T225NG钛合金的单轴棘轮行为研究

基于单轴常温与高温循环棘轮实验，研究了T225NG钛合金棘轮饱和、演化和破坏的一些特性，发展了一套描述高温棘轮循环的单轴饱和棘轮本构关系的方法，新方法克服了传统棘轮变形二元应力控制论带来的难题，描述方程结构简洁，建模简便、精度高，适合工程应用．研究表明：在常温应力循环下，当均值应力为半峰值应力时，T225NG钛合金会伴随棘轮饱和产生疲劳破坏，而当均值应力低于半峰值应力时，棘轮应变因局部损伤使材料较快达到疲劳破坏而不能达到饱和态。此外，常温应力循环下，单轴试样的低周疲劳寿命与幅值应力之间的关系符合幂律。     

304不锈钢非比例循环棘轮行为的实验研究

在室温下对３０４不锈钢在非比例循环加载下的棘轮行为进行了实验研究。在圆形、菱形和直线形状的非比例双轴循环加载路径下,研究不同轴向平均应力、等效应力幅值大小及基历史下材料的棘轮行为特征,为了比较,还进行了单轴加载下该材料的循环棘轮行为实验,实验表明,３０４不锈钢的室温非比例循环棘轮行为明显地依赖于加载路径的形状;与单轴循环棘轮行为一样,非比例循环棘轮行为也明显地依赖于轴向平均应力和等效应幅值的大小及     

304不锈钢的高温单轴应变循环与棘轮行为

对３０４不锈钢分别进行了高温单轴奕变控制和应力控制下的系统循环试验,揭示和分析了循环应变幅值,应变幅值历史以及温度历史对循环特性的影响以及应力幅值,平均应力及其历史对循环蠕变（棘轮效应）的影响,研究表明,无论单轴应变循环特性还是非对称单侧应力下的棘轮效应不但依赖于当前温度和加载状态,而且依赖于其加载历史,得到３０４不锈钢高温单轴循环行为的一些有意义的结果。     

室温下20钢高周次单轴棘轮行为的实验研究

通过对20钢的单轴应变控制循环和应力控制循环实验研究, 揭示了20钢在室温下的循环变形特性, 讨论了材料的循环软/硬化特性和材料的屈服平台以及平均应力、应力幅值和应力比对材料高周次棘轮行为的影响. 研究表明: 20钢表现出弱的、与应变幅值相关的循环硬化特性; 其棘轮行为依赖于平均应力、应力幅值和应力比的大小, 在高应力水平时的高周次循环后期, 棘轮变形会出现<再次增长的现象; 材料的屈服平台对棘轮行为有明显的影响, 在对20钢的棘轮行为进行本构描述时需要加以合理考虑.     

6061-T6铝合金单轴时间相关循环变形行为

对6061-T6铝合金进行系统的单轴应变循环和应力循环实验，揭示该材料在室温和高温下的循环变形行为，讨论环境温度、加载速率、峰，谷值保持对其应变循环特性及棘轮行为的影响。结果表明，6061-T6铝合金表现出弱的循环软化特性，其棘轮行为不仅依赖于平均应力和应力幅值的大小，还依赖于加载历史。尽管该合金的单拉行为对应变率的变化不敏感，但其循环变形行为却体现出明显的时间相关特性，即；应变循环下，在峰／谷值有保持时的响应应力幅值明显小于没有保持时的值，且随着保持时间的增加，响应应力幅值将进一步减小；应力循环下，在峰值有保持时产生的棘轮应变比没有保持时的值大，且随着峰值保持时间的增加及应力率的降低，棘轮应变明显增大。     

304不锈钢棘轮变形过程中应变诱发马氏体相变行为研究

利用OM, SEM和XRD对单轴非对称应力循环下304不锈钢棘轮变形过程中的微观组织变化进行了实验观察. 结果表明: 304不锈钢棘轮变形过程中,当棘轮应变达到一定值后会 产生应变诱发马氏体相变, 形成板条状 马氏体,并且随循环周次的增加, 形成的应变诱发 马氏体相对量逐渐增加.因马氏体相变而诱发的塑性变形对总的棘轮变形量产生一定的影响,材料的棘轮应变应由两部分组成, 即应力引起的塑性应变和相变诱发的塑性应变.     

SS304不锈钢在室温单轴循环加载下的时相关棘轮行为

对SS304不锈钢在室温单轴循环加载下的时相关棘轮行为和时相关应变循环特性进行了实验研究．讨论了材料在不同加载速率、不同保持时间和不同加载波形下的循环软／硬化行为和棘轮行为特征．结果表明：即使在室温下,SS304不锈钢也表现出明显的时相关效应;材料的循环变形行为,特别是棘轮行为明显地依赖于加载速率和保持时间以及加载波形的形状．研究得到了一些有助于时相关循环变形行为本构描述的结论．     

SiCp/6061Al合金复合材料的单轴循环变形行为及其时间相关特性

对T6热处理后的6061Al合金与SiCp／6061Al合金复合材料（14％,21％SiCp）的室温单轴循环变形行为进行了实验研觅讨论了基体合金和其复合材料在不同加载条件下的循环软／硬化行为和棘轮变形特征．实验研究表明：复合材料在宏观层次上体现出与基体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,棘轮变形随颗粒含量升高而下降;复合材料的棘轮行为具有明显的时间相关特性,棘轮应变值依赖于应力率和峰值保持时间．研究得到了一些有助于复合材料循环变形行为本构描述的结论．     

45碳钢低周疲劳与应力循环棘轮失效的实验研究

对调质处理的45碳素结构钢进行了应变循环低周疲劳实验以及应力控制棘轮失效实验．对于前者进行了带平均应变和不带平均应变的实验，以研究平均应变对低周疲劳特性的影响；对于后者研究了平均应力和应力幅值对棘轮失效的影响．应变循环实验表明：平均应变对循环饱和行为以及低周疲劳循环失效圈数并没有明显的影响，但对材料的循环初期循环塑性行为有影响．棘轮失效实验结果表明：当应力幅值较大而平均应力较小时，材料的棘轮失效主要归于较大塑性应变幅值引起的低周疲劳破坏；当平均应力较大而应力幅值相对较小时，材料的棘轮失效主要归于较大的棘轮应变引起的材料韧性破坏，其失效准则可以用最大单调极限应变来表征．     

基于微结构分析定义应变路径非比例度

对316L不锈钢进行了单轴及多轴非比例循环加载低周疲劳实验及其微结构的观察，研究了非比例循环附加强化对应变路径依赖性的微观机理，分析了位错自由运动间距的分布规律．结果表明：316L不锈钢在非比例循环加载下产生的附加强化与材料中的多滑移位错结构的形态与尺寸直接相关，滑移面上的位错自由运动间距服从正态分布，位错自由运动间距的统计平均值与宏观等效饱和应力幅值之间呈现线性对数关系．基于上述研究结果，以位错自由运动间距统计平均值给出了应变路径非比例度的定义，结果表明：在单轴循环应力-应变关系式中引入新的非比例度的定义可以较好地描述应变路径对材料非比例循环变形行为的影响．     

SIMULATION OF NONPROPORTIONAL CYCLICEXPERIMENTS OF IN738LC AT 850℃

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｉｎｃｅｒａｔｃｈｅｔｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒｉｓｔｈｅａｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｓｅｃｏｎｄａｒｙｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｃｙｃｌｅｂｙｃｙｃｌｅ,ｉｔｉｓｎｏｔｅａｓｙｔｏｄｅｓｃｒｉｂｅｉｔａｃｃ...     

纯钼烧结体弹/塑性力学行为研究

采用真空烧结技术制备了不同密度的钼试样,通过在MTS810试验机上进行室温准静态单向压缩试验,研究了在不同的初始密度下,纯钼烧结体压缩变形流变应力的变化规律。建立了流变应力的数学模型以及弹/塑性参数的计算模型。基于可压缩连续体的屈服准则和塑性本构关系,确定了纯钼烧结材料压缩变形的屈服条件及其弹/塑性本构关系。     

VISCO-PLASTIC CONSTITUTIVE MODEL FOR UNIAXIAL AND MULTIAXIAL RATCHETING AT ELEVATED TEMPERATURES

Based on the experimental results of the ratcheting for SS304 stainless steel, a new visco-plastic cyclic constitutive model was established to describe the uniaxial and multiaxial ratcheting of the material at room and elevated temperatures within the framework of unified visco-plasticity. In the model, the temperature dependence of the ratcheting was emphasized, and the dynamic strain aging occurred in the temperature range of 400-600℃ for the material was taken into account particularly. Finally, the prediction capability of the developed model was checked by comparing to the corresponding experimental results.     

TC4钛合金神经网络本构模型及在有限元模拟中应用

利用Zwick/Roell Z100材料试验机,对TC4钛合金进行等温恒应变速率下的单向拉伸试验。基于获得的试验数据,采用BP神经网络技术建立了该合金的高温本构关系模型,并对其预测性能进行分析。基于ABAQUS/Explcit平台进行材料子程序二次开发,将神经网络本构模型嵌入到有限元计算中,实现了TC4钛合金高温变形的数值模拟。结果表明,神经网络本构模型预测精度很高,可以准确地描述TC4钛合金在热态下的动态力学性能。神经网络本构模型应用于有限元模拟可行且有效。     

3J21合金简化本构关系的建立及其纳米压痕试验

为进一步研究3J21合金在塑性成形过程中的微观组织演变规律和强化机理,结合3J21合金在电子万能材料拉伸试验机上进行单轴拉伸试验所得的数据,建立了以应变ε和应变硬化指数n为基本参数的3J21简化Johnson-Cook本构关系方程。借助3J21合金的纳米压痕试验,测定该合金的弹性模量,并利用所建的本构关系方程对纳米压痕试验进行有限元模拟,模拟结果和压痕试验所得的载荷-压深曲线有较好的吻合。建立的简化本构关系可较好地描述3J21合金在常温准静态应变率试验条件下的应力应变特征。     

Temperature-dependent ferroelastic switching of soft lead zirconate titanate

The longitudinal strain and polarization of a soft polycrystalline ferroelectric ceramic (lead zirconate titanate, PZT) were measured under uniaxial compressive stress at elevated temperatures utilizing a novel testing fixture. Ferroelectric ceramics have not previously been characterized under these conditions due to experimental complexity. In addition to nonlinear macroscopic constitutive behavior, the linear elastic moduli have been measured throughout the loading cycle, allowing for the determination of the relative contributions from the linear and nonlinear ferroelastic behavior as a function of stress and temperature. Experimental results show a strong temperature dependence of ferroelastic switching. The ferroelastic properties of unpoled and poled materials for temperatures up to the Curie point are contrasted with the spontaneous strain, elucidating the role of tetragonality in ferroelastic switching. When thermal changes are considered, marked changes in the maximum strain are observed.