基于蠕变公式的时效应力松弛行为预测模型

研究时效成形过程蠕变与应力松弛行为的关联规律及其转换模型。通过分析金属材料蠕变与应力松弛行为的产生机理及其相互关系,分别建立基于加工硬化假说和时效假说的蠕变-应力松弛基本转换模型。在此基础上,针对蠕变/应力松弛时效成形过程将蠕变与时效同步进行的特征,进一步建立基于蠕变公式的时效应力松弛行为预测模型。以铝合金7055T6为试验材料,在120℃时效温度下分别进行不同应力水平下的蠕变与应力松弛试验,利用SPSS和Origin软件,开展蠕变本构方程中的材料常数拟合分析,并引入时效应力松弛预测模型,实现对应力松弛行为的预测。经不同应力水平下的预测结果与试验结果对比分析表明,该模型能较好地实现对时效成形过程中的应力松弛行为预测。     

剃齿加工接触变形应力分析

剃齿接触变形区域的弹塑性变形是影响剃齿中凹误差的重要因素,弹塑性应力分析是分析弹塑性变形的前提。应用Hertz理论建立了剃齿过程接触变形区域的局部坐标系,构建了弹、塑性应力分析模型,分析了剃齿接触变形区域的弹、塑性应力,提出了接触变性区域的弹性应力计算公式和由塑性变形产生的残余应力计算公式,得到了剃齿加工过程接触变形区域的弹性屈服极限应力值,并以此值为判据,作为区分被剃齿轮接触变形区域的弹性变形和塑性变形的理论分界值,这为定量分析被剃齿轮接触变形区域的弹塑性变形的性质提供了方法。     

应力松驰对估算锡晶须生长的影响

为了描述锡晶须生长过程中的应力生成与应力松驰同时发生的特性,对弹塑性-蠕变本构模型采用返回映射算法,在Abaqus平台上,通过自编的UMAT子程序进行求解。有限元计算表明,与Abaqus自带的弹塑性模型相比,弹塑性-蠕变模型能够有效的反映材料的应力松驰行为。应用该程序,我们计算了无铅焊试样中应力的变化,根据应力的变化估算了锡晶须的生长率,并研究了晶粒尺寸对锡晶须生长率的影响。     

热采井口装置螺栓的蠕变及应力松弛规律研究

针对热采井口装置用螺栓在现场工况下的应力松弛现象展开实验研究,分别进行了常、高温拉伸试验,蠕变实验和应力松弛试验.通过对比研究发现螺栓材料在高温下强度降低,塑性增加;在初始应力下蠕变变形明显,从原理上解释了螺栓松弛出现应力松弛的原因;通过应力松弛试验可以发现螺栓在现场工况下会产生明显的应力松弛,根据应力松弛实验数据拟合...     

基于弹性分析的高温蠕变-疲劳损伤分析和寿命预测方法:(一)N-47规则和分析步骤

对于工作在高温环境下并进入弹塑性和蠕变状态的压力容器结构，可采用基于弹性分析并进行弹塑性和蠕变修正的损伤分析和寿命计算的方法，其中疲劳分析仍基于弹性计算，对弹性分析求出的结果进行非弹性修正（包括弹塑性修正以及引入多轴应力和Ｐｏｓ－ｓｉｏｎ比调整因子），并引入蠕变应变增量对疲劳应变幅进行修正。蠕变损伤的计算同样是基于弹性分析的结果，确定应力松驰历史，进而进行蠕变损伤计算。本文详细论述了采用该方法进行损伤分析和寿命计算的基本原理和计算步骤，而且作者已经编制了相应的计算分析程序。     

粗糙体变形特性对接触过程的应力与应变的影响

运用W-M函数生成分形粗糙表面,建立一个新的双粗糙体接触模型,采用有限元方法模拟仿真了在粗糙体不同变形特性条件下的接触过程,并分析了接触表面的应力分布及不同接触位置的塑性应变随深度的变化规律．结果表明双粗糙接触表面的应力主要集中在个别的较高微凸体上,其应力最大值出现在微凸体肩部区域的位置;等效塑性应变在不同位置沿深度的变化,呈现出不同的规律,微凸体顶部区域沿深度方向的最大等效塑性应变均发生在次表层,材料表层下的塑性应变将会导致材料表层中的夹杂或微观缺陷周围萌生微孔和裂纹源,对比不同变形特性的模型,得出弹塑性一刚体模型的最大应力及应变值都大于弹塑性一弹塑性模型。     

振动时效消除应力的应用

振动时效(缩写VSR)又称振动消除应力，旨在通过控制激振器的激振频率，使工件发生共振(最多数十分钟)，让工件产生适当的交变运动并吸收部分能量，以致内部发生微观粘弹塑性力学变化，从而降低工件的局部峰值应力和均化工件的残余应力场，最终防止工件的变形与开裂，保证装配尺寸稳定性。振动时效机理是由于振动过程中金属材料内部的位错滑移产生微观塑性变形，使残余应力得以释放。     

基于双弹簧双活塞本构模型的聚合物密封材料黏弹特性表征

提出一种新型的双弹簧、双活塞黏弹性本构模型来表征聚合物密封材料黏弹特性,并推导相应的蠕变方程和应力松驰方程。以聚四氟乙烯和聚醚型聚氨酯,在CETR UMT-2型试验机及LKDM-2000轮廓摩擦磨损仪上考察其蠕变、松驰特性,并与本构模型计算结果进行比较。该本构模型计算得到的聚四氟乙烯和聚醚型聚氨酯的蠕变、松驰特性与实验结果基本一致,表明该本构模型能较好地反映这2种聚合物材料的黏弹性质。     

圆柱面过盈连接的应力分析

综合以往轴毂过盈连接分析中,只考虑了弹性变形的问题,在此基础上,进一步分析轴毂结构及配合过盈量对应力的影响,以及在怎样的条件下导致其发生塑性变形。根据屈瑞斯卡塑性条件,找出过盈连接由弹性变形过渡到塑性变形的条件,推导了在弹性与塑性情况下连接体内的应力计算公式,完善和丰富过盈配合的应力分析理论。计算实例分析了轴毂结构参数对许用过盈量的影响规律,并通过对毂内应力的分析,发现随着过盈量的增加,毂内塑性区变大,按弹性变形和按弹塑性变形计算的应力结果的差异变大。     

断路器弹簧应力松弛研究

利用商用有限元软件ANSYS,对真空断路器弹簧操动机构超程螺旋弹簧的非线性蠕变应力松弛现象进行了研究。根据所建立的断路器超程弹簧三维有限元分析模型,求得了弹簧在位移栽荷作用下弹簧体内蠕变松弛应力的衰减情况。分析表明在外部载荷作用下,由于弹簧中的弹性变形会向微塑性变形转变,使得弹簧内剩余应力逐渐减小,并表现出了较明显的非线性。并且初始应力越大,蠕变应力松弛速率也会越大,但在稳态阶段,初始应力对残余应力的衰减速度几乎没有影响,研究结果对于今后断路器弹簧操动机构超程弹簧及其它弹簧的强度设计和维护有一定的参考价值。     

基于弹塑性弯曲理论的圆截面梁弯曲回弹分析

论文基于弹塑性力学的基本假设,将材料简化为理想弹塑性模型,并将圆形截面梁的载荷情况简化为仅受纯弯矩载荷,并结合边界条件,研究分析了圆形截面梁的截面上弹性区和塑性区的分布及应力大小情况,在此基础上分别推导出圆形截面梁弹性变形和塑性变形对回弹的影响。通过研究发现,随着弯曲变形程度的增大,弹性变形所占比重减小,塑性变形所占比重增加。     

基于数值模拟的弹性—蠕变双材料界面应力分析

利用ABAQUS大型有限元程序,对比分析线弹性和蠕变两种情况下Silicon/epoxy弹性-蠕变双材料界面应力分布问题.分析结果表明,界面边缘处存在严重的剪应力和剥离应力集中;边缘对齐结构的界面剪应力和剥离应力集中要小于边缘不对齐的情况;随着基体厚度增大,界面剪应力和剥离应力均减小;当基体与薄膜的厚度比增大到临界值时,剥离应力将反向,此时剥离应力的绝对值随着厚度比的增大而增大;蠕变会导致界面边缘附近剪应力和剥离应力松弛,且薄膜的蠕变指数和系数越大,蠕变松弛效应越明显,随时间增大,边缘附近界面上的应力逐渐趋近于零.     

低频振动塑性成形粘弹塑性模型的体积效应分析

采用Kirchner对应变时间历程的基本假设,针对振动拉伸建立一个一维粘弹塑性模型;利用MATLAB中的符号计算,推导粘弹塑性本构方程的显式表达式.通过确立粘弹塑性边界并对本构方程进行数值求解,可以确定金属在振动加工过程中,其应力应变在粘弹性与粘塑性之间的变化情况.通过计算瞬时应变的大小与屈服限建立粘弹性变形和粘塑性变形的判断准则.在考虑粘弹塑性本构关系中的后继屈服情况、应变历程、应变率历程及弹性应变等因素后,可以确定单轴振动拉伸时材料变形的动态应力和平均应力.根据所给定的振型参数和材料力学性能参数,结合特定的振动拉伸实例,分别得出金属在准静态拉伸和振动拉伸时的动态应力-时间、动态应力-应变和平均应力-应变率的变化趋势等,实现基于粘弹塑性本构关系的低频振动塑性成形的体积效应机理分析.     

电子封装SnPb钎料和底充胶的材料模型及其应用

采用统一型粘塑性Anand模型描述SnPb钎料的非弹性力学行为,基于试验数据和弹塑性蠕变本构模型,确定了92.5Pb5Sn2.5Ag和60Sn40Pb两种钎料Anand模型的材料参数。采用线性粘弹性Maxwell模型,描述了一种倒装焊底充胶U8347-3材料的模量松弛和体积松弛,得到了相应的松弛参数,研究对所给出的材料模型和参数进行了验证。另外,利用有限元法模拟了倒装焊在热循环条件下的应力应变行为,分析了SnPb焊点的塑性应变和热循环寿命。结果表明,采用上述材料模型和参数,可以合理描述SnPb钎料和底充胶的力学本构,并可应用于电子封装的可靠性模拟和分析。     

磁流变弹性体的蠕变及松弛行为建模与验证

在分数阶黏弹性模型的基础上,根据Mittag-Leffler函数的性质及Laplace变换公式推导了磁流变弹性体的蠕变柔量和应力松弛模量的表达式;利用流变仪分别测试了磁流变弹性体的蠕变和松弛行为,研究了磁场和应变对蠕变柔量和应力松弛模量的影响,并对分数阶黏弹性模型拟合结果进行了验证。结果表明:外部磁场可以约束硅橡胶基磁流变弹性体的蠕变行为、增大聚氨酯橡胶基磁流变弹性体的松弛模量,其松弛行为具有明显的应变依赖性;分数阶黏弹性模型的拟合精度较高,能够很好地表征磁流变弹性体的蠕变和松弛行为。     

短纤维增强PTFE密封复合材料的蠕变松弛模型

根据黏弹性理论,建立适合填充改性PTFE复合材料的蠕变松弛理论模型,通过数学方法推导其蠕变方程,利用蠕变方程进行蠕变曲线的拟合分析,并将计算结果与实验数据进行比较.结果表明:所建立的理论模型能够较好地表征PTFE复合材料的蠕变松弛特性,可用于预测材料的长时间力学行为及使用寿命;纤维的填充改性能够明显提高T F E材料的高弹模量,延长高弹变形平均推迟时间,从而明显改善材料的抗蠕变性能.     

基于θ-映射法的ZSGH4169合金缺口试样蠕变变形模拟

基于ZSGH4169合金的蠕变试验数据,采用16参数的θ-映射法模型对蠕变曲线进行分析,获得本构方程参数,并以净截面应力作为参考标准,对不同缺口试样的蠕变行为及应力松弛现象进行了模拟分析。结果表明:θ-映射法模型通过获得的参数能够较为准确地描述ZSGH4169合金的蠕变行为;应力集中程度越高,试样缺口根部的蠕变变形越明显,应力松弛程度越高;应力集中系数较小时,缺口试样的蠕变变形向无缺口试样的趋近;引入应力集中系数(或最大应力)、应力梯度影响因子对传统蠕变模型进行修正,给出了缺口试样蠕变变形计算的一般表达式。     

振动时效在铝合金零件加工中的应用

高强度铝合金在加工过程中的变形问题广泛存在,而残余应力是引起变形的关键因素.因此,研究如何去除残余应力、稳定铝合金零件尺寸具有重要的理论意义和工程应用价值.本文首先介绍了去除残余应力的常用方法及其特点,然后详述了振动时效去除残余应力的工艺和原理.然后在试验中通过检测刚加工完成时和放置90 d时,零件表面的平面度变化的方法比较了人工时效法、深冷处理法和振动时效法在去除实例零件残余应力时的效果.最后结果表明:振动时效在去除铝合金残余应力时较其它方法具有更好的效果.     

2A70铝合金板状零件变形分析及校正工艺

为解决2A70铝合金板状零件在加工过程中出现较大变形及校正困难的问题,通过分析零件在热处理过程中残余应力的形成,得到零件在固溶处理及人工时效后其内部处于拉应力、表层处于压应力的状态,零件的变形是由于其局部切削加工使残余应力重新分布引起的。产生变形的零件由于强度高、塑性低,在校正过程中容易因应力集中而产生裂纹。在零件校正前进行固溶处理,可提高材料的塑性,降低变形抗力,解决变形零件校正困难的问题。     

蠕变-疲劳载荷下25 Cr2 MoVA 钢的循环应力松弛行为

试验测试了500℃时高温螺栓材料25 Cr2 MoVA在应变控制的蠕变-疲劳载荷下的循环应力松弛行为,重点考虑了不同应变幅和峰值保持时间对材料应力松弛行为的影响。研究表明,保持阶段的蠕变变形和循环加载阶段的粘塑性变形共同加速了25 Cr2 MoVA的应力松弛速率,且应变幅小的时候,材料的循环松弛速率更大。