循环软化材料单轴时相关循环变形行为的实验研究

在室温下,对循环软化材料(调质42CrMo钢)的单轴时相关应变循环特性和时相关棘轮行为进行了实验研究。揭示了材料在不同加载速率、不同峰/谷值保持时间以及不同加载波形(三角波和正弦波)下的循环软化特性和棘轮行为特性。结果表明,在室温下,材料的循环软化和棘轮变形行为均体现出明显的时相关效应:其循环变形行为不仅依赖于加载速率,而且还明显依赖于保持时间以及加载波形的形状。研究有助于后续建立循环软化材料时相关循环本构模型。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢单轴棘轮本构模型研究

对1Cr18Ni9Ti不锈钢进行了室温单轴棘轮试验,研究了平均应力、峰值应力和棘轮历史对饱和棘轮应变的影响规律.结果表明,当平均应力大于一定范围后,饱和棘轮应变与峰值真应力之间存在单调函数关系,先前低峰值应力的棘轮历史,对后继高峰值应力的饱和棘轮行为无影响.给出了用于室温饱和棘轮应变预测的模型和用于棘轮应变演化预测的模型.模型的预测结果与试验结果基本吻合.     

SiCP/ 6061Al 合金复合材料的高温单轴棘轮行为及其时间相关特性

对T6 热处理后的SiC_P / 6061Al 合金复合材料的高温(300 ℃) 单轴应变循环特性和棘轮行为进行了实验研究, 讨论了具有两种颗粒体积分数的复合材料在高温下不同加载条件时的循环软/ 硬化特性和棘轮行为特征。实验研究表明: 颗粒增强金属基复合材料宏观上表现出与金属材料相类似的应变循环特性和棘轮变形规律, 即复合材料在非对称应力循环下也将产生一定的棘轮变形, 并随应力幅值和平均应力的增加而增加; 颗粒的引入使复合材料抵抗棘轮变形的能力增强, 棘轮变形随颗粒体积分数的升高而下降; 在高温下棘轮行为体现出明显的时间相关特性, 即棘轮应变值明显依赖于加载率和峰值保持时间, 并具有明显的蠕变-棘轮交互作用。在对该类复合材料的棘轮行为进行本构描述时必须考虑复合材料的微结构特征、加载条件以及时间效应等的影响。      

1Cr18Ni9Ti不锈钢的土壤腐蚀行为研究

在酸性,中性及碱性土壤中,用自然埋设试件的方法,研究了１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢分别经过１,３,５年三个试验周期后的腐蚀特征,结果表明,不锈钢在酸性及中性土壤中腐轻微,在高盐碱性土壤中腐蚀比中酸性土壤稍微严重些,而且出现点蚀现象;土壤中Ｃｌ＾－及ＳＯ＾２－４是影响不锈钢腐蚀的最主要因素是,随着土壤中Ｃｌ＾－及ＳＯ＾２－４增多,不锈钢的腐蚀失重近似线性增大;     

聚碳酸酯的单轴棘轮行为研究

在常温常湿下,对聚碳酸酯(PC)材料进行了一系列单轴应变循环和非对称应力循环实验。讨论了PC材料在不同加载水平、加载历史、应力率和峰值保持时间下的循环变形特征。结果表明：PC材料在应变循环过程中体现出了一定程度的循环软化特性,其响应应力幅值在应变循环中随着循环周次的增加而下降,但不是很明显;PC材料在非对称应力循环加载过程中产生明显的棘轮行为,棘轮应变随着平均应力和应力幅值的增加而增加,并且平均应力的影响大于应力幅值的影响;加载历史对于棘轮变形行为的影响较为明显,但对应变循环特性影响不大;PC材料的棘轮变形随着应力率的减小和峰值保持时间的增加而增加,体现明显的时相关性。     

SiCP/6061Al合金复合材料高温时相关棘轮行为的数值模拟

基于颗粒增强金属基复合材料的单球形颗粒模型和轴对称二维6节点三角形单元, 利用ABAQUS对T6热处理后的两种体积分数的SiC_P/6061Al合金复合材料的高温(300℃)单轴拉伸行为和单轴棘轮行为进行数值模拟。在有限元模拟中, 对基体采用了新发展的、 能够合理描述材料棘轮行为的黏塑性循环本构模型。数值模拟表明: 本文中建立的有限元分析模型对颗粒增强金属基复合材料的高温单轴棘轮行为及其时间相关特性得到了较为合理的描述, 模拟结果与实验吻合较好。模拟结果同时还揭示了复合材料内循环变形行为在细观层次上的不均匀性和复杂性。      

1Cr18Ni9Ti不锈钢导管扩口开裂分析

对１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢导管的扩口开裂进行了试验分析，认为基体中的δ铁素体相与扩口开裂有关，而加工操作不当是扩口开裂的诱发因素。对有关标准提出了建议。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢在土壤中腐蚀规律研究

用自然埋设试件的方法,研究了1Cr18Ni9Ti不锈钢在酸性、中性及碱性土中埋设1,3,5年后的腐蚀特征.结果表明,不锈钢在酸性及中性土壤中腐蚀轻微,在含盐量较高的碱性土壤中腐蚀比中酸性土壤严重,且出现点蚀现象;土壤中的Cl-及SO42-是影响不锈钢腐蚀的最主要因素,随着Cl-及SO42的增多,不锈钢的腐蚀失重增大;自然腐蚀电位也反映不锈钢在土壤中的腐蚀状态,腐蚀电位为正,腐蚀轻微,腐蚀电位越负,腐蚀越严重.     

不锈钢1Cr18Ni9Ti的切削加工方法

本文论述了不锈钢的切削加工特点、目前常用的切削加工方法,随着刀具技术的发展,高速切削加工不锈钢材料成为必然发展趋势。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢输油管道开裂原因分析

通过化学成分分析、宏观检验、金相检验和断口分析等方法对1Cr18Ni9Ti不锈钢液压油输送管道开裂原因进行了分析。结果表明:不锈钢管开裂为应力腐蚀开裂,裂纹起源于管道外壁并逐渐向内壁扩展;产生开裂的主要原因是工业水中氯、硫和氧等腐蚀性物质不断在钢管外壁沉积,在管道压力和腐蚀介质共同作用下,不锈钢管发生应力腐蚀开裂。     

S30408奥氏体不锈钢高温力学性能试验研究

不锈钢材料高温力学性能是不锈钢结构抗火设计与数值模拟分析的重要参数。相对于碳素钢,不锈钢材料具有强非线性、比例极限低、无明显屈服平台、各向异性、应变硬化显著等特点,高温下两种材料的力学性能存在着较大的差异。该文利用MTS810试验系统对S30408奥氏体不锈钢进行了常温、高温稳态和高温瞬态试验研究,并将试验结果与《欧洲规范》以及已有的研究结果进行了对比分析。利用稳态试验结果,对影响高温下不锈钢材料力学性能的硬化指数n_θ和m_θ进行了修正,提出高温下不锈钢材料本构关系表达式,并给出了高温下不锈钢材料的初始弹性模量、屈服强度和极限强度的折减系数。对比分析了稳态试验结果与瞬态试验结果,结果表明：通过两种试验方法获得的高温下不锈钢材料应力-应变曲线存在一定的差异;在温度600℃范围内,差异不明显,当温度超过600℃时,两者差异随温度升高而逐渐增大。     

中碳贝氏体钢的室温单轴循环变形行为研究

为了了解中碳贝氏体钢支承辊的接触疲劳失效机制,对中碳贝氏体钢材料在室温单轴循环加载下的应变循环特性和棘轮行为进行了实验研究。讨论了材料的循环软/硬化特性及其对单轴棘轮行为的影响,同时揭示了该材料棘轮行为的平均应力、应力幅值及其加载历史的依赖性。实验研究表明:材料的循环软/硬化特性具有明显的应变幅值依赖性,进而导致材料在不同的应力水平下出现不同的棘轮行为。研究得到了一些有助于该类材料循环变形行为本构描述的结论。     

McDowell模型改进及1070钢棘轮效应的预测

利用McDowell 模型对1070 钢比例和非比例循环加载条件下的棘轮效应进行了预测,通过对McDowell模型的修正,为McDowell 模型中的单轴参数Ai引入了与塑性应变累积相关的演化方程,改进后的McDowell 模型能精确的预测具有拉压平均应力的单轴棘轮效应,具有平均应力的拉扭比例加载,常轴向应力的扭转循环,非比例循环载荷以及多重步骤加载条件下单轴平均应力变化的棘轮效应,改进的模型对较大循环数的棘轮效应也能给予较好的描述。     

高强轨道钢双轴压-扭棘轮行为的实验和模拟

在室温下对高强轨道钢进行了单轴和非比例双轴压-扭循环变形行为的实验,讨论了不同加载路径对轨道钢棘轮变形行为的影响。结果显示：该轨道钢呈现出明显的循环软化效应和压缩方向的棘轮行为,且棘轮行为的演化表现出强烈的加载路径相关性;在椭圆路径下,棘轮应变较其他四种路径更小。进而建立了基于Abdel Karim-Ohno非线性随动硬化律的非比例多轴循环棘轮本构模型,并通过在随动硬化和各向同性软化律中引入非比例因子来考虑非比例路径对双轴压-扭棘轮行为的影响。实验结果和模拟结果的对比表明：该本构模型能够较好地模拟高强度轨道钢的非比例双轴压-扭棘轮行为。     

高温下内配圆管的方钢管混凝土柱轴压力学性能

为了研究高温下内配圆管的方钢管混凝土柱力学性能,该文在修正高温下核心混凝土材料本构关系的基础上,建立钢管混凝土柱的非线性有限元模型,并利用相关试验实测数据对数值模型进行了验证。基于建立的有限元模型,对不同参数下外方内圆钢管混凝土柱的耐火性能进行分析,阐述了受火过程中圆钢管和混凝土轴向承载力的贡献变化规律,并对火灾下钢管混凝土柱的典型变形曲线进行分析。研究结果表明：钢管混凝土柱的耐火极限可比普通钢管混凝土提高2倍以上;随内钢管直径与外钢管边长比增大,耐火极限先增大后减小;圆钢管的约束效应系数增大,耐火极限明显提高。通过合理设计,复合钢管混凝土柱在不设置防火保护层的情况下,可满足抗火设计规范的耐火需求。     

高温下钢管混凝土SHPB动态力学性能试验研究

采用霍普金森压杆(Split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验装置和特制高温试验炉进行了高温下钢管混凝土的抗冲击性能试验研究,通过测试高温下钢管混凝土的动态强度和应力-应变曲线,揭示温度和冲击速度(应变率)对高温下钢管混凝土动态力学性能的影响规律。试验结果表明,高温下钢管混凝土仍具有良好的抗冲击性能、延性和耗能能力。在该文试验参数范围内,温度作用相比冲击速度的影响更加显著。高温下钢管混凝土动态强度受试件尺寸影响显著,后续研究工作应关注钢管混凝土动态冲击荷载作用下的尺寸效应研究。     

预应力钢绞线高温力学性能试验研究

该文采用非接触式应变视频测量系统,开展了冷拉1860级钢绞线高温力学性能试验研究。基于试验测试的钢绞线高温应力-应变全过程曲线,建议了预应力钢结构用钢绞线的比例极限、弹性模量、名义屈服强度、断裂强度的高温折减系数以及高温应力-应变函数关系。试验结果表明,高强冷拉钢绞线高温下应力-应变全过程具有显著的应力强化阶段和颈缩阶段,1.25%应变下的高温名义屈服强度适用于高强冷拉钢绞线,钢绞线在高温下的捻度松弛效应对其高温力学性能存在影响。该研究成果进一步完善了预应力张拉钢结构用冷拉高强钢绞线高温下基本力学性能指标体系。