考虑变形热效应的本构关系建立方法

在等温恒应变速率压缩过程中，随着等效应变速率的增大，变形热效应对流动应力的影响程度增大。当等效应变速率很小时，变形热效应对流动应力的影响可忽略不计，压缩过程中可近似认为是等温过程；当等效应变速率较大时，变形热效应对流动应力的影响相当显著，压缩过程基本上成为绝热过程，提出了一种考虑变形热效应对流动应力影响的本构关系建立方法。用该方法建立的本构关系能客观地反映材料在热态变形过程中的动态响应特性，为提高     

Mg-AI-Zn-Nd稀土镁合金成形性能研究

采用Gleeble-1500D热模拟机对AZ31B-0．8Nd稀土镁合金在应变速率为0．01～1s^-1，温度为300～450℃，最大变形量约为70％的条件下，进行了恒应变速率高温压缩模拟实验，研究了实验合金在高温变形时的流变应力与应变速率及变形温度之间的关系和组织变化。结果表明：合金的流变应力随应变速率的增大而增加．随应变温度的升高而减小；在应变速率和变形温度相同时，挤压态试样的流变应力明显低于铸态试样的流变应力。压缩变形量对应力应变关系的影响很小。探明了镁合金变形软化的主要机制是动态再结晶。根据实验分析，合金的热加工宜在400～450℃温度范围内进行，并且挤压态较铸态更易热挤压成型，更有助于晶粒细化。     

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。     

锥形件剪旋变形分析

根据剪旋过程的实际情况进行了应力应变分析，对剪旋变形机理提出了新的见解，将剪旋变形区分为拉弯区和辗压变形区。前者的受力情况类似于胀形，后者为母线方向拉应力作用下的辗压变形，该区起主要减薄壁厚的作用。此外，本文利用Z形图对剪旋的各种状态进行了应力应变分析，并确定出了剪旋时最佳应力应变状态的区域。     

TA15合金的热变形行为及加工图

研究了TA15合金的热模拟压缩实验。结果表明：变形温度的升高和应变速率的减小使峰值应力和稳态应力显著降低，变形温度会影响进入稳态流动所需变形量。以热模拟压缩实验为基础，建立的加工图表明：TA15合金高温变形时存在2个非稳定区域，一个是变形温度1300K以上和应变速率10．0s^-1以上的区域，另一个是变形温度1200K以下和应变速率0．006s^-1～1．995s^-1之间的区域。同时，建立的TA15合金高温变形时的流动应力模型表征了变形温度、应变速率和变形程度对流动应力的影响，模型的计算精度较高。     

7022铝合金的高温力学性能和材料本构方程研究

塑性成形过程中，金属在模具型腔中处于三向应力状态且其变形温度随着流变应变处于动态变化中，因此，合金的流变应力受变形温度、变形量等多因素的综合作用。利用高温压缩模拟试验和有限元分析软件，研究了7022铝合金在变形温度为350、400和450℃,应变速率为0.01、0.1、1和10 s^-1,总变形量为50%时的流变应力、变形温度与应变速率之间的关系；利用Arrhenius材料本构关系，构建了7022铝合金的材料本构方程。结果表明：在应变速率和变形温度的综合影响下，7022铝合金的峰值流变应力随着应变速率的增加以及变形温度的下降而升高，在变形温度为350℃、应变速率为10 s^-1的形变条件下流变应力达到最大，为156.0 MPa。并通过拟合曲线等方式得到7022铝合金的热激活能为144.332 kJ·mol^-1。     

2A70铝合金热变形应力行为研究

在Gleeble-1500热模拟机上，对2A70铝合金进行等温热压缩试验，变形温度为300℃～500℃，应变速率为0．01s^-1～10s^-1，研究其热压缩变形的流变应力行为。结果表明：2A70铝合金真应力-应变曲线中，流变应力开始随应变增加而增大，达到峰值后趋于平稳，表现出动态回复特征；在应变速率ε=1．0s^-1，变形温度高于420℃条件下，应力出现锯齿波动，表现出不连续动态再结晶特征。在用本构方程描述2A70铝合金热变形行为时，其变形激活能Q为180．83kJ／mol。     

基于物理参数和响应面法的S280超高强度不锈钢本构模型

采用Thermecmaster-Z型热模拟试验机在变形温度为800～1000℃、应变速率为0.001～10 s^-1条件下对S280超高强度不锈钢进行了等温恒应变速率压缩实验，分析了S280超高强度不锈钢的热变形行为，计算了热变形激活能。考虑变形温度对自扩散系数和杨氏模量的影响，建立了S280超高强度不锈钢基于应变补偿的物理本构模型。以变形温度、应变速率和应变为输入变量，流动应力为响应目标，建立了S280超高强度不锈钢的响应面本构模型。结果表明，S280超高强度不锈钢为正应变速率负温度敏感型材料，其流动应力随应变速率的增加和变形温度的降低而增大。热变形激活能对变形条件敏感，其随变形温度、应变速率和应变的增加而减小。基于应变补偿的物理本构模型具有一定的物理意义和良好的预测精度，其相关系数R和平均相对误差e_AARE分别为0.971和7.8%。响应面本构模型的响应曲面和等高线图能反映变形条件之间的相互作用对流动应力的影响。建立的两个本构模型都能够用于表征S280超高强度不锈钢在热变形过程中的流动应力行为。     

Ti3Al5Mo5V合金在热压缩变形状态下的组织和应力分析

采用Gleeble-1500热模拟机对Ti3Al5Mo5V合金进行热压缩变形，对α β相、β相钛合金变形后的显微组织进行了分析，比较了合金在不同变形条件下所产生的应力变化趋势和影响因素。结果表明，在Ti3Al5Mo5V合金热变形中，α β相无论在高应变速率还是在低应变速率下，都发生了再结晶，且随温度升高所产生的应力急剧下降，流变软化明显，应力对温度变化敏感。β相在高应变速率下产生动态回复，低应变速率下只发生晶界滑移，应力对温度变化不敏感。     

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.     

关于焊接残余应力消除原理的探讨

介绍了机械拉伸法、温差拉伸法、滚压法和低应力无变形焊接技术消除应和原理的传统观点,认为焊接时焊接时生压缩塑性变形,消除应力的原理在于用拉伸塑性变形抵消、补偿压缩塑性变形。本文提出新的应力应变发展过程,提出焊缝不存在压缩塑性变形,一直受拉伸、熔合线附近处于脆性温度时承受较大的纵向拉伸应变,随着远离熔合线,应变陡降。焊缝消除应力的原理在于用塑性应变减少甚至找消弹性应变,在一般情况下是用拉伸塑性应变减少     

内孔翻边时变形区应力应变规律研究

内孔翻边是冲压成形生产中的一个常用工序,变形区的变形特征是一种物理和几何非线形的变形过程.用主应力法对内孔翻边成形过程中变形区的应力、应变及模具上的受力进行了理论分析,得出了变形区的应力、应变随冲模斜角的变化规律.结合具体算例,用ADINA软件模拟了变形区的应力、应变及模具上的受力,得出了与理论分析相同的结论,即翻边使变形区变薄;材料会沿径向收缩;冲模斜角越大,孔边缘处等效应变越大,冲压力也越大.     

管材内液塑性成形中的拉伸失稳分析

针对目前管材内液塑性成形中缺陷对工艺的影响,借助塑性力学分析手段,对轴向和环向的应力比对拉伸失稳极限应变的影响进行了分析。研究表明,胀形过程中,管坯的全部外载荷都是通过内部液压生成;内高压成形过程中,随应变比绝对值的增加,等效应变、环向应变及轴向应变呈指数增长趋势,而厚向应变对应力比的变化不敏感,其中集中性失稳应变量大约是分散性失稳的两倍,且随应变比绝对值的增加,集中性失稳的应变极限增加速度大于分散性失稳,破裂倾向降低明显。     

Identification of Post-necking Tensile Stress–Strain Behavior of Steel Sheet: An Experimental Investigation Using Digital Image Correlation Technique

The stress–strain behavior of sheet metal is commonly evaluated by tensile test. However, the true stress–strain curve is restricted up to uniform elongation of the material. Usually, after the uniform elongation of the material the true stress–strain is obtained by extrapolation. The present work demonstrates a procedure to find out the true tensile stress–strain curve of the steel sheet after necking using digital image correlation (DIC) technique. Hill’s normal anisotropic yield criteria and local strains measured by DIC technique are used to correct the local stress and strain states at the diffuse necked area. The proposed procedure is shown to successfully determine the true tensile stress–strain curve of ferritic and dual-phase steel sheets after necking/uniform elongation.     

材料力学参量对焊后超声冲击处理应力应变影响的有限元模拟

为了探究材料力学性能对超声冲击处理焊后应力应变的影响,采用有限元分析软件ABAQUS建立了不同力学性能参数的超声冲击模型.分别讨论了弹性模量、泊松比以及静态屈服强度对超声冲击处理后材料应力应变的影响,旨在探讨超声冲击处理对不同力学性能材料的应力应变强化程度.结果表明,材料的弹性模量、泊松比以及静态屈服强度都会影响超声冲击处理的应力应变;且冲击处x方向应力随着材料的弹性模量、泊松比以及静态屈服强度的增加而增大;而等效塑性应变会随着弹性模量和静态屈服强度的增加而变小,随着泊松比的增加而增大;泊松比对等效塑性应变影响大于x方向应力的影响.     

焊接应力变形原理若干问题的探讨(二)

提出焊接残余应力形成和消除原理:焊接残余应力不是压缩塑性应变引起的,而是由于焊缝和近缝区金属在"力学熔点"及以下温度冷却收缩受阻产生的;消除焊接残余应力不是产生拉伸塑性应变以减少、抵消和补偿压缩塑性应变,而是将残余弹性应变转变为塑性应变;消除焊接残余应力并不是必须去除固有应变,部分去除或完全不去除固有应变也能完全消除残余应力.提出随焊后热精确控制应力变形焊接法,既可实现无应力焊接和无应力无变形焊接,也可实现适当压应力无变形焊接和较大压应力微变形焊接;并对传统方法与有限元法进行了分析比较.     

Operationalized principle of elastic mechanics

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｄｉｖｉｄｉｎｇｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｏｆｍｏｔｉｏｎ ,ｗｈｉｃｈｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄｉｎｑｕａｎｔｕｍｍｅｃｈａｎｉｃｓ ,ｉｓｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｌａｗｉｎｍａｔｅｒｉａｌｗｏｒｌｄ .Ｉｔｅｘｉｓｔｓｎｏｔｏｎｌｙｉｎｍｉｃｒｏｍｅｃｈａ ｎｉｓｍ ,ｂｕｔａｌｓｏｉｎｃｏｎｔｉｎｕｕｍ .Ｆｏｒｅｘａｍｐｌｅ ,ｗｈｅｎｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｅｌａｓｔｉｃｗａｖｅｏｆｓｏｌｉｄ ,ｗｈｅｎｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｍｏｔｉ…     

Distribution of stress and strain between adjacent particles in particulate reinforced metal matrix composites

The distribution of stress and strain between adjacent particles in particulate reinforced metal matrix composites was investigated using cohesive zone models. It is found that the strain of the composite is concentrated in the matrix, and there is a region with higher strain along the loading path, which can promote the formation of a void near the particles pole. The stress and strain in matrix near the particles gradually decrease with the increase of the distance between particles. And it is calculated that there is a critical distance within which the stress and strain fields of the neighboring particles can influence with each other. This critical distance increases with the increase of particle size. It is also found that the angle between the tensile direction and the center line of particles plays an important role in the stress and strain distribution. The model with the angle of 0° has the greatest influence on the distribution of stress and strain in the matrix, while the model with the angle of 45° has the least influence on the distribution of stress and strain in the matrix.     

THE STRAIN CYCLIC CHARACTERISTICS AND RATCHETING OF U71Mn RAIL STEEL UNDER UNIAXIAL LOADING

1.IntroductionTherailoftenenduresacomplicatecyclingload,whichismainlyasymmetricalstresscyding.Undertheasymmetricalstresscycling,acycliccreepwilltakeplaceinthema-terial.Theaccumulatedplasticstrainproducedduringthecyclicdeformationiscalledratcheingstrain.Inrecentyear8,thestudieshaverevealedtheratchetingbehaviorsofsomestructuremetalsI1-3j.Thestraincyclicbehaviorisalsoanimportanbehaviorofmaterialsubjectedtocyclingload.Somestraincyclicbehaviors,suchascyclichardeningandcyclicsofteulnghavesignifica…     

Strain rate sensitivity of flow stress at large strains

Measurements of the strain rate sensitivity of flow stress are critically assessed. Results depend on strain and on the range of strain rates employed. Changes in strain hardening and transients in the flow stress are discussed.