7039铝合金的热压缩变形本构方程

采用圆柱试样在Gleeble-1500材料热模拟试验机上对7039铝合金进行等温压缩变形试验,研究了该合金在变形温度为300~500℃、应变速率为0.01~1 s-1条件下的流变行为。结果表明:变形温度和应变速率对7039铝合金的流变应力有显著影响,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增加而升高;7039铝合金的高温流变行为可用包含Arrhenius项的Zener-Hollomon参数来描述,其热变形本构方程为.ε=5.30×1012[sinh(0.011σ)]5.28×exp[-173.68×103/(RT)]。     

循环应力应变关系对碳素钢疲劳寿命预测的影响

通过试验对拉压载荷下材料的循环应力应变关系进行测试,建立了表达式σ＝ｋεｐ＾ｍ中常数κ、ｍ与材料的静抗拉强度间的经验式,并用该方程式可以直接由材料的静抗拉强度比较简便地预测材料的疲劳强度。最后与国外常用的拉压状态下的应力应变经验式σ＝１．７３σｂεｐ＾０．１６进行了比较;得到了两种材料疲劳寿命预测结果。     

基于流变应力特性的铝合金淬火残余应力数值模拟及试验研究

依据相关试验数据引入铝合金的流变应力特性曲线,对7075铝合金板材淬火过程进行温度场和应力场的直接热力耦合数值模拟,研究7075铝合金板材最终淬火残余应力的分布规律,并采用盲孔法对7075铝合金板材最终淬火残余应力进行测量,试验测量结果表明考虑铝合金流变应力特性的直接耦合法数值模拟出的铝合金淬火残余应力分布具有很好的准确度,同时借鉴相关文献的试验测量数据对直接耦合和准耦合两种数值模拟方法仿真出的铝合金板材内部最终淬火残余应力分布结果进行比较和评价,评比结果显示考虑铝合金流变应力特性的直接耦合数值模拟结果具有更好的准确度,能够准确模拟出铝合金板材内部最终淬火残余应力在厚度方向上(表面至中层)的非单调分布规律.     

热变形参数对LC4铝合金流变应力的影响

在Gleeble-1500热模拟试验机上,以不同应变、应变速率和变形温度对LC4铝合金进行了高温压缩流变试验,得出了真实应力曲线,并采用神经网络的方法建立了该合金高温变形抗力与应变、应变速率和变形温度对应关系的预测模型。结果表明：变形温度和应变速率的变化强烈地影响合金流变应力的大小,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的提高而增大;神经网络能够比较精确地预测材料的流变应力。     

新型耐热高强钢P91的高温力学性能

P91是一种新型的耐热高强钢,广泛用于制造大型火力发电机组中的各种耐热管道,它不同于一般的焊缝钢管,主要是采用高温塑性成形方法生产的,对其高温力学性能进行研究的意义重大.在Gleeble 1500D 热力学模拟机上进行大量试验,测得了P91不同变形条件下的真实应力-真实应变曲线.试验曲线表明,P91在变形过程中存在动态再结晶现象,且随着温度的升高和应变速率的降低,动态再结晶现象越易发生,临界应变量越小,流变应力下降越显著.使用Origin 7.0对各种变形条件下的峰值流变应力进行分析,得出流变应力基于Zener-Hollomon参数的函数关系,建立了P91高温流变应力的数学模型.     

不同材料外推模型的闭挤式精冲有限元模拟比较

为了解决闭挤式精冲有限元仿真准确性的问题,基于板料拉伸试验数据,建立了5种流变应力曲线外推模型。利用Deform-2D有限元软件这一平台,植入到有限元软件的功能模块,基于开发的Deform-2D有限元软件,对直径30mm、厚度14mm圆形件的闭挤式精冲成形过程进行模拟。通过物理实验,对不同流变模型的仿真结果进行比较。研究表明,Ludwik材料外推流变模型适合于闭挤式精密冲裁工艺的有限元模拟仿真,可以有效提高闭挤式精冲有限元模拟的仿真精度。     

腹板稳定性计算中临界应力的确定及稳定性验算

主要讨论在计算腹板的稳定性过程中,当计算的单项临界应力大于材料的0.8σs(或0.8σs/槡3)时,应该先将各个单项临界应力分别修正后,再计算临界复合应力,还是应该先计算出临界复合应力,视其若大于0.8σs时,再对其进行修正。用同一组数据,分别按2种修正方式进行计算,确定出修正结果偏于安全的方式。     

X80管线钢真实应力屈强比的测定及对管线安全性的影响

试验测算出X80、X65、X60、X46、Q235等五种材料的名义应力屈强比σs/σb和真实应力屈强比Ss/Sb及硬化指数n.比较发现,Ss/Sb值较σs/σb值小约13%,表明X80等高强度、高屈强比材料在屈服后真实塑性变形裕度仍较大;管线钢n对σs/σb的变化也并不敏感.由此认为,屈强比对管线结构安全性的影响并非如通常认为的那么严重.     

钛加铌共处理的高强无间隙原子钢铁素体区高温拉伸流变应力方程及热加工图

用Gleeble-1500型热模拟试验机针对钛加铌共处理无间隙原子钢在铁素体区进行了拉伸变形,其变形机制主要表现为动态回复型,平均变形激活能Q=573.33 kJ/mol,在铁素体高温区拉伸流变峰值应力为σp=100arcsinh(1.776 6×10-26(ε)e6859.6/T)-1.7055.在试验数据的基础上拟合了该钢在铁素体高温区拉伸流变应力峰值σp的解析表达式,建立了铁素体高温区拉伸变形的功率耗散图和加工失稳图,并形成了铁素体高温区间的热加工图.     

双相钢拼焊板温拉伸流变应力研究

采用CMT5205微机控制电子万能试验机对B340/590DP双相钢母材及拼焊板进行温拉伸试验,研究母材及拼焊板在变形温度为550～700℃、应变率为0.000 1～0.1 s–1条件下的流变应力行为。采用等应变法计算获得焊接区应力-应变曲线,通过改进后的含软化因子模型分别建立母材和焊接区材料的流变应力模型,并验证流变应力模型的准确性。结果表明,双相钢母材及拼焊板在温拉伸试验中发生了明显的动态回复与动态再结晶,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变率的增加而增加;流变应力的预测值与试验值吻合较好,具有较高的可信度。     

裂尖张开位移与伸张区宽度的关系

采用屈服强度在138-878MPa之间的几种材料的试验数据,考查了前人提出的材料性能对伸张区宽度与裂尖张开位移比值（Wsz/δ）的影响规律。结果表明：Prantl提出Wsz/δ的值与材料的应变硬化指数和屈服强度之间的关系与试验结果吻合较差,根本原因在于其推导过程中采用的假设前后矛盾。Wsz/δ值与流变应力呈近似线性关系,而不是呈正比关系。     

初始安装应力对管道固有频率的影响分析及试验验证

研究了初始安装应力对管道固有频率的影响。利用ANSYS对导管无安装应力、较小安装应力、较大安装应力的情况进行仿真分析,研究了安装应力对管道固有频率的影响;构建液压管道试验台,模拟了初始安装应力,利用锤击法对导管进行模态试验,验证了安装应力对管道固有频率的影响规律;利用锤击法对某型飞机液压管道进行了固有频率测试,试验结果进一步表明,管道安装应力的存在对管道模态频率有一定影响。研究结果为进一步开发管道安装应力监测系统提供了方法和思路。     

316L不锈钢的热变形抗力模型

在Gleeble-1500型热模拟试验机上通过高温压缩试验对316L不锈钢的变形抗力进行了系统的研究;根据试验得到的真应力-应变曲线,分析了变形温度和应变速率对316L不锈钢变形抗力的影响,并建立了高温变形抗力模型。结果表明:316L不锈钢在高温压缩过程中的热加工硬化倾向性较大,真应力-应变曲线上并没有出现应力峰值σ_p;1 050℃是该钢的特征变形温度,低于1 050℃时,流变应力受温度影响较大,随着温度的升高,流变应力的下降幅度较大;高于1 050℃时,温度的影响较小,流变应力下降幅度较缓;变形抗力的数学模型为σ=6.879exp(3 337.602/T)ε~(0.286)ε~(0.119),实际值和拟合值的对比证明此模型具有较好的线性拟合性和数据稳定性。     

BT20钛合金热变形流变应力的预测模型

对现有的流变应力模型进行了分析,针对BT20钛合金流变应力的特性,提出了一个新的计算热变形条件下钛合金流变应力的模型.该模型考虑了温度和应变速率的影响,能描述热变形过程中加工硬化阶段和加工软化阶段的流变应力;并建立了峰值应变、峰值应力、稳态应力和变形参量之间关系的模型.结果表明:这些模型预测结果与试验结果吻合,具有较好的精度.     

喷丸强化对2024铝合金疲劳性能的影响分析

以2024铝合金材料为研究对象,开展了表面喷丸处理对材料疲劳性能的影响研究。采用试验方法对比分析了2024铝合金试件在喷丸强化前后的疲劳性能。在此基础上采用ABAQUS有限元软件模拟分析了喷丸强化后试件的残余应力分布规律。两组疲劳试验数据对比分析表明:喷丸强化后2024铝合金材料的疲劳寿命可以提高(1.53~2.55)倍。有限元分析结果表明:喷丸强化在材料表层引入了残余压应力,从而提高了材料的疲劳性能。分析结果为定量研究喷丸强化对材料疲劳性能的影响提供了参考。     

SUS304与316L不锈钢残余应力试验研究

本文报道了对加工制造波纺补偿器的ＳＵＳ３０４与３１６Ｌ两种不锈钢材料进行残余应力等测定的试验研究结果，并对两种材料的性能及波纹补偿器加工工艺等进行分析讨论。     

变形条件对易拉罐用铝材高温流变应力的影响

采用动态热模拟试验技术进行高温等温压缩试验,探讨了变形条件对经高效熔体处理的易拉罐用铝材的真应力-真应变曲线及流变应力的影响。结果1表明:在300～500℃和0.01～10.0s-1的变形条件下存在稳态流变特征;随应变速率的增大或变形温度的降低,进入稳态流变阶段时所对应的真应变值和真应力值逐渐增大,材料更难进入稳态变形,尤其在250℃时,进入稳态时的真应变值较大,变形抗力大,难以进行热加工变形;而在350℃以上时,进入稳态流变阶段所对应的真应变值明显减小,材料较易进行热加工变形。稳态流变应力与应变速率或变形温度之间分别满足双曲正弦函数关系和Arrhenius关系,即可用包含Arrhenius项的Z参数来描述易拉罐材高温变形的流变应力行为。     

基于改进遗传算法优化人工神经网络的304不锈钢流变应力预测准确性研究

随着航空航天和武器装备等国防军工领域对金属材料高温、高应变率使役条件下的力学性能提出了更高要求。以304不锈钢为例,提出一种基于改进遗传算法选择算子的优化人工神经网络预测金属在复杂使役环境下流变应力的新模型。以应变范围为0.1～0.5、温度变化范围为20～600℃、应变率区间为0.001～100 s^-1下的304不锈钢流变应力试验数据为基础,构建了304不锈钢流变应力预测模型,并将预测结果与决策树、线性回归和未改进遗传神经网络模型进行对比,以平均绝对误差MAE和决定系数R²为检验参数来评价所建立模型的准确性。结果显示,改进遗传神经网络模型在测试集数据上的MAE和R²最佳,表明该模型能够很好预测304不锈钢流变应力。     

基于力磁耦合型的管道电磁应力检测解析模型研究

针对管道应力检测和定量化研究,提出一种基于电磁检测原理的管道应力检测方法。本文以J-A模型为基础,采用分子电流理论建立了管道力磁耦合模型,结合非磁滞条件下铁磁材料磁化曲线,利用管道力磁耦合模型解析计算了磁化方向上外磁场和应力对管壁表面磁场的影响规律,并进行了系统性实验研究。研究结果表明,随应力强度的增加,磁化方向上管道电磁应力检测信号呈现先增大后减小的变化趋势(变化方向翻转),翻转点前后均呈线性关系,但磁场信号变化速率改变,磁力学敏感度发生变化;随着外磁场的增加,在磁化曲线处于磁饱和(磁场强度大于20 KA/m)时,应力对铁磁材料磁化强度影响较小,磁场强度约为5 000 A/m时,应力对磁化强度影响较为显著。     

《压力容器》杂志征稿启事

1征稿范围1.1材料(1)国内外压力容器和管道用材的技术进展与发展动向;(2)压力容器和管道用新材料的研制与应用研究;(3)压力容器和管道用材料的性能试验研究;(4)压力容器和管道用材料的检测技术研究;(5)特种金属材料在压力容器和管道中的应用研究;(6)非金属材料在压力容器和管道中的应用研究;(7)复合材料在压力容器和管道中的应用研究;(8)腐蚀环境下压力容器和管道用材料完整性研究;(9)高温下压力容器和管道材料性能研究;(10)核用压力容器和管道材料技术实验研究。1.2设计(1)压力容器和管道的先进设计理论与新设计方法;(2)压力容器和管道的应力分析与有限元技术;(3)压力容器分析设计的应用研究;