程。经对比分析可见,金属切削过程中变形区内的应力—应变关系除与试验方法、切削条件有关外,还与工件材料的组分和微观晶格结构密切相关。本文最后分析了金属切削变形本构方程研究中存在的问题,并指出发展趋势。     

有机玻璃本构关系的试验研究

有机玻璃是比较典型的粘弹性材料,其力学性能依赖于时间和应力水平。本文对有机玻璃的本构关系进行试验研究。首先,对有机玻璃进行不同应力水平下的蠕变试验,得出了与初始应力水平相关的蠕变关系式。在此蠕变过程中,有机玻璃会出现银纹化现象。本文利用光学显微镜观测了银纹的生长过程,得到不同应力水平下的银纹损伤值。通过定义损伤区的有效应力,导出了银纹区的应力-应变关系式。本文采用宏观和细观相结合的方法,研究材料在破坏之前的缺陷演化对材料力学性能的影响。所定义的损伤区应力以及由此导出的本构关系避免了文献中对相关问题不确切的假设,具有一定的适用性。     

复合材料率相关本构模型的研究

在不同温度环境下,利用ＭＴＳ材料试验机,在中等应变速率（１／ｓ）下,对玻璃布－环氧层板的动态力学性能进行了实验研究,获得了杨氏模量、拉伸强度和泊松比等力学参数;对该层板材料在不同温度、不同应变速率下的应力应变曲线和破坏过程进行了分析讨论。根据实验数据,拟合了玻璃布－环氧层板材料的本构关系     

TNTZ钛合金流变行为及物理基本构模型

借助Gleeble-3500热模拟机对Ti-29Nb-13Ta-4.5Zr(TNTZ)钛合金进行了变形温度为700~900 ℃、应变速率为0.001~1 s-1的等温恒应变速率压缩实验,分析了应变速率和变形温度对TNTZ钛合金流变应力的影响。根据实验数据,计算了不同变形条件下的温升值,分析了变形热产生的规律。综合考虑温度对材料自扩散系数和弹性模量的影响以及应变对合金流变应力的影响,通过多元线性回归拟合材料参数与应变之间的函数关系,构建了基于应变补偿的物理基本构模型。研究结果表明：TNTZ钛合金的流变应力随应变速率的增大而增大,随变形温度的升高而减小;变形热效应引起的温升与应变速率正相关,与变形温度负相关。通过应变补偿建立的物理基本构模型预测精度较高,模型相关系数R达0.964,平均相对误差为10.63%。     

TRIP600钢板成形汽车前纵梁冲压工艺研究

TRIP高强度钢板具有高强度、高应变率变形时的高动态吸能特性,符合现代汽车用钢材料的发展趋势。基于有限元法对TRIP600的汽车前纵梁冲压成形过程进行数值模拟,通过调整坯料外形,改善了成形质量;采用多元非线性回归模型分别拟合成形工艺参数(压边力、摩擦因数和拉深筋阻力)与破裂目标函数及回弹目标函数间的非线性关系,并基于NSGA-II多目标遗传算法,进行了成形工艺参数的优化,进一步提高了成形质量。     

一种修正的Norton-Hoff本构模型及实验验证

针对B1500HS硼钢,采用Gleeble-1500D热模拟试验机,通过单轴拉伸试验对其在温度为550~850℃、应变速率为0.1~10s-1范围内的本构关系进行了研究。根据硼钢流动应力曲线的特点,对Norton-Hoff模型进行了修正,将修正后的模型与Brosius提出的Norton-Hoff模型和Tong-Wahlen模型进行比较,并通过预测值偏离实验值的程度进行评估。与实验结果对比后发现:修正的Norton-Hoff模型能更好地预测B1500HS硼钢的流动应力。     

基于黏塑性本构理论的SiCp/2009Al循环本构模型研究

针对SiCp/2009Al复合材料的本构模型建立,开展其室温单轴拉伸试验以及低周疲劳试验研究,得到其单轴拉伸曲线、稳态滞回曲线.基于Chaboche以及Bodner-Partom两类黏塑性本构理论建立其循环本构模型,并将二者对于稳态滞回响应的预测结果进行对比.结果表明:Chaboche本构理论对于其稳态滞回曲线整体走势...     

运用热模拟压缩试验确定精确的金属流动方程

研究分析在用压缩试验确定金属高温塑性流动方程时影响流动应力，应变值精度的主要因素即试样表面摩擦与变形温升，并提出了相应的的修正方法。