X80钢级螺旋焊钢管力学性能研究

对X80钢级Φ1219mm×18.4mm螺旋缝埋弧焊接钢管在板卷的开卷检验、矫平后、成型后以及静水压试验等各个阶段的拉伸、冲击韧性及落锤撕裂等性能的不同以及截取试样时样坯的大小对拉伸性能的影响进行了试验研究,通过试验发现在不同的阶段取样所得的数据有一定差异,并呈现一定的规律性。板卷开卷检验和拆卷矫平后的性能基本一致,经过成型过程后其屈服强度下降,经过静水压试验过程后屈服强度则有一定上升,而抗拉强度则基本上无明显变化。使用氧气在钢管上截取试样时的高温对试样的拉伸性能有不可忽略的影响,使用较大的样坯可明显减小其影响。     

预拉伸奥氏体不锈钢常温拉伸力学性能试验研究

为研究应变强化对奥氏体不锈钢拉伸力学性能的影响,从而为应变强化深冷容器的设计提供一定的数据支撑。以奥氏体不锈钢S30408为研究对象,采用不同的试样加工方法,对不同预拉伸程度的试样,进行常温下恒定速率的拉伸试验。研究表明:把板材先加工成试样,再进行预拉伸处理,然后拉断,材料的抗拉强度基本不变,且预拉伸程度越高,材料的屈服强度越高,断后伸长率和截面收缩率越低;把板材先进行预拉伸处理,再加工成试样,然后拉断,试样的抗拉强度和未预拉伸时的抗拉强度成正比。     

小冲杆试验评估X80管线钢的拉伸性能

对X80管线钢进行单轴拉伸试验和小冲杆试验,通过将两者相关联,研究了试样厚度对小冲杆试验得到的弹性模量、屈服载荷、最大载荷的影响,并给出了以厚度为自变量的X80管线钢屈服强度、抗拉强度经验公式。结果表明:小冲杆试验得到的屈服载荷、最大载荷与试样厚度的平方成线性关系;由建立的经验公式计算得到的屈服强度和抗拉强度受厚度的影响较小,与单轴拉伸试验结果的最大相对误差分别为11.2%,12.3%。     

复合式预应力碳纤维板抗冲击性能的试验研究

为解决预应力碳纤维板用于加固工程中突显的抗冲击性能较差的问题,提出在碳纤维板中嵌入高强钢丝的技术。设计了碳纤维板冲击破损试验装置及方法,将冲击破损前后碳纤维板进行拉伸试验,对比了纯碳纤维板(CFRP)和复合高强钢丝的碳纤维板受到相同冲击能量条件下的损伤情况和剩余承载能力。试验结果表明,碳纤维板表面所受损伤对其承载能力影响较大,而嵌入高强钢丝能有效提高碳纤维板的抗冲击韧性。试验结果可为工程应用及进一步的研究提供参考数据,为碳纤维板抗冲击性能的研究提供方向。     

堆焊Inconel 625合金的15CrMoG膜式壁性能

通过自动堆焊技术实现了在15CrMoG管屏熔敷Inconel 625镍基合金,并对试样的组织和力学性能进行了测试分析。结果表明:15CrMoG膜式水冷壁管屏堆焊Inconel 625合金后的钢管表面无附着物,呈现金属光泽;拉伸试验表明无论是抗拉强度还是屈服强度,带有熔敷层的基材均高于原始基材,强度增加约100MPa,且延伸率也有所增加;母材热影响区的维氏硬度值为230～340HV不等;试样弯曲后拉伸面上的堆焊层和熔合线未观察到缺陷;显微组织为铁素体+珠光体;熔敷层厚度测量值为2～3mm。本文可为15CrMoG膜式水冷壁管屏堆焊Inconel 625合金的实际应用提供参考。     

连续球压痕法表征幂硬化金属材料拉伸性能的 有限元模拟

应用ABAQUS软件,采用二维和三维建模方法对典型幂硬化金属材料6061铝合金的连续球压痕试验进行了模拟,得到了压痕载荷-深度曲线,并进行了压痕试验验证;基于压痕载荷-深度曲线计算得到不同方法下的拉伸性能参数,并与单轴拉伸试验结果进行对比,分析了试样厚度、相邻球压头距离等压痕试验参数对拉伸性能计算结果的影响。结果表明:采用三维建模方法得到的压痕载荷-深度曲线与球压痕试验得到的更吻合;由三维建模方法得到的表征应力、表征应变数据与拉伸试验得到的应力-应变曲线更吻合,抗拉强度和屈服强度计算值与试验值的相对误差均不超过1%,说明该方法能够准确地表征试验合金的拉伸性能;影响拉伸性能的临界试样厚度和临界相邻和压头距离均为压头半径的4倍。     

厚板5083铝合金搅拌摩擦焊接头沿厚度方向组织与力学性能

目前,国内外对100 mm以上厚度的铝合金搅拌摩擦焊研究较少。针对110 mm厚5083铝合金(o态)板材进行搅拌摩擦焊双面对接试验。焊后试样进行焊缝表面渗透检测、接头力学性能检测,对焊缝横截面、拉伸试样断口进行光学显微镜金相组织观测、扫面电镜观测。结果表明,试验所得焊接接头质量良好,焊缝表面无渗漏,焊缝内部没有孔洞、隧道等缺陷;试样抗拉伸强度平均值达到母材的98%以上,屈服强度平均值达到母材90%以上,伸长率平均值分别达到母材的75.5%和82.4%,抗拉伸强度沿厚度方向呈现先降低后升高的“V”型趋势;焊缝横截面微观组织无缺陷,晶粒分布均匀并有Mg元素富集相析出;接头断裂机制为混合断裂,从焊缝表面至底部,断裂机制由韧性断裂向脆性断裂趋势发展。试验将110 mm厚铝合金搅拌摩擦焊接头沿厚度方向进行性能分析与研究。     

汽车用高强度钢板的动态变形行为

对DP590钢板和CR340LA钢板在应变速率为0.003s-1(准静态)和20~700s-1(动态)下进行了室温拉伸试验,研究了试验钢板的动态拉伸变形行为、应变速率敏感性和动态断裂行为。结果表明:两种试验钢板的动态真应力-真应变曲线均无屈服平台,屈服后真应力随真应变的增加先快速增大后缓慢增大;应变速率对屈服强度的影响略高于对抗拉强度的影响,并且DP590钢板的应变速率敏感性和硬化指数均高于CR340LA钢板的;两种试验钢板的均匀伸长率均随应变速率的增加而降低;随应变速率的增加,DP590钢板中的位错密度增加,当应变速率不小于200s-1时出现位错胞;DP590钢板在准静态拉伸时发生明显颈缩,而动态拉伸时未发生颈缩,且随应变速率的增加,拉伸断口上的C形韧窝数量减少,等轴状韧窝数量增加。     

用于延性材料力学性能测定的圆柱平面-小冲杆试验新方法与应用

针对均匀、各向同性、幂律硬化的金属材料圆片试样,以圆柱平面小冲杆对试样圆面中心法向施加压载荷,提出基于能量密度等效的、用于描述试样几何尺寸、材料本构关系参数、载荷和位移之间关系的圆柱平面-小冲杆试验(Flat small punch test, F-SPT)弹塑性模型,并提出获取材料应力-应变曲线和力学性能指标的F-SPT新方法。通过有限元分析对不同弹性模量、屈服强度和硬化指数组合的48种预设材料进行新方法的数值验证,以及对10种金属材料完成F-SPT,结果表明,由新方法获得的应力-应变曲线与有限元分析预设曲线和传统单轴拉伸试验结果吻合良好,此外,由新试验方法获得的弹性模量、屈服强度和抗拉强度与单轴拉伸试验结果误差大部分低于7%。     

基于压痕测试技术的聚乙烯老化力学性能评价

在85℃下对聚乙烯试样进行不同时间(0,168,312,408 h)的热氧加速老化试验，通过压痕测试技术得到不同老化时间下聚乙烯试样的最大载荷，通过有限元数值模拟建立屈服强度与最大载荷的线性关系，计算老化后的屈服强度，并与拉伸试验结果进行对比。结果表明：随着老化时间的延长，拉伸试验得到聚乙烯试样的屈服强度逐渐增加，压痕试验得到最大载荷也逐渐增加；通过有限元方法建立的聚乙烯试样压痕试验最大载荷和屈服强度的线性相关系数为0.995,基于压痕试验获取的最大载荷计算得到的不同老化时间聚乙烯试样屈服强度与拉伸试验结果之间的相对误差小于1.5%,说明压痕测试技术能够较准确地获取老化后聚乙烯的屈服强度。     

差厚激光拼焊板门内板的成形性能研究

门内板是激光拼焊板在汽车车身上应用的典型零件之一。推导了单向拉伸下差厚拼焊板的应力、应变与厚度关系的公式;通过数值模拟和实冲试验,研究0.8mm×1.2mm和0.8mm×1.5mm两种不同厚度组合对拼焊板应力、应变、厚度和焊缝移动量等成形性能的影响。模拟和试验的结果与推导的公式吻合:随着板厚比增大,薄侧板材承受的应力、应变变大,破裂的危险也相应增加,而厚侧板材的应力、应变随板厚比的增大而减小。     

基于小冲杆试验技术测试P91钢的强度

以某电站高压导汽管用P91钢为研究对象,对其分别进行常规单轴拉伸试验和常温小冲杆试验,通过试验标定法和逆向有限元法对小冲杆试验结果进行标定,得到了试验钢的屈服强度和抗拉强度,并与单轴拉伸试验结果进行对比。结果表明:试验标定法标定得到的屈服强度和抗拉强度与单轴拉伸试验结果的偏差分别为8.6%和21%,而逆向有限元法标定得到的屈服强度和抗拉强度与单轴拉伸试验结果的偏差均为-2%,逆向有限元法对小冲杆试验结果的标定精度更高。     

NK-HITEN610U2L钢拉伸试样伸长率的换算

通过对伸长率试验结果的统计分析，建立了48mm厚热轧NK—HITEN610U2L钢板的5号拉伸试样与φ15mm比例试样的伸长率的换算关系。对5号拉伸试样而言，其适用范围为52％—56％。     

铝合金挤压型材试样加工工艺及疲劳性能研究

车体枕梁是由铝合金挤压型材和板材组焊的箱体结构,是车体上同时承受拉伸和压力载荷的关键部件。本文研究枕梁挤压型材母材疲劳性能测试相关技术问题,探讨了线切割-抛光和铣-磨-抛光两种工艺条件、型材不同厚度壁板疲劳性能的差异,获得了疲劳性能数据。试验结果表明,用铣-磨-抛光工艺加工的试样的疲劳性能优于线切割-抛光工艺加工的试样的疲劳性能;不同厚度壁板中值条件疲劳极限差别不大,但10mm壁板数据分散性明显大于15mm壁板。     

MEMS材料力学性能的测试方法

介绍国内外MEMS(micro-electro-mechanical system)材料力学性能的测试方法,包括纳米压痕法、薄膜打压法、梁弯曲试验、微拉曼光谱法、单轴拉伸法等.分析各种测试方法的优缺点、基本原理和最新进展.详细介绍单轴拉伸试验方法的试验原理、特点及发展现状, 在此基础上介绍作者们在MEMS材料单轴拉伸试验方面的阶段性研究成果,包括单轴拉伸试样设计、夹具设计、加载方法及应变测量技术等.试样和夹具的设计采用有限元方法模拟不同形状参数试样的拉伸试验过程,确定试样的外形和尺寸.应变测量采用的是激光干涉应变计法(interference strain /displacement gauge, ISDG),并用所研制的微小试样拉伸试验机,成功测得多晶铜薄膜材料的应力-应变曲线.     

碳纤维复合材料补强输电铁塔腐蚀受损地脚螺栓的试验研究

为实现输电铁塔腐蚀受损地脚螺栓的补强,采用碳纤维管及碳纤维树脂对地脚螺栓模拟试样进行修复,并对试样进行拉伸试验,获得应力-应变曲线和断裂特征,从而确定了所需碳纤维管尺寸及需灌注的碳纤维树脂厚度.试验结果表明:试样均断裂在母材部分,说明碳纤维复合材料具有良好的补强效果;碳纤维树脂厚度在3 mm以上就能取得良好效果.根据试...     

预应力CFRP/GFRP纤维加固梁的延性性能研究

碳纤维具有高强度、高弹性模量和延性较差的特点,玻璃纤维相对于碳纤维可起到互补作用,采用预应力碳纤维/玻璃纤维(CFRP/GFRP)加固混凝土梁是一项新的加固技术。基于分层单元理论,建立了加固混凝土梁的计算模型,分析了加固后混凝土梁在荷载作用下三分点加载全过程数据,对比分析了加固梁的屈服荷载、极限荷载、变形和延性性能开展情况,研究了不同混杂纤维配比等对加固梁延性性能的影响。结果表明,将CFRP与GFRP混杂后能充分发挥各自的优势,且能提高预应力纤维加固梁的特征荷载。     

不同应变速率下D1车轮钢的拉伸性能与断口形貌

在不同应变速率下对D1车轮钢进行准静态和动态单轴拉伸试验,研究了应变速率对其拉伸性能的影响,并对断口形貌进行了分析。结果表明:D1车轮钢呈现出一定的应变速率敏感特性,其屈服强度和塑性流动应力均随着应变速率的增大而增大;取样方向对车轮钢的力学性能几乎没有影响;其拉伸断口具备明显的纤维区和剪切唇特征,但放射区特征不明显;准静态拉伸试样为韧性断裂机制,而动态拉伸试样则呈现出准韧性断裂机制。     

9Ni钢激光自熔焊焊接接头组织及性能研究

采用XL-F2000机器人激光焊接机,对9Ni钢进行了激光焊接,并对接头组织和性能进行研究。试验结果表明:9Ni钢的激光自熔焊可以得到熔合良好的焊接接头。随着测试点至焊缝中心距离的增加,硬度呈现先上升、后急剧下降的趋势,在热影响区达到硬度峰值390 HV,基材位置为最低值240 HV,焊缝硬度值为350 HV略低于峰值。拉伸试验断口形貌呈韧窝状,具有明显的韧性断裂特征,试样断裂位置在远离焊缝的基材处,屈服强度和抗拉强度高于基材出厂标准。     

TRIP590先进高强钢板的双向加载变形行为

为了探索TRIP590先进高强钢板的复杂变形行为,从试验、理论和有限元模拟三个方面对其在不同双向加载路径下的应力应变关系进行研究。针对TRIP590先进高强钢板料进行十字形试件的双向拉伸试验,获得了不同加载路径下的双向拉伸变形性能。基于弹塑性理论和广义胡克定律,采用Mises屈服准则和Hill48屈服准则(Hill屈服准则采用两种方法求解其参数)给出包含弹性和塑性应变在内的双向拉伸真实应力-真实应变关系曲线,并与试验结果进行对比,分析不同屈服准则的精度及误差原因。采用ABAQUS有限元软件,基于Mises和Hill48两种屈服准则对十字形试件不同加载路径下的双向拉伸试验进行有限元模拟。将试验直接采集到的不同加载路径下的双向拉伸载荷-位移数据与有限元模拟结果进行对比,进一步分析不同屈服准则的精度,同时验证采用本研究中的十字形试件的双向拉伸试验来计算双向应力-应变关系的可行性。研究结果可为TRIP590先进高强钢板在实际成形工艺中的应用提供重要的技术支撑。