2DCf／SiC复合材料的动态本构关系研究

用波形整形器改装后的SHPB装置测试先驱体法制备的二维Cf/SiC复合材料的动态压缩力学性能，得到了在应变率550～2400s。范围内的动态应力应变曲线。结果表明：使用波形整形器改装SHPB后入射波的形状由矩形变为近三角形：Cf/SiC有明显的应变率效应，其抗压强度随着应变率的增大而增大：根据损伤力学理论，建立了其一维动态本构模型，拟合实验数据确定模型中参数，得到应变率及损伤变量相关的Cf/SiC动态本构关系。     

反应合成Ag／SnO2复合材料本构关系研究

通过热力模拟压缩试验.研究了Ag/SnO2复合材料在不同变形条件下的流变应力行为,并根据试验数据确定了本构方程中的材料参数.从代数变换的角度得出了双曲正弦方程的2种近似形式,指数型本构方程与幂型本构方程,并确定了其适用范围,指数型方程适用于高应力区,幂型方程适用于低应力区,双曲正弦方程适用于所有应力水平,这与实验结果及文献报道相一致.     

温度和相变影响的弹塑性本构关系及应用

通过考虑温度和相变对等效物性参数的影响,建立了包含附加应力和应变的弹塑性增量本构关系,并采用该本构关系和ABAQUS软件构建了淬火过程的数值模拟平台.该本构模型引入的附加应力和应变分别由温度变化和相演化引起的.具有明确的物理意义.通过对26Cr2Ni4MoV钢的圆筒零件水淬过程的模拟表明,该模型能够正确地分析残余应力沿半径方向的分布规律.并且在截面中间部位残余应力值和靠近外表面的应力峰值与实测值更加接近,说明全面考虑温度和相变影响的弹塑性增量本构关系可改善模拟计算的精度.     

2DCf/SiC复合材料的动态本构关系研究

用波形整形器改装后的SHPB装置测试先驱体法制备的二维Cf/SiC复合材料的动态压缩力学性能,得到了在应变率550～2400 s-1范围内的动态应力应变曲线.结果表明:使用波形整形器改装SHPB后入射波的形状由矩形变为近三角形;Cf/SiC有明显的应变率效应,其抗压强度随着应变率的增大而增大;根据损伤力学理论,建立了其一维动态本构模型,拟合实验数据确定模型中参数,得到应变率及损伤变量相关的Cf/SiC动态本构关系.     

硅酸铝短纤维增强镁基复合材料的蠕变机制及蠕变本构模型（英文）

利用常应力拉伸蠕变实验法对体积分数为30%的硅酸铝短纤维增强AZ91D镁基复合材料及其基体合金AZ91D在不同温度和应力下进行蠕变测试。结果表明:2种材料的真应力指数均为3,真蠕变激活能均等于144.63kJ/mol;复合材料的蠕变是由基体的蠕变控制,以位错黏滞性滑移控制为主,晶界滑移控制为辅。由实验数据获得的蠕变本构模型的经验公式能较好地描述复合材料的蠕变变形规律。     

泡沫铝合金动态弹塑性本构关系的研究(英文)

提出一个多参数的非线性弹塑性唯象本构模型,该模型能够全面地描述泡沫铝合金的典型三阶段变形特征,即线弹性阶段、应力平台阶段和密实化阶段。考虑到密度(相对密度)是泡沫铝这类多孔材料性能表征的最重要参数,在对泡沫铝合金进行各种应变率下的单向压缩实验基础上,确定模型中的参数与相对密度的函数表达式,从而,该模型能系统地描述相对密度、应变率效应对其动态力学行为的影响。模型预测结果和实验结果的对比验证了该模型的可靠性。研究结果可为吸能缓冲及防护结构的优化设计提供技术参考。     

纳米颗粒增强镁基复合材料触变塑性成形的本构模型

本文通过分析纳米颗粒增强镁基复合材料触变塑性成形中各种因素（应力 、应变 、应变速率 、温度T、液相分数fL、纳米增强颗粒体积分数fp）之间的关系,以及考虑由纳米颗粒引起Orowan增强机制的影响,提出了一种新的复合材料触变塑性成形本构模型。该本构模型中各参数采用多元非线性回归法而获得。触变塑性成形实验数据与计算结果吻合,表明推导的本构关系可用于纳米颗粒增强镁基复合材料触变塑性成形的数值模拟,并可用来指导该复合材料的触变塑性成形工程实践。     

Csf/Mg复合材料热压缩流变行为及本构关系

利用Gleeble1500D试验机对真空浸渗法制备的Csf/Mg复合材料进行热压缩试验,研究了在596~696 K,应变速率5×10-3~5×10-1s-1,最大真应变0.6变形条件下的塑性变形力学行为。根据Csf/Mg复合材料热压缩试验数据及其力学行为特征,采用多元非线性回归方法建立了其高温粘塑性力学本构关系模型,克服了以往Arrhenius模型只能计算峰值应力或稳态应力的不足。结果表明,流变应力的预测值与试验值绝对误差平均值为8.95%,相关系数0.9549。     

型砂回弹本构关系研究

高紧实度造型技术和方法不断发展,型砂回弹是制约铸件精度和质量的重要因素。研究了影响型砂回弹的因素,如型砂紧实率、膨润土含量和压实比压等,这些参数的变化对型砂回弹产生重要影响;导出了型砂回弹关于各个参数的应力-应变关系式,为进一步认识型砂回弹规律和提高铸件精度提供了力学依据。     

大型锻件的本构关系

文章简述了大型锻件的锻造工艺特征,并据此给出了大型锻件锻造全程数值模拟对本构关系的具体要求。给出了基于不可逆热力学理论所建立的热粘塑性本构关系的一般框架,详细讨论了各种工况条件下材料流动应力的表达式和内变量的演化方程,后者是正确预报热锻中微观组织演化的理论基础。还特别讨论了考虑3种变形机制的超塑性本构关系,这对发展航空锻件等温锻和超塑性成形具有重要意义。给出了用这些本构关系进行大锻件锻造过程全程数值模拟与晶粒度预测的实际案例,由这些案例可以看出,工艺数值模拟结果对理解和解决实际工程中的技术难题帮助极大。     

短纤维增强金属基复合材料拉伸应力场的有限元数值分析

运用空间轴对称弹塑性有限元方法,研究了短纤维增强金属基复合材料拉伸应力场分布。研究表明,基体和纤维的应力分布及基体塑性行为具有明显的不均匀性,材料参数（纤维长径比,纤维体积分数,纤维根间距和基体应变硬化指数）以不同方式通过影响应力传递基体约束变形和基体应变硬化进而影响应力场分布。     

短纤维增强金属基复合材料拉伸变形的屈服行为的理论研究

运用空间轴对称弹塑性有限元方法的混合律模型,推导出应力应变分配系数的解析表达式。并由此提出了一种新的定义复合材料比例极限和屈服强度的方法,进而研究了材料参数（纤维长径比、纤维体积分数、纤维根间距和基体应变硬化指数）对短纤维金属基复合材料拉伸变形行为的影响。     

STUDY ON C FIBER REINFORCED CELSIAN MATRIX COMPOSITES

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＶａｒｉｏｕｓｇｌａｓｓｃｅｒａｍｉｃｍａｔｒｉｘｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｗｉｔｈｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｅｒａｍｉｃｆｉｂｅｒｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｓｃａｎｄｉｄａｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎａｅｒｏｓｐａｃｅｕｔｉｌｉｔｉｅｓａｎｄｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓｏｖｅｒｔｈｅｌａｓｔｔｗｏｄｅｃａｄｅｓ〔１,２〕．Ｂａｒｉｕｍａｌｕｍｉｎｏｓｉｌｉｃａｔ…     

石墨纤维增强镁基复合材料界面

石墨纤维增强镁基复合材料由于基体中加入了铝元素，其界面情况变得较为复杂。对采用真空压力浸渍法制备的俄罗斯产石墨纤维增强ＺＭ５镁基复合材料在透射电子显微镜下观察发现，界面结合良好，基体与纤维间无化学反应，但存在着大小形状不同的析出物，经电子衍射和ＥＤＳ能谱分析为γＭｇ１７Ａｌ１２相；在近界面区域也有γ相存在，并且与镁基体存在一定的位向关系；同时在界面附近存在着大量位错和孪晶等晶体缺陷。     

FRACTURE BEHAVIOUR OF SiC WHISKER REINFORCED Al COMPOSITES

The dynamic tensile processes of silicon carbide whisker reinforced Al composite(SiC_w/Al)with 22% V_f have been in situ observed with a scanning electron microscope equipped with atensile stand.The results show that a number of microcracks have formed as the tensile stressincreases to 180～190 MPa.Microcracks form in most cases at the whisker ends.The frac-ture behaviour of SiC_w/Al composite observed has been explained theoretically.KEY WORDS composite,fracture,stress distribution,SiC whiskers,aluminum     

SiC颗粒增强金属基复合材料成形性能研究

对一种ＳｉＣ颗粒增强铝合金基复合材料的锻造和挤压成形性能进行了研究，绘制了该材料的锻造成形极限图。研究了塑性成形对该材料微观组织的影响和成形的力能变化规律，结果表明：该材料的塑性变形是通过基体的塑性变形来实现的；在热变形时，ＳｉＣ颗粒能够通过转动来调整方位，形成沿金属流动方向的定向分布；塑性成形有助于细化ＳｉＣ颗粒，促进颗粒的均匀分布；材料在热锻时存在一强化极限，与此强化极限对应的变形程度随锻造温度的降低而增大；材料的成形极限与变形温度和变形速度等条件有关。     

硅酸铝短纤维增强Al-12Si合金复合材料的磨损行为

用挤压铸造法制备了低体积分数（３％～７％）的硅酸铝短纤维增强Ａｌ１２Ｓｉ合金复合材料,并利用销盘磨损试验机研究了材料在干摩擦条件下的磨损行为。磨损试验结果表明：硅酸铝短纤维加入到Ａｌ１２Ｓｉ合金明显提高抗磨损能力,随纤维体积分数的增加该复合材料的耐磨性逐渐增强。金相观察和测试表明：基体合金和复合材料的磨损区由硬化层和变形层组成,断裂的ＡｌＳｉ共晶相沿滑动方向重新分布排列形成了硬化层;而复合材料硬化层由于破断的硅酸铝纤维和破碎的ＡｌＳｉ共晶相的共同作用,使该硬化层硬度高于基体合金硬化层的硬度,从而使复合材料表现出优异的耐磨性。并根据试验结果提出了基体合金和复合材料的磨损机制模型     

SiC晶须增强6061Al基复合材料的热机械疲劳性能 Ⅱ.疲劳寿命与损伤机制

研究了本积分数为１５％和２８％ＳｉＣＷ／６０６１Ａｌ基复合材料的同相和反相热机械疲劳寿命和损伤机制．结果表明：在小应变范围时,同相比反相疲劳寿命长,而在大应变时,同相疲劳寿命接近（对于２８％ＳｉＣＷ）、甚至短于（对于１５％ＳｉＣＷ）反相热机械疲劳寿命;１５％ＳＩＣＷ／６０１６Ａｌ基复合材料的反相热机械疲劳寿命高于２８％ＳｉＣＷ／６０１６Ａｌ基复合材料的寿命．两种材料的同相热机械疲劳寿命曲线存在交叉点,寿命高低取决于应变水平;同相和反相热机械疲劳的损仿均为空洞在ＳｉＣ晶须周围基体中形核、长大和连接．     

SiC晶须增强6061Al基复合材料的热机械疲劳性能 Ⅰ．应力应变行为

对体积分数为15%和28%的SiCW/6061Al复合材料进行了同相和反相热机械疲劳（TMF）实验,研究了疲劳过程中的应力应变行为和变形机制。结果表明,两种材料在同相和反相加载下均表现为循环软化;反相加载产生拉伸平均应力,同相加载产生压缩平均应力;在相同应变范围下,高体积分数复合材料的循环应力范围比低体积分数复合材料的应力范围大。     

A GENERAL CONSTITUTIVE RELATION FOR FATIGUE CRACK GROWTH ANALYSIS OF METAL STRUCTURES

Crack growth rate curves are the fundamental material property for metal structures under fatigue loading. Although there are many crack growth rate curves available in the literature, few of them showed the capability to explain various special phenomena observed in tests. A modified constitutive relation recently proposed by McEvily and his co-workers showed very promising capability. This modified constitutive relation is further generalized by (1) introducing an unstable fracture condition; (2) defining a virtual strength to replace the yield stress; and (3) defining an overload and underload parameter. The performances of this general constitutive relation for fatigue crack growth is extensively studied and it is found that this general constitutive relation is able to explain various phenomena observed with particular strong capability on load sequence effect.