ON THE ACTION OF SHOTCRETE SUPPORT

本文从岩体的流变性质及喷射混凝土支护与岩体相互作用的观点,对支护机理作了初步探讨。以岩石流变模型为基础,考虑支护对岩体的反作用力,导出了在平面变形条件下圆形断面平巷及竖井岩体中应力、应变、位移与时间关系的公式,还导出岩体中应力、应变分布公式,给出了计算喷射混凝土支护内部的应力、应变及位移公式。最后,在理论结果的基础上,作者提出设计喷射混凝土厚度及所需强度的计算公式。     

隧洞开挖支护的离散元模拟

对某水电工程进厂交通洞分层开挖、施加锚杆和喷射混凝土支护等施工过程进行了离散元数值模拟分析,详细分析了围岩的位移、应力等的变化情况,并与监测结果作了相应的对比。结果说明,用离散元方法进行数值模拟计算可以合理地解释围岩的位移和应力变化,这为以后的岩体力学分析提供了一个新的思路。     

喷射沉积5A06铝合金热压缩变形的流变应力行为

采用Gleeble1500热模拟机对喷射沉积5A06铝合金进行等温热压缩实验,变形温度为300~500℃,应变速率为5×10-4~5×10-1s-1,最大变形程度为50%。结果表明:喷射沉积5A06铝合金热压缩变形流变应力受变形温度和应变速率的强烈影响,可以用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数形式进行描述。在本研究条件下,喷射沉积5A06铝合金热压缩变形时的热变形激活能Q及应力指数n均随着应变的增加而减小。根据Zener-Hollomon本构方程得出的流变应力拟合值与实测值吻合较好。     

喷射成形H13钢的高温热变形及组织演变

采用等温热压缩方法研究了在变形温度为850~1150℃,变形速率为0.1~10 s-1,最大真应变为0.7时,热变形参数对铸造与喷射成形H13钢流变应力和显微组织的影响。结果表明,两者在变形过程中均表现出动态再结晶特征,变形温度和应变速率对合金流变应力的影响显著,流变应力随变形温度的降低和应变速率的增加而增大。喷射成形H13钢由于晶粒细小,组织均匀,无宏观偏析,促进了再结晶的进行,有利于热变形加工,并且热变形后孔隙得到闭合,致密度提高。铸造H13钢变形后的组织带状偏析明显,退火后依然存在碳化物偏析带,而喷射成形H13钢无论是变形后组织还是退火组织,都很均匀,没有宏观偏析。     

挤压态镁合金流变行为及本构模型研究

通过Gleeble热模拟机,在变形温度250~500℃、应变速率0.005~5 s-1下对挤压态镁合金进行热压缩实验,得到应力-应变曲线,基于加工硬化与软化机制,分析了温度和应变速率对流变曲线及峰值应力的影响。其次,考虑变形中温升,在高应变速率下采用温度补偿修正流变应力。最后,运用双曲正弦模型构建不同流变应力范围的本构模型,得到流变应力与温度、应变速率和应变的定量关系。将模型预测应力值与实验值进行对比。结果表明:实验值与预测值的相关性系数为0.984,平均相对误差绝对值为3.87%,说明所建立的本构模型能够准确预测成形过程中不同变形量下镁合金的流变应力值。     

喷射成形高合金工具钢的流变应力本构方程

采用喷射成形工艺制备了HGSF01高合金工具钢,在Gleeble2000热模拟试验机上进行等温热压缩试验,在变形速率为0.05～20 s~(-1)和变形温度为900～1150℃条件下对喷射成形HGSF01高合金工具钢进行实验研究.结果表明:喷射成形HGSF01高合金工具钢热压缩变形流变应力受变形温度和应变速率的影响强烈,真应力-应变曲线呈典型的动态回复再结晶特征.可以用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数形式本构方程来描述喷射成形HGSF01高合金工具钢的流变应力行为,其形变激活能(Q)为435.446 kJ/mol.     

5083铝合金热压缩变形流变应力行为

在Gleeble-1500热模拟机上,当变形温度为300-500℃、应变速率为0.01-10 s^-1、真应变为0-0.8时,采用圆柱体等温热压缩实验研究5083铝合金变形流变应力行为。通过分析流变应力指数函数中系数A、β与应变的关系,建立Zener-Hollomon参数的指数关系本构方程。运用该本构方程对5083铝合金不同应变速率、变形温度及应变条件下的流变应力进行预测,发现流变应力预测值与温升修正值吻合得相当好。     

AerMet100钢热压缩过程流变应力的神经网络预报

本文研究了变形温度、应变速率和应变量对固溶和轧制态的AerMet100钢热压缩变形过程流变应力的影响规律.结果表明:变形温度、应变速率和应变量对流变应力有显著影响,预处理方式对流变应力的影响不大.基于人工神经网络原理,建立了流变应力与变形温度、应变速率和应变量的数学模型,由此预报的AerMet100钢热压缩过程流变应力与实测结果相吻合.     

铜铝复合接触线用银铜合金高温流变应力行为研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机研究了银铜合金在变形温度700~950℃、应变速率0.01~10 s~(-1)条件下的高温流变应力特性,绘制出了真应力-真应变曲线;分析了变形温度及应变速率对高温流变应力的影响。通过线性回归法分析了银铜合金的形变激活能,并获得该银铜合金的高温流变应力本构方程。结果表明:银铜合金在热压缩变形过程中发生了明显的动态回复与再结晶。随变形温度与应变速率的不同,其主要动态软化机制不同。在高温低应变情况下,软化效果较佳。试验所得流变应力与预测值误差大约在5%。     

拉伸变形应变硬化指数的理论和实验规范

从应力为应变和应变速率函数的状态方程出发,导出了超塑性拉伸变形的微分本构方程,从而解释了方程中应变硬化指数的力学涵义,导出了应变硬化指数的约束方程,定义了典型变形路径的应变硬化指数,导出了它们之间的相互关系,导出了典型变形路径应变硬化指数的测量公式和数值模拟的精确测量方法,以此为依据对应变硬化指数进行了实验测量,对测量方法和测量结果进行了精细分析,研究结果判明：应变硬化指数不仅不是常数,而且与应变的变化规律及变形路径有密切的联系;在一定变形路径下还与所用的测量公式有密切关系．因此,在引用应变硬化指数时,应该标明所对应的变形路径;在测量应变硬化指数时,应采用所对应变形路径的测量公式。     

5083铝合金热压缩变流变应力行为

在Gleeble-1500热模拟机上,当变形温度为300～500 ℃、应变速率为0.01～10 s-1、真应变为0～0.8时,采用圆柱体等温热压缩实验研究5083铝合金变形流变应力行为.通过分析流变应力指数函数中系数A、β与应变的关系,建立Zener-Hollomon参数的指数关系本构方程.运用该本构方程对5083铝合金不同应变速率、变形温度及应变条件下的流变应力进行预测,发现流变应力预测值与温升修正值吻合得相当好.     

喷射成形FGH95高温变形流变应力行为与预测

在变形温度为1 050~1 140℃、应变速率为0.01~10 s 1和变形率为50%的条件下,采用Gleeble 1500热模拟机研究喷射成形FGH95合金的热压缩变形行为。结果表明:在合金热压缩变形初始阶段,流变应力随应变的增加迅速增大,达到峰值应力后逐渐减小,呈现明显的动态软化特征;合金流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而显著减小;应变速率为0.1~10 s 1时,合金峰值应变随温度升高而减小,并趋于平稳;而应变速率为0.01 s 1时,合金峰值应变在1 100℃出现极大值。考虑变形量对合金热压缩流变行为的影响,引入包含应变量的四次多项式函数对双曲正弦修正的Arrhenius方程进行改进,改进后的本构方程的流变应力预测值与实验值吻合较好,平均相对误差为3.64%。     

变形参数对纯镍N6流变应力变化的影响规律研究

利用Gleeble-3800热模拟试验机,对纯镍N6板材进行了平面应变流变应力研究,分析了变形温度及应变速率对纯镍N6板材流变应力的影响规律。并利用Arrhenius双曲正弦函数模型,建立了纯镍N6板材的峰值流变应力本构方程。得出在732、782、880℃,影响流变应力变化的主要因素是变形温度;在980、1080℃,流变应力的变化受变形温度和应变速率共同影响。     

喷射成形Vanadis4冷作模具钢高温变形行为研究

采用喷射成形工艺制备了高碳高合金Vanadis4冷作模具钢,采用光学显微镜观察了其微观组织,利用Gleeble-3800热模拟试验机对其高温变形行为进行了研究,变形温度850℃~1150℃、变形速率为0.01s-1~30s-1。结果表明,喷射工艺得到了晶粒细小且无宏观偏析的组织;其真应力-应变曲线为典型的动态再结晶形曲线,变形初期流变应力随应变量增加迅速增加且很快达到峰值,该特点不同于传统工艺Cr12MoV冷作模具钢的真应力应变曲线特点。根据测得曲线的峰值应力应变计算了喷射成形V4钢变形激活能,结果表明激活能随温度增加而降低,受变形速率影响不大,其变形激活能在较高温度、中温、较低温度时分别为250、407、512kJ/mol。     

Cu-Ni-Si-Ag合金动态再结晶及组织演变

在Gleeble-1500D热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,对Cu-2.0Ni-0.5Si-0.15Ag合金在应变速率为0.01～5s-1、变形温度为600～800℃、最大变形程度为60%条件下的流变应力行为进行了研究.分析了实验合金在高温变形时的流变应力和应变速率及变形温度之间的关系.并研究了在热压缩过程中组织的变化.结果表明:热模拟实验中,应变速率和变形温度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升高而降低,随应变速率提高而增大.从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出了该合金高温热压缩变形时的应力指数n,应力参数α,结构因子A,热变形激活能Q和流变应力方程.合金动态再结晶的显微组织强烈受到变形温度的影响.     

铝合金7075-T651动态流变应力特征及本构模型

为了研究铝合金7075-T651的流变应力变化特征,在高温分离式霍普金森压杆装置上对圆柱试样进行了温度范围25~400℃及应变率范围600~12 000 s-1的动态压缩试验。结果表明:铝合金7075-T651的流变应力对应变率不敏感,对温度有较强的敏感性。总体上,流变应力随温度的升高而减小,但在350~400℃时流变应力差别很小。在高应变速率时,当应变超过一定水平时,应力出现急剧减小,材料发生失效。通过变形后试样的微观组织观察可以发现,应变速率较高时出现绝热剪切带是材料流变应力急剧减小的主要原因。在实验数据基础上,建立了一个基于物理概念的铝合金7075-T651本构模型预测其流变应力,与实验对比表明,所建立的本构模型在较宽的温度和应变速率范围内能够很好地预测铝合金7075-T651的流变应力。     

Mg-Gd-Y-Zr镁合金热压缩流变应力的研究

采用恒应变速率高温压缩模拟实验，对Mg-Gd-Y-Zr镁合金在应变速率为0．001～1．0s^-1、变形温度为150～500℃条件下的流变应力行为进行了研究，计算了变形激活能及相应的应力指数，建立了峰值流变应力方程。结果表明：在恒温条件下，合金的流变应力随应变速率的增大而增大；在恒应变速率条件下，合金的流变应力随温度的升高而降低；在350-500℃，0．001～1．s^-1的变形条件下，变形激活能和应力指数分别为2215kJ／mol和368；流变应力方程计算出的峰值应力与真实值基本吻合。     

软弱岩体Berger模型及井巷流变地压

在室内对硅藻岩进行了主要物理力学指标测定和蠕变试验的基础上，分析了软弱岩体的流变特性。根据Ｂｅｒｇｅｒ模型，建立了软弱岩体的流变状态方程和蠕变方程来分析支护前围岩移动规律和支护后流变地压的增长规律，同时还研究了软弱岩体的长期强度     

圆锥形零件冲压成形悬空侧壁圆锥台变形区的应力应变计算

本文用主应力法解出了圆锥形零件冲压成形悬空侧壁圆锥台变形区的应力公式,讨论了悬空侧壁圆锥台变形区大端的内皱曲是由悬空侧壁圆锥台变形区中的最大切向压应力引起;而悬空侧壁圆锥台变形区小端的破裂是由悬空侧壁圆锥台变形区中的最大径向拉应力造成。根据体积不变条件,导出了圆锥形零件冲压成形悬空侧壁圆锥台变形区的应变公式,它是拉深应变和胀形应变的复合应变。接着讨论了最大切向压应力和最大径向拉应力在冲压成形过程中的变化规律,最后给出了应力分界圆直径公式和应变分界圆直径公式,得出了满意的结论。     

TB6合金热压缩流变应力行为

在变形温度700～860 ℃、应变速率0.001～1 s-1下,对TB6合金进行热压缩变形,以研究TB6合金的热压缩流变应力行为.研究温度、变形量、应变速率等因素对TB6热变形流变应力的影响,建立了TB6合金热变形流变应力的本构模型方程.结果表明:合金在热压缩过程中,流变应力随着应变的增大而增加,达到峰值应力后逐渐趋于平稳;应力峰值随着应变速率的增大而增大,随着温度的升高而呈减小趋势.