重复加载对金属材料应力应变的影响的实验分析

针对工程上的零部件普遍存在着弹性材料包围着局部塑性区的情况，本文通过试验定性了重复加载对塑性区裂纹扩展的影响，得出了当局部集中应力不超过两倍的应力时，塑性区的残余应力对材料的废劳性能是有利的。     

应变速率对X80管线钢应力腐蚀的影响

利用慢应变速率拉伸试验研究了应变速率对X80管线钢在土壤模拟溶液中的应力腐蚀的影响。采用的模拟溶液以我国西北部碱性土壤的化学成分为基础,在不同应变速率条件下进行试验。样品断裂后利用扫描电镜对断口形貌以及断口侧面二次裂纹进行观察。研究结果表明:X80钢在1.0×10-6s-1应变速率下表现出最高的应力腐蚀敏感性。低于该应变速率下,应力腐蚀敏感性略有降低;而高于该应变速率下,应力腐蚀敏感性明显减小。不同应变速率下应力腐蚀敏感性的差异主要是由应力腐蚀过程中腐蚀和力学作用的影响程度不同造成。应变速率低于1.0×10-6s-1时,腐蚀作用影响更大,较长的腐蚀时间造成裂纹被腐蚀,裂纹扩展受到影响,因此应力腐蚀敏感性略有降低。当应变速率高于1.0×10-6s-1时,力学作用主导整个过程,形成的裂纹没有受到足够腐蚀的情况下,在力学作用下发生快速机械扩展、断裂,因此产生了明显降低的应力腐蚀行为。     

高压压力容器应力应变分析

以应变电测量法对压力容器进行应变测试,为工程实际提供应变参数,沿容器的轴向粘贴电阻应变片测量高压液态介质下的应变值。得出各测点的应变数据,得出了一些结论,对实验结果进行分析讨论。     

焊点间距对胶焊接头应力应变分布和强度的影响

采用数值分析和试验研究方法考察了焊点间距对两种胶焊中应力应变分布和接头强度的影响。结果表明,高弹性模量胶粘剂胶焊接头中,增大焊点间距,焊点就三小耐的妆区边缘胶层中的应力应变略有增大,低弹性模量释粘剂胶焊接头中,焊点应力集中程度和搭接区边缘胶层中的剪应变值都随焊点间距的增加而增大,增加焊点间距,两种接头的胶层中度都将降低。试验所得接头断裂时的名义应力随焊点间距的增加而略有减小,与计算结果吻合良好。     

Terfenol-D棒磁致伸缩特性及可加工性能研究

Terfenol-D中磁致伸缩应变与磁场强度关系的非线性,影响了磁致伸缩控制元件的精度和稳定性。拟采用轴向开槽的方式降低Terfenol-D棒由于涡流损耗产生的热致变形。但是由于材料本身的物理特性,Terfenol-D棒体加工难度很大。为对Terfenol-D材料的加工性能进行研究,选用了线切割和精密磨削两种方式对Terfenol-D棒进行开槽处理,结果表明线切割后加工表面虽然有一定的剥落凹坑产生,但对棒体的磁致伸缩特性影响较小。Terfenol-D棒开槽前后伸缩量测试结果表明在棒体表面开4轴向槽可以降低材料的涡流损耗,提高输出位移-磁场强度关系的线性度。     

高密度高磁导率高饱和磁感应强度MnZn铁氧体的研究进展

综述了高密度高磁导率高饱和磁感应强度MnZn铁氧体的研究现状,阐述了配方体系、预烧工艺、添加剂、成型和烧结工艺等因素对MnZn铁氧体的密度、磁导率和饱和磁感应强度的影响,并指出了高密度高磁导率高饱和磁感应强度MnZn铁氧体制备技术的发展趋势.     

焊接应力应变问题的再探讨

焊缝处有压缩塑性应变是以往对焊接应力应变的认识，然而此观点无法对熔合线处有液化裂纹出现以及裂纹不够长的情况进行解释，而本文通过高温应变分布图把焊接应力应变问题很好地解释出来。在对焊接残余应力进行消除时并不一定要把固有的应变源给去除掉，有时候在保留固有应变源的前提下仍然可以把残余应力给消除掉。实际上把残余弹性应变向塑性应变进行转变的过程就是把残余应力消除的过程。     

镍基合金材料塑性对应力腐蚀裂纹尖端应力应变场影响的研究

为了解材料塑性对高温水环境下核电关键结构材料应力腐蚀裂纹扩展的影响,利用大型非线性有限元软件,对镍基合金中由氧化膜和基体金属构成的应力腐蚀裂纹尖端应力应变场进行了分析,得出了材料屈服应力对应力腐蚀裂纹尖端应力应变场的影响规律.结果表明:在同样的外载条件下,随着材料屈服应力的增大,裂尖基体金属的应力增大而塑性应变减小;而...     

工程应力—应变曲线绘制的探讨

金属材料在受到轴向外力的作用下将产生变形,不断地施加外力,材料将由弹性变形、弹塑性变形到塑性变形,直至断裂。如果用一定放大比的仪器在拉伸或压缩过程中将变形放大绘制于记录纸上,便可得出拉伸或压缩曲线图。此图反映了材料受力后力与变形的全过程,是工程设计和使用至关重要的原始资料。由于生产上使用的零部件与试件的截面和形态不同,为便于设计计算,通常将拉伸曲线用计算方法重新绘制成工作应力-应变曲线编入材料手册提供使用。为此,如何精确和快速绘制应力-应变曲线就显得格外重要。 由于材质不同,材料有脆性与韧性之分,脆性材料的断裂往往发生在弹性范围内,即未及塑性变形试件就破     

基于Eshelby等效夹杂理论的Terfenol-D复合材料磁致应变模型

基于Eshelby等效夹杂理论和Mori-Tanaka方法建立了Terfenol-D复合材料中合金颗粒平均应力、扰动应变和复合材料整体平均应变的计算模型，并利用此模型对Terfenol-D复合材料在不同制备工艺条件下的饱和磁致伸缩应变进行了计算。结果表明：Terfenol-D复合材料的饱和磁致伸缩应变随粘结剂含量的增加而呈线性下降，但粘结剂含量不能过少，合适的粘结剂含量应在2.5%-4.0%之间；随复合材料外加预压应力的增大，其饱和磁致伸缩应变增大；实验结果与模拟结果的数据曲线趋势一致。     

热残余应力对树脂基磁致伸缩复合材料动静态磁致伸缩性能的影响

树脂基磁致伸缩复合材料的固化温度及测试与使用温度存在差异 , 磁致伸缩粒子与基体的热膨胀系数也不同。这将在粒子周围产生热残余应力 , 并影响复合材料的磁致伸缩性能。理论分析了热残余应力的大小及其影响因素 , 发现其值随温差增大或粒子体积分数减小而增大。继而 , 以在不同温度下固化的 Terfenol2D颗粒体积分数为 20 %和 50 %的环氧基复合材料为研究对象 , 对理论分析进行了试验验证。试验结果表明 : 随固化温度升高 , 由于热压应力的增大 , 复合材料的动静态磁致伸缩性能均得到提高; 粒子体积分数的增加在降低其所受的热压应力的同时 , 也提高了功能体的含量 , 材料磁致伸缩系数的升降取决于这两个作用的耦合。     

外磁场对Ni-Mn-Ga磁性形状记忆合金相变应变及显微组织的影响

研究了外磁场对Ni52Mn24.6Ga23.4(%,原子分数)单晶马氏体相变及其相变应变的影响,并对磁场增强相变应变的微观机制进行了探讨。研究结果表明无外加磁场时,NiMnGa合金发生马氏体相变时可产生约0.3%的收缩形变,沿单晶[100]方向施加外磁场,其相变应变随磁场的增加而呈近线性增加。当外磁场强度为6.37×105A/m时,应变量达到最大值(3.5%)。磁场作用下冷却形成的马氏体虽然孪晶亚结构不变,但自协作组态消失,并伴随有孪晶板条的增厚。磁场对马氏体相变应变的增强效应来自于磁场作用下的马氏体变体的择优取向。     

Effect of compressive stress aging on transformation strain and microstructure of Ni-rich TiNi alloy

The Ti–50.7%Ni (atom fraction) alloy rods were compressive stress aged at 400 °C, 450 °C and 500 °C for different time, their strain behaviors accompanied by temperature elevation were investigated, and their microstructures were observed. It is found that the compressive stress aged TiNi alloy rod displays an obvious contractive strain behavior in the stress direction as the temperature is elevated from approximately 55–75 °C. Compressive stress causes the parallel alignment of the aging precipitate Ti₃Ni₄ in the TiNi alloy, which controls the martensitic transformation (B19′ transformation) and its reverse transformation, leading to its contractive strain behavior accompanied by temperature elevation. The contractive strain of the TiNi alloy compressive stress aged at 400 °C for 100 h is increased with increasing compressive stress up to 140 MPa. Higher aging temperature and longer aging time lead to the coarsening of the precipitates and the enlarging of the inter-precipitate spacing, and therefore result in a decrease in the contractive strain.     

KDP晶体超精密切削过程中等效应力和应变分析

为了深入研究刀具几何参数对KDP晶体超精密切削过程的影响,以及等效应力和应变产生的原因及变化规律,采用商用有限元软件(Marc)对KDP晶体的超精密切削过程进行了有限元仿真,建立了KDP晶体超精密切削加工中应力和应变预测模型.仿真结果表明,KDP晶体超精密加工过程中等效应力主要集中在第一和第二变形区,等效应变主要集中在第二和第三变形区.研究表明,本文所建立的等效应力和应变预测模型是有效的,有限元仿真值与预测值之间的误差可以控制在10%以内.     

张应力对FeCoSiB非晶薄膜磁特性的影响

采用磁控溅射方法,在弯曲的玻璃基片上制备出受张应力作用的FeCoSiB非晶薄膜,研究了张应力大小对FeCoSiB薄膜的磁畴、矫顽力、剩磁、各向异性场等磁特性的影响.结果表明,薄膜的畴结构显著依赖于张应力,其磁畴宽度随张应力增加而增加;张应力导致FeCoSiB薄膜内形成较强的磁各向异性,其各向异性随应力的增大而增大.     

Terfenol-D颗粒取向对树脂基磁致伸缩复合材料性能的影响

已有的研究表明,在树脂基磁致伸缩复合材料固化过程中,施加一定的磁场使Terfenol-D颗粒沿磁场方向取向排列可以形成伪1-3型复合结构,其静态磁致伸缩性能较颗粒随机取向的0～3型复合材料有一定程度的提高。本文旨在研究颗粒取向对磁致伸缩复合材料其它性能的影响。以Terfenol—D颗粒体积含量为50％的0-3型和1-3型环氧基磁致伸缩复合材料为研究对象,通过实验和计算对比两种材料的动静态磁致伸缩性能、增量磁导率、弹性模量、磁机械耦合系数。结果表明．颗粒取向不仅可以提高树脂基磁致伸缩复合材料的静态磁致伸缩性能和动态磁致伸缩性能,还能略微提高其弹性模量,但会适度降低其磁机械耦合系数。     

Electromechanical effect and its use for monitoring shaft torsional strain

Theoretical and experimental studies are continued for the Wiedermann reciprocal effect with the aim of using it for metrological provisions of engineering component production. Theoretical studies provide a basis and experiments confirm the objectivity of the method suggested for measuring the physicomechanical parameters of components. __________ Translated from Izmeritel’naya Tekhnika, No. 12, pp. 42–46, December, 2005.     

Mean stress/strain effect on fatigue behavior of an epoxy resin

Mean stress/strain effect on the fatigue life of an Epon 826/Epi-Cure Curing Agent 9551 epoxy system has been investigated by carrying out series uniaxial fatigue tests with four different mean strain ratios under strain-range-controlled mode. Quantitative analysis of the mechanical properties, such as mean stress relaxation, evolution of stress range and strain energy density, have been performed based on the stress–strain data recorded by a non-contact real-time strain measurement and control system. Mean stress/strain functions have been introduced into the equivalent damage parameters to include the mean stress/strain effect on the fatigue life of the epoxy polymer material. The procedure to characterize the mean stress/strain functions has been demonstrated and material constants were calibrated in the case of either stress, strain or energy approach, respectively. Good agreement can be seen between the predictions and the test data.     

应力生长FeCoSiB非晶薄膜的磁各向异性研究

采用应力生长方法，制备出受压应力和张应力作用的FeCoSiB非晶磁弹性薄膜，研究了薄膜中的应变大小对FeCoSiB薄膜的磁滞回线、剩磁、应力诱导各向异性场等磁特性的影响．结果表明，无应变薄膜在薄膜面内呈现各向同性，而有应变的薄膜呈现出明显的各向异性。张应力诱导的各向异性与应力方向平行，而压应力形成垂直于应力方向的磁各向异性。各向异性场随应变的增大而线性增大。