云纹法及其在孔边应变检测中的应用

本文结合平行云纹和转角云纹的特点讨论了普通密栅云纹实验法在干涉孔孔边应变检测中的应用,给出了依据云纹计算干涉配合孔或冷挤压孔左右两边X轴上的切向应变和径向应变的计算公式.     

云纹法及其在孔边应变检测中的应用

本文结合平行云纹和转角云纹的特点讨论了普通密栅云纹实验法在干涉孔孔边应变检测中的应用,给出了依据云纹计算干涉配合孔或冷挤压孔左右两边X轴上的切向应变和径向应变的计算公式.     

九层玻璃/铝阳极焊接接头残余应力应变数值模拟

利用有限元分析软件MARC,对冷却后的九层玻璃/铝阳极焊接试件进行数值模拟分析,获得了九层阳极冷却试件内残余应力和应变分布。模拟结果表明,试件冷却后各处的冷却收缩量不同,其内部存在残余应力和应变,试件发生翘曲;过渡层内的等效应力最大,且关于铝层呈对称分布;铝层内的等效应力值达到了屈服极限,表明铝层发生了塑性变形,且铝层内的等效应变最大。     

关于我国云纹测试方法的重要元件——密栅版的研制

一、概述近年来,测定应变场的云纹方法已经在我国各高校、研究单位以及部分生产单位迅速推广开来。一些工科院校已将云纹法列入基本测试方法教学大纲。但是进行云纹测量的基本元件密栅版还没有象电测测量的电阻片那样在我国有正式商品出售。国外出售的密栅版(以下称普通版)一是价格贵,二是质量低。为满足我国云纹方法快速发展的急需,针对普通栅版     

弯扭耦合加载下缺口试件临界面确定方法研究

临界面法在多轴疲劳研究中得到广泛应用,对于光滑试件连续函数加载情况,可以利用理论方法计算其应力应变关系及临界面位置。对于缺口试件,由于存在应力集中,很难利用理论的方法计算其缺口根部的应力应变关系及临界面的位置。文中借助有限元法对缺口试件根部进行应力应变分析,并利用坐标变换原理确定最大剪切应变幅所在的平面,定义最大剪切应变幅所在的平面为临界损伤面,从而明确了缺口试件临界平面的确定方法。利用新的方法对不同加载条件及缺口参数的临界面位置进行分析,定量给出了临界面位置与缺口深度及载荷幅值的关系。     

密栅云纹实验(三)——介绍一个新的应力分析方法 第三篇 密栅云纹实验的应用范围和发展

密栅云纹实验方法从1948年提出以来,在理论、技术和应用方面都有了很大的发展,有着较广泛的应用范围,由于我们工作仅刚开展,国内外情况了解也较少,以下仅从国外文献中的材料对此方法的发展情况和应用作一简单的描述,供从事这方面工作的同志参考。密栅云纹方法所以获得较广泛的发展是和这种方法存在的不少优点有关,这些优点主要是:它可以直接获得全面积上应变场分布的图形,不要通过其他中间物理量的转换能直观地显示应变场变化的规律,测定应变分布的突变点,便于通过模型试验进行各种结构方案的比较;它具有很广的量测范围,从小的弹性变形到很大的塑性变形(应变范围由0.1～100％较有效),从静载到动载、蠕变、松弛、塑性流动、震动波传播等瞬时现象的研究,从常温到高温量测;从全面积应变分布到局部区域的应力集中,这种方法都具有较大的适应性和灵活     

低周疲劳载荷下裂缝及缺口尖端弹塑性应变场

在低周疲劳载荷作用下,对中心、双边裂纹和双边缺口试件进行实验研究.用云纹方法测量了在载荷循环周期内、不同应变水平下,裂纹和缺口尖端位移场、应变场和应变集中系数。对裂纹延长线上应变奇异性进行了分析。这些结果对研究裂纹体在低周循环载荷作用下,裂纹的起裂、扩展是有意义的。     

平面弯曲载荷作用下试件断面形状对疲劳寿命预测的影响

试图应用力－应变幅值关系式预测材料在平面弯曲负载条件下,不同断面形状试件的疲劳寿命。该关系式σ＝１．７３σｂεｐ＾０．１６为循环轴向拉压碳素结构钢的经验关系式。由于平面弯曲负载下试件断面存在应力梯度,而拉压负载时试件断面无应力梯度变化,两负载下相同试件断面有相同的表面真应力σＲ,用力学方法可以推导平面弯曲负载条件下不同断面形状试件表面真应力σＲ和名义应力σ的关系,并换算出该名义应力同试件表面应变的     

三种工况下SiC/Al FGM紧凑拉伸试件的力学行为研究

SiC/Al梯度功能材料各梯度层由不同体积浓度的陶瓷和金属组成,由于材料组分梯度变化,克服了双材料界面的应力突变问题,从而获得优异的使用性能。文中应用Ansys软件和激光云纹干涉法,对具有四个梯度层的SiC/Al梯度功能材料紧凑拉伸试件在三种工况下的力学行为进行研究。通过Ansys分析得出试件裂纹扩展的规律以及裂前4mm处的应变分布,后续实验采集试件随各载荷变化的位移场云纹图,根据位移与条纹级数的关系以及小变形条件下应变与条纹级数关系式,得到梯度功能材料紧凑拉伸试件预制裂纹区的应变分布。通过两种方法相应结果对比分析,得出有关梯度功能材料的裂纹扩展准则的适用性方面的结论;同时,就实验获得的应变测量结果,讨论梯度功能材料的物性变化规律,以及材料组分和梯度层结构对材料整体物性参数的影响。     

弯扭复合应力疲劳强度准则

本文的目的是研究在疲劳设计中弯扭复合应力强度准则.通过对国产材料30CrMnSiNi2A 光滑试件和缺口试件的对称循环弯曲.扭转以及弯扭组合疲劳试验,在中等寿命区分别测定了七条 S—N 曲线,得出了 K_■随N变化的关系曲线.证实了根据剪切应变能理论建立的复合应力疲劳强度准则适合于弯扭组合圆轴的疲劳强度计算。还通过试验证实了具有应力集中构件的当量应力集中系数公式。从而,只要知道构件危险部位的应力状态和应力谱,再考虑各种影响因素,就可以根据一条光滑试件的 S—N 曲线估算出圆轴的高周疲劳寿命。所以,该准则的应用将为复合应力疲劳设计提供简便可行的方法。     

预应变奥氏体不锈钢S30408低温棘轮效应

利用凯尔测控EUM-25K20型拉扭疲劳试验机,在110 K下对S30408母材试件、含焊缝试件、无预应变、预应变8%、12%的试件进行了单轴棘轮效应试验研究。实验发现,母材试件与焊材试件的棘轮行为与平均应力、幅值应力及其加载历史密切相关。由于焊缝金属中少量铁素体的软化作用,焊缝试件的初始棘轮应变及小循环应力下的棘轮应变大于母材。但随着塑性变形的增加,焊缝金属中更高含量合金元素存在更为明显的强化作用,使得焊缝试件在较大循环应力下一定循环圈数后的棘轮应变小于母材。无论母材试件还是焊缝试件,棘轮应变随预应变的增加而降低,在较小的循环应力水平下,预应变可以完全抑制棘轮应变的累积。S30408在110 K下为率相关材料,棘轮应变随加载率的升高而降低。     

6061-T6铝合金薄板剪切试件设计及动态剪切力学特性分析

车身结构影响了整车的碰撞安全性,其中车身承载部件在碰撞过程中主要表现为剪切失效,因此需要对车身材料的动态剪切力学特性展开研究。为了描述6061-T6铝合金材料在复杂工况下的力学特性,进行了准静态和动态力学性能试验。基于不同应力状态和应变率下铝合金力学性能的测试数据,标定了材料的本构模型和断裂模型参数,并通过对比试验与仿真结果验证了材料参数的准确性。为了实现拉伸试验机开展铝合金薄板剪切试验,设计四种形状的薄板剪切试件,采用数值模拟对比所设计剪切试件的应力及应变分布,并分析不同剪切应变率对6061-T6铝合金材料剪切力学特性的影响规律。结果表明：圆形开口对称试件适用于研究塑性变形阶段的失效断裂,而圆形开口偏置试件适用于研究弹性变形阶段的应力应变关系。在低剪切应变率范围内,6061-T6铝合金无显著的应变率强化效应,然而随着应变率的增加敏感性有所提高。     

基于鼓胀试验对金属厚板力学性能的研究

材料的力学性能是材料在外力作用下抵抗变形和破坏等方面的特性,其参数是通过拉伸试验测定的。工程所用的传统单轴拉伸试验方法所测值是一定范围的平均值(引伸计标距范围或应变计栅长范围),达到的极限应变值也过小,而且实际问题中材料多处于双向应力状态。鼓胀试验作为一种双向拉伸试验方法,可获得材料在双向应力状态下大应变范围内的力学性能数据,是一种评定板材力学性能和成形性能的试验方法。金属厚板难以直接进行鼓胀试验,本文提出一种在金属厚板厚度方面去除部分材料得到试件进行鼓胀试验的方法,将鼓胀试验引入测定金属厚板的力学性能。     

凹模型线对挤压过程的数值模拟和试验研究

本文用数值拟和试验研究相结合的方法分析凹模型线对挤压过程变形状态的影响。模拟计算采用刚塑性有限元法,试验研究用坐标网格法和密栅云纹技术。文章对文献中提出的圆锥凹模、余弦曲线凹模、等应变率曲线凹模、双曲线凹模、椭圆曲线凹模和最短流线凹模,以及另外新设计的正弦曲线凹模,进行数值模拟,得到了各种型线模挤压时的速度场、应力场和应变场,以及由于变形热效应引起的试件和模具温升。并用光刻网格法和密栅云纹法进行试验校核。计算结果与实验结果相互吻合良好,研究结果表明七种曲线凹模中,以新设计的正弦曲线凹模最佳,余弦曲线凹模次之,这两种型线凹模的挤压力低,而且内部应变分布均匀。     

试件型式对COD启裂值及阻力曲线的影响

本文采用卸载剖面法测试了CCT试件和TPB试件的卸载COD阻力曲线及卸载伸张区,并且用弹塑性有限元法计算了两种试件裂纹前方韧带上的应力应变场。试验结果表明,COD启裂值和阻力曲线斜率均依赖于试件型式。CCT试件的断裂阻力比TPB试件的断裂阻力大。两种试件边界条件不同,尖端附近应力应变场也不同,因此导致了断裂阻力的差别.     

载荷形式对疲劳寿命预测方法的影响

用力学分析方法解析了多种载荷条件下试件断面上各点应力分布规律,并根据这个分布规律由现有的大量旋转弯曲疲劳寿命实验数据推算同样材料的其他载荷形式下的疲劳寿命。同时,在旋转弯曲载荷条件下,通过建立试件表面应力应变与名义应力应变关系式,如何得出在单向拉压圆形试件名义与应力与旋转弯曲圆形试件表面应力相等时,通过试件断面上的应力梯度值和材料的静拉伸强度值,可以简便地预测出材料任何尺寸大小、一定应力水平下的疲     

基于可测式夏比冲击试验的高硬度钢的动强度

通过对不同钢种(优质碳素结构钢S550、高韧性合金结构钢SCM3、高碳铬轴承钢SUJ2、碳素工具钢SK3)的试件材料进行淬火回火等热处理,制备一定硬度范围(HV340^HV860)的高低不同硬度的试件,以此试件作为夏比冲击试验的研究对象。试验的整个过程是在确定冲击载荷测定试验方法的基础上,通过各种不同变形速度的试验,测得不同硬度试件的应力-应变关系曲线,从而测得不同材料的动强度,建立和确认动强度与硬度之间的关系。同时讨论了冲击载荷及其能量吸收的硬度依存性。结果表明,虽然随钢种不同有所差异,但在塑性应变率为100 s-1左右时的动强度大致高出静强度20%HV860)的高低不同硬度的试件,以此试件作为夏比冲击试验的研究对象。试验的整个过程是在确定冲击载荷测定试验方法的基础上,通过各种不同变形速度的试验,测得不同硬度试件的应力-应变关系曲线,从而测得不同材料的动强度,建立和确认动强度与硬度之间的关系。同时讨论了冲击载荷及其能量吸收的硬度依存性。结果表明,虽然随钢种不同有所差异,但在塑性应变率为100 s-1左右时的动强度大致高出静强度20%³0%左右;虽然强度随着硬度的增加而增加,但硬度在HV700左右时取最大值;能量吸收的硬度依存性基本以最大弯曲载荷P max对应的硬度域为界,硬度越高能量吸收越少;尤其以SUJ2材料的能量吸收为最大。     

二维编织SiC/SiC复合材料的剪切性能

通过单向以及循环加卸载面内剪切试验,结合试件失效分析,研究了二维编织SiC/SiC复合材料的面内剪切特性。将试件剪切响应分为弹性部分和非弹性部分,分别由卸载模量和残余应变表征,由此得到剪切应力-应变关系表达式。试验结果表明,卸载模量随应力以指数形式衰减,残余应变随应力以指数形式增大。预测剪切应力-应变曲线与试验曲线吻合很好。     

云纹法测量金属材料蠕变的实验研究

采用双镀层高温试件栅并结构应用云纹法对金属材料的高温蠕变变形进行了实验研究。推导了应用云纹仪测量蠕变的计算公式，给出了测量结果，并分析了实验系统的测量误差。     

用云纹法测定塑性变形体接触表面的应力分布

塑性变形体的边界接触应力分布规律的研究,涉及应力应变分布、变形力计算、模具强度设计等问题,但是用理论方法难以求解,本文用云纹法测定塑性变形体的接触应力,较其他方法简便而有效,在国内尚属首次。本文采用两种方法测定接触表面的应力分布: 第一种是用贴有密栅版的有机玻璃压块作“莫尔弹性元件”,使与之接触的铅试件塑性变形,并用云纹法测量有机玻璃压块(或金属压块)边界的接触应力分布。第二种是用光电扫描云纹法与塑性理论结合,直接测量和计算出边界接触应力和内部的应力、变形分布。第一种方法较简单,第二第方法则更具有普遍应用的意义。实验表明,云纹法是一种测定表面接触应力、摩擦系数和内部应力、变形分布的简便而有效的方法。实验结果达到工程应用的精度要求。