泡沫金属应变率效应研究概述

泡沫金属是一种优良的冲击吸能材料.研究高应变率下泡沫金属力学性质多采用分离式Hopkinson压杆系统.国内外采用分离式Hopkinson压杆对各种类型的泡沫金属材料做了大量的研究,并对应变率效应作出了各种解释.但是,由于泡沫金属制备方法、材质、结构等的不同,一些实验结果和原因解释也不尽一致.据此,对近年来国内外的研究进展成果做了进一步的介绍.     

纳米级单晶铱变形行为的分子动力学模拟

单晶铱具有良好的物理、化学性能,应用范围广,但目前对于纳米级别的单晶铱研究较少,本文采用分子动力学方法模拟不同应变率下纳米级别单晶铱单轴拉伸性能。研究结果表明,应变率的变化对应力应变曲线的弹性变形阶段和塑性变形阶段都有影响,且对塑性变形阶段影响较大。不同应变率对应的纳米级单晶铱的变形机制不同,当应变率小于0.000 3 ps-1时,应变率的变化不会对材料的力学性能产生影响,断裂为脆性断裂;当应变率增大到0.000 4 ps-1时,变形机制由脆性断裂逐渐向低塑性断裂过渡;当应变率达到0.001 ps-1时,变形过程中晶体沿)101(晶面发生滑移,断口附近有颈缩产生。     

汽车后防撞梁用金属应变率对碰撞仿真结果影响研究

分析汽车后防撞梁用金属应变率对碰撞的力学模型,提高汽车后防撞梁的强度,提出一种基于横向弹性模量特征分解的后防撞梁用金属碰撞应变力数学模型构建方法,实现应变率对碰撞的果影响分析研究。仿真结果表明,采用本文模型进行汽车后防撞梁的弹性模型应力分析,结果准确可靠,能有效指导后防撞梁的金属用料和设计,提高汽车用后防撞梁的强度。     

冲击加载条件下金属粉末的动态力学性能分析

为研究金属粉末在冲击加载过程中, 粉末预压力对压坯动态力学响应的影响, 设计了基于分离式霍普金森压杆装置(split Hopkinson pressure bar, SHPB)的金属粉末高应变率冲击加载实验, 并结合一维应力波理论对预压后粉末压坯的力学性能进行分析。结果表明:在冲击过程中, 金属压坯会表现出较为明显的应变率效应; 加载率越大, 材料的应变能越大, 预压力越大, 应变硬化率越大; 在相同的加载条件下, 预压力越大, 压坯临界位移越小。     

奥氏体—铁素体区循环形变对Q235钢组织的影响

提出了细化金属组织的一种新方法,即奥氏体－铁素体区循环形变。采用该方法研究了铁素体区变形温度、高温区谱形温度,应变速率以及冷却速度对Ｑ２３５钢组织与性能的影响。     

等双轴拉伸条件下Zr基金属玻璃带的超塑成形

由于金属玻璃具有很宽的超冷液相区以及粘滞流体的流动特性，因此金属玻璃的超塑性引起了研究者越来越广泛的关注。金属玻璃塑性流动即均匀变形特性，可以分成牛顿流动和非牛顿流动，这两种流动都与温度和应变率有很大关系。尽管很多研究结果对了解金属玻璃带的超塑性非常有用，     

车用金属材料动态拉伸试验数据准确性验证

不同应变率下的应力-应变曲线的测试及处理技术是评估数据质量的重要途径。研究材料不同应变率动态拉伸曲线对于整车设计至关重要,直接决定其碰撞安全性能。本文依据Swift-Hocketty-Sherby本构对测试原始动态拉伸数据进行拟合,并采用落锤冲击试验进行标定和验证,通过物理试验和有限元模拟得出精确的动态拉伸曲线。     

钢的机械性能

据“Steel Times”Supplement December 1990:5～6报道,金属的机械性能指的是该金属对施加力起反应的情形。在钢材说明书中所列特殊钢的机械性能指的是强度、延性、硬度和韧性。这些性能主要是以应力、应变来表示。金属的应力等于施加力     

NiTi基体中增强相的变形行为研究进展

现代社会的发展对材料的性能提出新的要求,传统的单质金属或合金已不能满足需求。复合材料因其质量轻、强度高、耐腐蚀等优点具有广泛应用前景,因而对新型复合材料的开发非常重要。在近些年的研究中,学者们发现通过NiTi合金与金属纳米线复合,复合材料中的金属纳米线可以表现出超大弹性变形现象,可以达到或超过独立纳米线的弹性应变极限,这种现象主要源于NiTi形状记忆合金中应力诱发马氏体相变与纳米线弹性变形的应变匹配效应（lattice strain matching effect）。金属纳米线在NiTi基体中表现出的超大弹性变形现象对研究如何在复合材料中保留纳米线的超高强度具有重要意义。目前研究的NiTi/纳米线复合材料主要有NiTiNb,NiTiW,NiTiV等,纳米线主要为Nb纳米线和V纳米线,这些纳米线在NiTi基体的相互作用下表现出了独特的性能,本文主要介绍了NiTi基体中不同种类的纳米线的变形行为,并简述纳米线对NiTi基体马氏体相变的影响。     

金属注射成形粘结剂和喂料流变性能的研究

从理论上分析了金属注射成形喂料和粘结剂的基本流变性能,测定了在不同温度、不同剪切速率下金属注射成形粘结剂和喂料的粘度值。实验结果表明:MIM粘结剂和喂料符合假塑性体的流变行为;制得的Fe-Ni MIM喂料的粘流活化能较小、应变敏感性指数较大,具有良好的注射填充性能。     

平整和应变时效对于低碳钢成形性的影响

平整和应变时效对于低碳沸腾钢板成形特性的影响已在单轴抗张、双轴拉伸成形和深冲试验中作了研究。结果表明,金属变数对于性能的影响取决于特殊试验所造成的条件。平整1.2％对于单轴抗张延伸率具有很小的效应,但却降低了拉伸成形性和深冲性。平整1.2％之后的应变时效降低了拉伸性能,但不影响深冲性。5％的平整率无论是直接地还是在依次时效结果中都导致更为严重的拉伸性能的下降。在包括形变的较大拉伸成形部件操作中,轧制压下率5％之后的应变时效也降低了深冲性能,但是如果用小冲头半径的冲头进行冲压的话,它基本上没有什么效应。一般地说,在冲压速度为1至100呎/分的范围内,平整和应变时效不会极大地改变所观察到的速度效应。如果在不同的操作中考虑到与破断有关的应变硬化范围,所得结果的定性解释就可用加工硬化行为中所观察到的变化值来说明。但是从简单的机理试验预测深冲容量存在特殊的困难。因为冲压性质对导致杯的拉伸成形区和冲压区形态有关变化的加工过程和材料变数是灵敏的。但是,它对塑性特点的一般变化是不灵敏的。因此,其结论还是支持用摸拟试验来比较深冲性能。     

平面应变压缩金属流变规律及影响因素分析

 平面应变热模拟技术是塑性加工领域广泛应用的一种实验室模拟技术,现被广泛应用于测量金属的变形抗力以及金属的流动状态,是热轧过程模拟的最好的方法。为了全面研究平面应变技术,采用理论分析、数值模拟以及物理模拟的方法,系统分析了刚端、摩擦、试样尺寸以及对中性对平面应变过程中的应力状态以及金属流动的影响。研究结果显示各因素对金属流动以及实验结果的准确性有较大影响。     

基于应变设计用X80大应变UOE钢管的研发

在地质灾害多发地区,基于应变的管道设计对管线管提出了大应变的性能要求。通过实验室研究了不同组织类型对管线钢大应变性能的影响,发现多边形铁素体+贝氏体的组织具有很好的大应变性能和其他性能的匹配。更进一步研究了双相比例、组织形态等对大应变性能的具体影响,以及轧钢工艺参数对双相组织的影响。基于该组织设计及实验室研究,宝钢进行了Ф 1 219×26.4 mm厚壁X80大应变UOE管线管的试生产。试制钢管性能良好,能够满足西三线X80大应变管线管的技术要求。     

塑性应变比r值误差公式的修正及简化

前言塑性应变比r是评定深冲薄板成形性能的重要材料参数之一。国内外都很重视这方面的研究工作。目前,我国r值的试验方法纳入国标的工作正在加紧进行。美国ASTM E517—81关于“板金属塑性应变比r的标准     

St37-2G冷轧板冲压成形性能控制

针对罩式退火生产工艺特点,系统研究了化学成分、冷轧压下率和退火工艺对St37-2G冷轧板组织和性能的影响,讨论了St37-2G冷轧钢塑性应变比的控制方法,提出了生产高塑性应变比加权平均值(rm)St37-2G冷轧板的工业技术方案。工业生产的St37-2G冷轧钢板具有优良的冲压成形性能。     

铌对钴基和铁基金属玻璃磁致伸缩及其它性能影响的研究

本工作叙述了铁磁金属玻璃磁致伸缩的主要特性及目前的研究概况,对含铌铁磁金属玻璃的研究情况也做了简单回顾。建立了用应变电阻法测量铁磁材料饱和磁致伸缩的设备,灵敏度达到2×10~(-7)。制备了Co-Nb-B和Fe-Nb-SiB两个系列的金属玻璃样品,对它们的晶化过程、饱和磁化强度、居里温度以及饱和磁致伸缩系数进行了研究。在所研究的范围内,发现Nb能有效地提高Co-B和Fe-Si-B金属玻璃的温度稳定性、降低其磁致伸缩系数、提高性能。用虚束缚态的概念和裂带模型对两个系列金属玻璃的饱和磁化强度、饱和磁致伸缩系数随其成分的变化进行了讨论。本文提出金属玻璃的λ_S/σ_S~2值与其成分有关。     

泡沫铝材料的研究与应用

泡沫金属具有实体金属不具备的热、声、轻质、能量吸收等优异性能,成为一种新型结构功能材料.被誉为"金属明星"的多孔泡沫铝材料是目前研究最为热门、最具应用潜力的泡沫金属,具有密度小、耐高温、抗腐蚀、不易燃、耐候性好、导热率低、电磁屏蔽强、吸能降噪等优异性能,被广泛应用在汽车工业、航空航天、建筑工业等工程领域.本文综述了泡沫...     

高铌高钒微合金化钢的形变热处理

测定了Ｎｂ－Ｖ微合金化钢形变热处理特性曲线，利用轴向对称试样在恒定应变率下的均匀压缩等温压力加工试验测定了高温时金属的科技特性曲线。利用４个阶段对试样进行情怀定真应变率压缩试验来部分地模拟带钢轧制工艺。不同应变时，载荷是间断的，间断时间越来越短。一个间歇期后，观察了微合金化元素阻碍动态复原过程的能力。通过 微的观察说明最重要的工艺参数是总应变量。     

基于SHPB试验的岩石应变率效应分析

岩石材料在静荷载和动荷载作用下,其力学特性差异很大。采用直径100 mm分离式Hopkinson压杆试验装置和波形整形技术对岩石进行动态冲击压缩试验,研究应变率范围为10～100 s~(-1)岩石的动态抗压强度、峰值应变及破坏形态的应变率效应。试验结果表明:试件动态抗压强度和峰值应变均随应变率增加而增大,最大动态抗压强度约为静态强度的2倍。试件动态破坏形态从低应变率下径向劈裂破坏到高应变率下粉碎破坏,随着应变率增加碎块数量明显增多而粒径变小,碎块粒径和块度分布变化显示出试件破坏形态具有明显的应变率效应。     

应变速率对全层状TiAl基合金室温拉伸性能的影响

以Ti-47Al-2Cr(摩尔分数,％)合金为对象,研究了应变速率对不同晶团尺寸的全层状TiAl基合金室温拉伸性能的影响.结果表明,全层状TiAl基合金的室温强度随应变速率的加快而提高,低延性全层状TiAl基合金的室温延伸率对应变速率不敏感,而高延性全层状TiAl基合金的室温延伸率对应变速率敏感,并随应变速率的加快而提高.