双相钢DP780在循环加载-卸载过程中的非弹性回复行为及其微观机理

采用连续循环加载-卸载拉伸试验法研究了DP780的非弹性回复行为,确定了DP780在循环加载-卸载中应变回复的组成和比例。建立了卸载模量与塑性应变的数学模型。结合数值模拟和试验进行了模型验证。结果表明:DP780钢的平面各向异性不明显;由于卸载和重新加载循环非线性,卸载和重新加载轨迹构成了封闭环;卸载模量随着预应变的增大先快速下降,随后缓慢下降,在预应变达到6%后逐渐趋于稳定,卸载弹性模量降低17%;卸载总应变回复包括弹性部分和非弹性部分,并且后者所占比例高达11%。采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)揭示了DP780非弹性回复的微观机理:塑性变形和奥氏体相变导致的位错密度增加,马氏体阻碍位错移动,造成大量的位错塞积,使可动位错发生弯曲,位错线长度增加,附加了弹性变形,导致了显著的非弹性回复行为。将得到的模型代入有限元模拟中,提高了模拟回弹的精度,使模具的回弹补偿更准确。     

HFW焊管排辊成型预成型段ANSYS有限元分析

对508 mm焊管排辊成型机组的预成型建立有限元模型,利用ANSYS有限元软件进行 HFW焊管排辊成型预成型段动态仿真。结果表明,弯边区域板带在咬入阶段产生的等效应力较稳定阶段大;预成型段弯边辊对板带边部变形的贡献最大,最大塑性变形发生在板带的边缘和中心;板带边缘无边浪和鼓包产生。动态仿真精度满足工程应用需要。     

高强度钢局部加热辊弯成形分析

基于ABAQUS有限元软件,采用完全耦合热应力分析法,建立了高强度钢的局部加热辊弯有限元模型,并在模型中添加相应的热传导、热对流和热辐射边界条件.通过分析相应的温度、应力与应变场的分布,发现辊弯变形区为主要高温区,此区域的散热量和生热量基本相等.其等效应变主要发生在弯角变形区,逐渐靠近弯角变形区部位的塑性应变逐渐明显并且不断变大,弯角中心的应变最大.     

方矩形管连续辊弯成型延伸规律

为了减小方矩形管辊弯成型时纵向延伸,结合某厂实际生产工艺,建立了方矩形管辊弯成型七机架的三维弹塑性非线性有限元模型。通过仿真分析得到了方矩形管辊弯成型时横向金属流动规律及纵向延伸率的分布规律,与现场测量结果一致。分析了轧辊转速、管坯壁厚、辊径位置等因素对延伸率的影响,在此基础上优化了辊弯轧制工艺参数。结果表明:优化后的辊弯轧制工艺提高了方矩形管的成型质量,为预测最终成型尺寸精度和辊弯成形工艺参数的制定提供了理论依据。     

Q460高强钢焊接工形截面梁整体稳定分析

Q460高强钢焊接梁的残余应力与普通钢焊接梁差别较大,其稳定承载力将与普通钢梁有较大差别,普通钢梁的稳定系数也就难于直接应用于高强钢受弯构件.论文选用了六种截面形式、三种荷载类型以及40~240之间的长细比,应用ANSYS有限元对Q460高强钢焊接工形截面梁的整体稳定性能进行了较全面的分析.研究表明,Q460高强钢焊接梁的稳定承载力较普通钢焊接梁有较大提高,为此论文提出了针对Q460高强钢焊接梁稳定设计计算方法,具有较好的精度,可供工程实际参考.     

预加应变对硫化橡胶损伤性能影响的试验研究

通过对一种硫化橡胶在单轴拉伸条件下进行的循环加载试验,得到了不同速率和不同预应变条件下材料的应力-应变关系曲线,由此分析了不同加载速率及预应变条件对硫化橡胶材料力学性能的影响.分别以应变能密度峰值、加载段所围面积和弹性模量法计算损伤参量,基于试验结果分析了硫化橡胶在不同预加应变条件下的损伤性能.研究结果表明:循环加载情况下,硫化橡胶的主应力峰值随加载速率的升高而增大,力学性能随循环次数的增加而趋于稳定;在预加应变条件下,硫化橡胶材料的损伤变化呈非线性增长,预应变量保持在0.3倍拉伸比以内能达到较好的使用效果.     

预应力钢与高强混凝土组合梁有限元分析

目的研究预应力钢与高强混凝土组合梁从加载到破坏的全过程，分析其力学性能，为工程应用提供可靠的理论依据．方法采用大型有限元软件ANSYS，对预应力钢与高强混凝土组合梁进行了空间非线性分析，在组合梁的有限元模型中，钢梁采用壳单元，混凝土采用体单元，混凝土中的普通钢筋通过单元实常数确定，预应力钢筋采用线单元，预加应力通过单元实常数确定。采用弹簧单元考虑了混凝土翼缘板同钢梁间的滑移；采用非线性材料本构模型关考虑了钢材和混凝土的材料非线性特性．结果计算得到了组合梁在不同加载状态的应力、应变，荷载一变形曲线，预应力钢筋增量曲线，滑移沿梁长分布曲线等，并与试验研究进行了比较．分析表明，高强混凝土和钢材的强度都得到了充分发挥．结论计算结果与已有试验结果较为吻合，因此，可以利用有限元方法研究组合梁的工作性能，代替部分试验研究．     

车身覆盖件用钢的力学特性及弯曲回弹性能分析

针对高强度钢在汽车轻量化中应用的实际情况,通过单向拉伸试验与弯曲成型试验,对普通汽车车身覆盖件用钢与高强度钢的基本力学性能、冲压成型性能进行了对比分析,并以简单V形件为对象,结合有限元软件Dynaform进行弯曲回弹数值模拟分析。结果表明：高强度钢的塑性及成型性能比普通低碳钢差,但回弹量对弯曲角度的敏感性高于普通钢,可以通过选取合适成型角度及相应成型工艺改善高强度钢的回弹量,此外,数值模拟是一种预测材料回弹量的非常有效的技术手段。     

间歇性循环荷载作用下细粒土的变形特性

铁路路基承受的列车动荷载作用由列车通过时产生的周期性振动和无列车通过时的加载间歇组成, 针对此工程背景,开展不同围压、水的质量分数、动应力条件下的连续加载与加载-停振的动三轴试验,研究间歇性循环荷载作用下细粒土的超孔隙水压力、弹性应变、回弹模量和累积塑性应变的变化规律. 试验结果表明,加载间歇对路基变形特性有显著影响. 由于加载间歇阶段试样卸载以及排水作用,试样在加载阶段积累的超孔隙水压力在间歇阶段消散,土体内部颗粒及结构得到调整,试样抵抗后续荷载的能力得到提高. 此外,加载间歇显著减缓了后续加载阶段的塑性应变发展,降低了试样的累积塑性应变. 加载间歇对提高试样回弹模量、降低弹性应变的效果有限. 加载-停振的间歇加载方式可以更准确地模拟实际列车荷载作用,进而获得更具实际意义的试验结果.     

港珠澳大桥组合连续箱梁模型试验研究

以港珠澳大桥组合连续箱梁为研究背景,基于相似原理设计制作了2×8.5m的钢-混组合连续箱梁试验模型。根据实桥施工过程和运营荷载,对试验模型开展分级加载试验和有限元模拟。结果表明:正常运营和150%运营荷载下,集束式剪力钉和混凝土板连接良好,钢箱梁、混凝土板应变和挠度呈线性增长,且卸载回弹良好,表明钢-混组合连续箱梁桥受力安全储备高,结构整体性能好,值得推广应用。     

型材滚弯数值模拟及应力、应变分析

用通用显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA成功实现了对型材弯曲件滚弯及其回弹过程的数值模拟.模拟结果表明,型材滚弯成形过程中,型材腹板应力中性层和应变中性层内移,而且应力中性层内移量大于应变中性层内移量.回弹后,等效弹性应变和等效应力的峰值变小.分析了型材弹塑性弯曲卸载过程中腹板截面的切向应力变化,模拟结果与理论分析一致.     

钣金V形折弯回弹影响因素的有限元分析

在钣金V形折弯成形过程中,回弹对成形精度的影响很大,为此,针对板材的成形和弹复过程进行有限元仿真试验,分析材料性能参数（弹性模量,硬化指数）、板料厚度、模具几何参数（下模具开口宽度,上模具圆角半径）和润滑条件对折弯回弹的影响.仿真结果表明：回弹随弹性模量、硬化指数和板料厚度的增大而显著减小,随下模具开口宽度的增大而增大;上模具圆角半径和润滑条件对折弯回弹的影响较小,回弹随上模具圆角半径与摩擦系数的增大而缓慢减小.研究揭示了影响回弹的主要规律,为提高V形折弯成形精度提供了可靠的依据.     

锈蚀冷弯薄壁型钢板材力学性能退化规律

为了研究锈蚀对冷弯薄壁型钢和热轧钢材料力学性能的不同影响,通过对工业环境下服役多年的冷弯薄壁C型钢进行拉伸试验,借助3Dscan手持式激光扫描仪得到腐蚀钢板表面形貌,探讨了锈蚀程度对其材料力学性能的影响.将试验结果与锈蚀热轧钢进行对比分析,比较了锈蚀对两种钢材表面形貌、断口形式、应力-应变曲线、力学性能指标的不同影响....     

基于混合响应面法的滚压成型回弹角预测控制及应用

为了解决板金属滚压成型回弹角预测精度不足以及滚压成型工艺参数的选定过多依赖于经验设计的问题,提出将参数响应面法与非参数响应面法结合形成混合响应面法,利用混合响应面法对滚压成型的加工工艺参数进行优化并预测控制板金属回弹角的大小.通过混合响应面法可以分段构建板金属滚压成型回弹角预测模型,将预测模型的回弹角响应值和滚压成型实验回弹角值进行误差分析比较,两者具有良好的一致性;最后通过优化求解回弹角预测模型得到回弹角的最小值,结果表明,选用适当的成型板料弯曲内半径、过弯角可以大大减小滚压成型回弹角.     

弹性模量与塑性变形关系的探讨

一般工程应用中都把弹性模量作为常数,而实际上弹性模量随变形的进展在不断的变化,这种变化的程度对某些材料是很大的。用拉伸试验方法对08AL和纯铝两种材料进行研究,得到了材料的弹性模量受塑性变形 影响的一些初步规律。研究结果为进一步研究生模量的变化规律及探讨其本质提供了依据。     

Mechanical Behavior of Polyurethane Polymer Materials under Triaxial Cyclic Loading:A Particle Flow Code Approach

Polyurethane polymer grouting materials were studied with conventional triaxial tests via the particle flow code in two dimensions(PFC~(2D)) method, and the simulation results agreed with the experimental data. The particle flow code method can simulate the mechanical properties of the polymer. The triaxial cyclic loading tests of the polymer material under different confining pressures were carried out via PFC~(2D) to analyze its mechanical performance. The PFC~(2D) simulation results show that the value of the elastic modulus of the polymer decreases slowly at first and fluctuated within a narrow range near the value of the peak strength; the cumulative plastic strain increases slowly at first and then increases rapidly; the peak strength and elastic modulus of polymer increase with the confining pressure; the PFC~(2D) method can be used to quantitatively evaluate the damage behavior of the polymer material and estimate the fatigue life of the materials under fatigue load based on the number and the location of micro-cracks. Thus, the PFC~(2D) method is an effective tool to study polymers.     

连续辊弯成形过程模拟研究

以现场典型产品为研究对象,模拟板带连续冷弯成形过程,基于有限元分析软件,开发冷弯成形过程仿真软件。ANSYS-LSDYNA显式动力学非线性模拟结果表明,冷弯成形过程第一部分型钢等效应力模拟平均值与实验值吻合,弯角变形区塑性等效应变随道次变化情况模拟结果表明,中间道次变形分配欠均匀,辊花工艺尚需优化。     

板料回弹控制的成形工艺面多目标优化

针对高强度板成形后回弹大的问题,以工件回弹前后对应节点的位移偏差和等效塑性应变裕度最小化为目标,以板料最大增厚率和最小减薄率为约束条件,建立基于车身侧外板回弹控制的工艺面多目标优化模型。采用实验设计（DOE）和径向基函数（RBF）神经网络方法建立优化代理模型,对均匀实验设计方案进行改进以提高优化精度,并与未改进的RBF神经网络和响应面（RSM）代理模型的优化结果进行对比分析。结果表明,建立的多目标优化模型是合理的,改进RBF神经网络代理模型的优化精度较高,在所抽取的满意解中,回弹和等效塑性应变裕度目标函数的相对误差分别为15.9%和2.2%。与实验设计中回弹量最大的样本方案相比,优化后车身侧外板回弹量减少5.149 2 mm。     

混凝土单轴动态抗拉特性的试验研究

在应用过程中,混凝土结构肯定要受到动态荷载的作用,而混凝土材料的动态力学特性与静态情况下有非常大的区别.为了考察动态荷载作用下混凝土的抗拉特性,本文应用MTS试验机,对C40混凝土在应变速率为10-5/s～10-2/s范围内进行单轴动态拉伸试验,系统研究了不同应变速率下混凝土的抗拉强度、弹性模量、峰值应变等抗拉力学特性,并分析了应变速率对混凝土抗拉强度、弹性模量等的影响规律.试验结果表明:混凝土抗拉强度、弹性模量会随应变速率的增加而增加,泊松比离散性比较大,规律不明显,动态受拉应力应变曲线与静态相似.这些成果可以为混凝土的结构设计提供技术参数.     

Experimental study on the mechanical properties of rocks at high temperature

The mechanical properties of marble, limestone, and sandstone as well as the stress-strain curve, the varying characteristics of the peak strength, the peak strain and elastic modulus were studied by using the MTS810 Rock Mechanics Servo-controlled Testing System under the action of temperatures rang- ing from room temperature to 800℃ . Results show that (1) the peak strength and elastic modulus of marble fluctuate at the temperature from normal to 400 ℃ ; and they decrease gradually over 400℃ . (2) With th...