温度与应变率对Cu70 Zn30孪晶变形的影响

为了研究孪晶变形过程中孪晶间距与孪晶片层厚度随温度与应变率变化情况,建立一个关于Cu70 Zn30的流动应力本构方程,其中流动应力分为短程应力与长程应力,短程应力用Johnson Cook模型描述,长程应力采用幂次强化法则,运用Matlab软件模拟了Cu70 Zn30在不同温度与不同应变率的条件下的孪晶变形,得出了孪晶变形过程中孪晶间距与孪晶片层厚度在不同条件下的演化曲线,通过对比实验结果,证实了低温与高应变率均能促进孪晶变形,其效果随着温度的降低与应变率的升高而增强;相对于应变率的影响,温度的降低更能促使孪晶的生长,孪晶间距的大小与孪晶片层的厚度随着温度的降低与应变率的升高而减小.     

芳纶织物层压复合材料的动态压缩性能研究

用于抗冲击侵彻的低树脂含量芳纶织物层压复合材料(树脂质量分数在14%～20%)具有与一般结构复合材料不同的性质.利用分离式Hopkinson压杆装置对该复合材料进行了高应变率下的面外压缩试验,并在万能试验机下进行了准静态的压缩.获得3个高应变率及准静态下的应力-应变曲线,并观察不同应变率下的破坏形貌.结果表明低树脂含量芳纶织物层压复合材料的应力和应变是与应变率相关的,与准静态相比,高应变率下的最大应力和失效应变都较小;高应变率范围内(1600～2200 s-1),随着应变率的增加,最大应力呈下降的趋势.     

冲击荷载下混凝土破坏过程的数值模拟

目的 探究冲击荷载作用下混凝土内部真实的破坏机理以及在不同应变率下混凝土强度随应变率的变化规律.方法 基于离散单元法,采用细观二维梁-颗粒模型BPM(Beam-Particle Mode in Two Dimensions)模拟了三种不同应变率下混凝土材料的动态响应.结果 从混凝土破坏图形可以看出.冲击荷载下混凝土的破坏过程实际上是混凝土内部的原生裂纹的激发、扩展、贯通直至整体结构的破坏.从混凝土应力-应变曲线可以看出.混凝土是率敏感性材料,其峰值应力和应变均随应变率的提高而增大.结论 模拟结果和试验结果在达到峰值应力前的曲线基本吻合,说明梁-颗粒模型可以用来模拟混凝土在冲击荷载下的动态破坏,其结果是可靠和准确的.     

石墨烯增强铝基复合材料的动态力学性能研究

运用分离式霍普金森压杆装置对石墨烯增强铝基复合材料进行压缩实验,研究其在不同应变率压缩下的力学响应、变形组织和力学性能。结果表明：复合材料的动态压缩应力-应变曲线表现出明显的应变率强化效应,复合材料的屈服强度随应变率的增加而增大,石墨烯含量为0.5%时,屈服强度增幅最大;高应变率压缩会引起显著的晶粒细化,主要源于大晶粒的破碎和高应变率下动态再结晶的持续发生;经动态压缩后复合材料硬度明显增加,且应变率越高,硬度越大,石墨烯含量为0.75%时硬度最大,在1500s^-1应变率下其硬度为153.46HV。     

芳纶织物层压复合材料的动态压缩性能研究

用于抗冲击侵彻的低树脂含量芳纶织物层压复合材料（树脂质量分数在14%-20%）具有与一般结构复合材料不同的性质。利用分离式Hopkinson压杆装置对该复合材料进行了高应变率下的面外压缩试验,并在万能试验机下进行了准静态的压缩。获得3个高应变率及准静态下的应力—应变曲线,并观察不同应变率下的破坏形貌。结果表明：低树脂含量芳纶织物层压复合材料的应力和应变是与应变率相关的,与准静态相比,高应变率下的最大应力和失效应变都较小;高应变率范围内（1600-2200 s^-1）,随着应变率的增加,最大应力呈下降的趋势。     

TC4钛合金在不同温度下的剪压缩失效

利用Fallwerk试验装置,在高应变率(102s-1)下,采用动态剪压缩试验研究TC4钛合金不同温度下的剪压缩失效现象。通过试验发现:相同温度下,流变应力随应变的增大不断增加,到达峰值后发生应力塌陷,即剪切失效;相同应变下,温度越高,材料的屈服强度和流变应力均明显下降,且峰值应力向应变增大的方向移动,即塑性变形能力逐渐加强;温度升高,材料的剪切失效能力减弱,在673 K至873 K温度区间内存在一个温度极限值。在该极限值以下,材料易发生剪切失效。同时,根据试验数据拟合了峰值应力和最大塑性应变与温度的曲线方程,为钛合金的研究提供了理论依据。     

冻土粘弹塑性参数的测试方法

根据已有冻土试验资料,建立描述冻土粘弹塑性特征的本构模型,给出本构参数的确定方法。首先,推导本构模型的微分列式并根据不同加载条件求解微分方程。其次,设计不同加载条件的冻土试验,以测定应力应变曲线,或应力随时间、或应变随时间曲线。然后,根据以等应变率下的试验曲线为例研究讨论了在不同条件下确定本构参数的方法。包括:在等应变率加载条件下,根据应力应变曲线或应力时间曲线确定本构参数;在等应力加载条件下,根据应力应变曲线或应变时间曲线确定本构参数;在应变率为零时,利用松弛曲线确定本构参数;在应力率为零的条件下,利用蠕变曲线确定本构参数。     

加载速率对缺口前应力、应变分布的影响

用动态有限元法，计算了一种低合金钢在不同加载速率下四点弯曲缺口试样缺口根部应力、应变和应变率的分布．结果表明：缺口前各点的应变率和试样整体屈服载荷Pgy随加载速率的增加而增加；在相同的P／Pgy下，缺口前各点的正应力随加载速率的增加而增加，而应变基本不变．加载速率对缺口前应力、应变分布的影响是由于其引起了缺口前应变率的变化，从而使材料力学性能发生变化所引起的．     

轻集料混凝土局部受压试验及动力本构分析

为探究轻集料混凝土单轴局部受压动力特性,采用试验机对轻集料混凝土单轴局部受压本构关系进行相关试验研究.考虑了5种不同加载应变率和4种不同加载面积,在位移控制下,得到轻集料混凝土单轴局部受压应力-应变曲线.根据应力-应变曲线特征点的峰值应力、峰值应变和弹性模量,分析不同加载应变率与加载面积对特征点的影响.同时根据混凝土黏弹塑性损伤本构模型,考虑不同加载应变率和加载面积的影响修正模型参数,并通过试验数据验证理论模型的合理性.研究结果表明:加载应变率和加载面积对轻集料混凝土应力-应变曲线影响明显;不同加载面积对轻集料混凝土弹性模量、峰值应力及峰值应变有较大影响;所提出的理论模型能够准确描述轻集料混凝土材料局部动力荷载作用下的应变率效应和非线性行为.     

水泥砂浆高温SHPB实验及动态力学特性研究

采用一种新的混凝土类材料快速加温装置,在Ф50的SHPB系统上,对水泥砂浆试件进行了不同温度(20~600℃)下的冲击压缩实验,分析了水泥砂浆试件在不同温度和冲击速度下的破坏形态,并且获得了不同温度下水泥砂浆试件3个冲击速度下的应力应变曲线以及峰值应力、峰值应变的变化规律。研究表明,水泥砂浆材料具有明显的应变率效应,随着应变率的增加,水泥砂浆的峰值应力不断地提高。同时,水泥砂浆材料具有明显的温度损伤效应,在相同的冲击速度下,其峰值应力随温度的增加不断地减小,而其峰值应变则不断地增加。     

Hot deformation behavior and constitutive relationship of Q420qE steel

Isothermal compression tests at temperatures from 1 273 to 1 423 K and strain rates from 0.1 to 10 s-1 were carried out to investigate the flow behaviors of Q420qE steel.Stress-strain data collected from the tests were employed to establish the constitutive equation,in which the influence of strain was incorporated by considering the effect of strain on material constants Q,n,α,and ln A.The results show that the flow stress curves are dependent on the strain,strain rate and deformation temperature.They disp...     

双相钢HC420/780DP动态力学性能及其本构模型研究

在应变率分别为0.001、0.100、1.000、10.000、100.000 s^－1和200.000 s^－1的条件下,测试了双相钢HC420/780DP的高速拉伸性能,研究了其在不同应变率下的动态力学行为,得到了不同应变率下的真应力?真应变曲线,分析了其屈服强度、抗拉强度、流变应力以及断裂延伸率随应变率的变化规律。结果表明,随着应变率的升高,双相钢HC420/780DP的屈服强度、抗拉强度和流变应力均有所升高,断裂延伸率呈现先升高后降低的趋势。另外,基于Johnson?Cook本构模型,建立并修正了双相钢HC420/780DP与动态应变率相关的塑性本构模型,并验证了修正后的模型。结果表明,通过修正得到的本构模型与试验曲线拟合效果较好。     

Hot deformation behaviour and processing maps of AA6061-10 vol.% SiC composite prepared by spark plasma sintering

AA6061-10 vol.% SiC composite was successfully prepared by spark plasma sintering. The deformation behaviour of this composite was studied using the uniaxial compression test, which was conducted at temperatures between 300 and 500°C and strain rates between 0.001 and 1 s-1. Results indicate that the stress-strain curves of the AA6061-10 vol.% SiC composite typically feature dynamic recrystallization. The steady stress can be described by a hyperbolic sine constitutive equation, and the activation energy of the composite is 230.88 k J/mol. The processing map was established according to the dynamic materials model. The optimum hot deformation temperature is 450–500°C and the strain rate is 1–0.1 s-1. The instability zones of flow behaviour can also be identified using the processing map.     

Mg-9Gd-3Y合金热变形行为与本构关系

为了解决Mg-9Gd-3Y合金在热塑性变形过程中的本构关系问题,对Mg-9Gd-3Y合金进行了不同变形温度（653～753K）下采用不同应变速率（0.01～10s-1）的热压缩试验,利用载荷/位移数据建立真应力/真应变曲线和本构方程.结果表明：动态再结晶在晶界处较易发生,流变曲线显示出典型的动态再结晶特征,以及应力水平与变形温度和应变速率的关系.本构方程预测出的流变应力数据与相应的试验结果较一致.     

Study on the Dynamic Behavior of Tungsten Alloy at Strain Rates up to 5 000s^-1

The dynamic stress-strain curves of 93% tungsten (W) alloy in the forged state at strain rates up to 5 000s^-1 and in the temperature range from 223 K to 473 K were measured with the split Hopkinson pressure bar (SHPB) technique. Based on the above experimental data a dynamic constitutive equation considering the effects of strain rate, temperature and the special microstructure of such a kind of W-alloy was proposed. The numerical simulation for the experimental process with this constitutive equation was also carried out, the results show that the constitutive relationship constructed in this paper is very satisfactory for representing the dynamic responsive behavior of material.     

Research on constitutive equation of DIWA353 steel used in hemisphere head of power station nearby recrystallization temperature

To simulate the DIWA353 steel used in boiler nearby recrystallization temperature accurately by using finite element,the high temperature constitutive model of this material must be researched firstly....     

应变控制下水泥土动静力特性试验

为了研究循环荷载下水泥土的动静力特性,通过GDS振动三轴仪进行应变控制下的静力和逐级循环加载试验.静力试验表明:应变速率越大,水泥土强度越大,应变速率为5%时的峰值应力相对于being0.05%时提高了47.57%;掺入比决定水泥土应力-应变关系曲线的软化或硬化型式.通过逐级循环加载试验,进一步分析水泥土的应力-应变关系和动模量的发展规律,通过对双曲线模型的修正,建立描述水泥土应力-应变关系的经验模型.该模型共有3个参数,论述了各个参数的物理意义和确定方法,结果表明,本文模型简单实用,能够较好地反映水泥土的应力-应变关系.     

活性粉末混凝土冲击压缩性能及本构关系

为了克服传统活性粉末混凝土（RPC）须高温蒸养的缺点,采用粒化高炉矿渣代替部分水泥制备出免蒸养RPC,利用直径为80 mm的霍普金森压杆试验系统（SHPB）对免蒸养RPC进行冲击压缩试验研究,探究率效应对免蒸养RPC动态力学性能的影响规律,建立动态本构模型. 结果表明：在10~290 $ {{\rm{s}}^{ - 1}}$的应变率范围内,免蒸养RPC的峰值应力、峰值应变和冲击韧性表现出明显的率敏感性,而弹性模量在不同应变率下基本保持不变. 改进型Z-W-T黏弹性本构模型和基于Weibull分布的模型均能对免蒸养RPC的动态应力-应变曲线进行较好的描述,基于Weibull分布的模型所含参数相对较少,根据模型中各参数与应变率之间的关系可以对不同应变率下的应力-应变曲线进行预测.     

Al-Mg-Si合金热压缩变形的流变应力方程

为了给制定和优化热加工工艺参数提供理论依据,采用Gleeble-1500热模拟机研究了含锆Al-Mg-Si合金在变形温度为653~803 K、变形速率为0.01~10s^-1条件下的热压缩变形的流变应力行为,并通过回归法建立材料变形的流变应力数学模型.结果表明：该合金为正应变速率敏感材料,真应力-真应变曲线存在明显的稳态流变特征;流变应力随着变形速率的增加以及变形温度的降低而增加;在较低变形温度条件下,真应力〖CDF*3〗真应变曲线为动态回复曲线;在较高变形温度条件下真应力-真应变曲线为动态再结晶曲线.该合金流变应力σ可用包含Arrhenius项的Zener Hollomon参数的函数来描述,式中A、α和n的值分别为1.89×10¹⁰s^-1、0.024MPa^-1和7.46,热变形激活能Q为166.85kJ/mol.