基于响应面法剪切修正GTN模型损伤参数的确定

采用Nahshon-Hutchinson剪切修正GTN损伤模型对小冲杆试验进行有限元仿真。以硅钢板为研究对象,基于有限元仿真和因子试验设计方法,研究了损伤演化参数对小冲杆试验载荷-位移曲线的影响程度,得出影响模拟准确性的关键参数为f_N、ε_N、k_s,并应用响应曲面法确定了这些参数的取值;断裂参数f_c、f_F以小冲杆试验载荷-位移曲线模拟和实验结果对比的方法进行标定。最后,基于不同厚度的小冲杆试样进行实验和模拟结果对比,验证了所确定参数的有效性。     

修正剪切GTN模型的缺口张角数值模拟

人为预制含特定几何参数的对称环状V型缺口是新型金属棒料低应力旋弯致裂精密下料的关键工艺之一,合理的缺口效应不仅降低下料所需外载荷,还能有效节约下料时间.为获取合理缺口,使用细观损伤理论和数值模拟相结合的方法,以金属棒料作为研究对象,通过修正剪切GTN模型,对缺口张角为30°、60°和90°对称时进行分析;结合ABAQU...     

小冲杆试验评价平板式固体氧化物燃料电池钎焊密封接头力学性能研究

如何获得钎焊接头钎缝的力学性能一直以来是一个难题.通过小冲杆试验获得了平板式固体氧化燃料电池304不锈钢密封钎焊接头三明治结构弹塑性力学性能,并建立了含有Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)损伤参数的钎焊接头小冲杆试样有限元模型,采用试验与有限元分析结合的方法,利用逆向求解法获得了使用常规试验...     

小冲杆试验参数的有限元分析

小冲杆试验(small punch test，SPT)技术作为一种新型微试样试验技术近年来发展很快，通过极少量试样材料进行试验就可以得出材料的诸多性能。由于小冲杆试验过程很复杂，如果想直接用分析的办法得到令人满意的解析解很难，早期的一些研究也多重于经验公式的推导。随着计算机技术的发展，有限元方法(FEM)作为一种模拟分析工具逐渐应用到小冲杆试验研究中，文中通过ABAQUS有限元分析软件模拟小冲杆试验过程，并对试验中的钢珠直径d、下夹头直径D和试样厚度t以及摩擦因数μ的变化对试验结果的影响进行考察分析，发现试验结果对t的微小精度差异相当敏感，因此在圆片试样制备中要特别注意试样厚度t的尺寸精度。此外因为目前小冲杆试验参数D和d还不是很统一，因此对D、d不同而引起的载荷一位移曲线变化趋势的讨论将有助于分析比较不同研究者的试验结果。     

小冲杆试验评价材料的断裂韧度

为了评价材料断裂韧度，通过小冲杆试验对2．25Cr1Mo的回火脆态、脱脆态、焊缝区以及1．25Cr0．5Mo钢进行了试验研究，并对所得的小冲杆试验数据进行了分析。结果表明小冲杆等效断裂应变εe与小冲杆能量Esp之间存在重要的线性关系；同时发现断裂点的小冲杆能量值与材料的断裂韧度值线性相关。该方法为无法获取标准试样进行材料抗断裂性能评价场合提供了一种可行的测试技术。     

小冲杆试验法的研究

针对石化等行业高温高压设备的使用现状,分析了基于无损取样和微型试样测试材料性能的迫切需求,引入了评价材料性能的小冲杆试验法,详细介绍了其原理、发展及其应用前景。     

基于小冲杆试验技术的在役火电机组高压导汽管蠕变特性研究

采用小冲杆蠕变试验技术对某火电机组高压导汽管道开展566℃温度下的蠕变试验,得到了不同应力水平下挠度随时间的变化曲线。为了获得该材料的稳态蠕变特性,采用了Chakrabarty薄膜延伸模型和逆向有限元法对小冲杆蠕变试验结果进行了分析研究,获得了Norton方程中的材料参数A和n。同时对单轴蠕变试验与小冲杆分析试验获得的材料参数进行对比分析,结果表明小冲杆蠕变试验分析结果与单轴蠕变试验结果基本符合,但不同的分析方法获得的结果精度有所不同。     

蠕变现象的小冲杆试验研究--蠕变应力分析

主要阐述根据小冲杆试样实测中心挠度求蠕变应力的问题。包括：借助“表征”概念，将试样中心点视为整片试样的表征点；利用压力容器薄膜理论之力平衡关系确定特定时间状态下试样中心区域的应力状态，推导小冲杆试样中心点的蠕变应力估算公式；按该估算公式处理12CrlMoV钢在特定试验条件下获得的小冲杆变试验数据，并对比由此求得的蠕变应力－时间关系与有限元计算的同类结果，根据两者的一致程度判定应力计算模型和工程估算公式的可信度。最后，文章还对具体如何确定特定小冲杆试验之表征蠕变应力值给出了建议。     

基于Delphi的小冲杆试验机数据采集系统的开发

阐述了小冲杆试验技术的原理。在小冲杆试验机数据采集系统开发中引入了间接测量试样弯曲变形位移的新方法,使得测量更准确、操作更方便。并在Windows下基于Delphi6.0平台开发了适合小冲杆试验特点的数据采集程序,实现了载荷-位移曲线实时显示、存储与重绘等功能。     

小冲杆试验技术测定金属材料强度性能

对小冲杆试验测定金属材料的屈服强度σy 和抗拉强度σb 的方法、试样制备、结果分析以及试验影响因素等方面都作了完整的研究和分析。在试验的基础之上 ,得到了σy—Py 和σb—Pmax间的经验关系式 ,从而真正实现了将小冲杆试验技术推广到实际工程应用中去的目的。     

基于A350锻件各向异性材料的小冲杆试验研究

通过小冲杆试验对锻造A350各向异性材料沿着轴向和周向两个方向进行了试验研究,并对所做的小冲杆试验数据和试样金相和断口形貌进行了分析。结果表明小冲杆试验可以有效地应用于评价各向异性材料的力学性能,对常规拉伸材料和小冲杆试样的断口对比分析,发现它们具有相同的断裂机理,为小冲杆试验与常规拉伸试验相关联提供了事实依据,同时也观察到试验中的尺度效应,小冲杆试样断口形貌韧窝尺寸要大于常规力学拉伸试样断口韧窝尺寸,本试验尺度下的小冲杆试样仍能够与常规力学试验数据有效地经验关联。     

基于GTN细观损伤模型的激光拼焊板成形极限预测

建立了从细观损伤角度预测拼焊板成形极限的Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)损伤模型,用有限元逆向法确定了损伤模型中的各损伤参数。采用有限元软件ABAQUS耦合基于Mises屈服准则的弹塑性GTN损伤模型,对拼焊板半球凸模胀形过程进行了数值模拟。设计了拼焊板半球凸模胀形物理试验,试验过程中通过改变试件的宽度得到了不同应变状态下完整的拼焊板成形极限图,并与GTN细观损伤模型预测到的拼焊板成形极限图进行对比分析,验证了GTN细观损伤模型预测拼焊板成形极限图的准确性。     

U 型缺口小冲杆试验评价材料的各向异性

利用开U型缺口小冲杆试样对各向异性材料的轴向、周向和径向三个方向进行了不同温度试验研究,通过小冲杆能量随温度的变化,确定出小冲杆试验的转变温度TSP。结果表明,开U型直线槽小冲杆试验可以表征各向异性材料不同方向的韧脆转变温度及上平台冲击功之间的区别。结合常规小冲杆试验（不开缺口）,得到开U型缺口的小冲杆试验能够更有效地应用于评价各向异性材料的力学性能。     

圆盘剪工艺参数仿真分析

通过对圆盘剪的工作原理和剪切机理的研究,利用ANSYS/LS-DYNA来对圆盘剪剪切铝带三维模型进行有限元分析,并采用显示动力学模块对剪切过程进行了有限元分析。分析了铝带剪切断裂的过程,得到了铝带剪切过程中的应力、应变随时间的变化,断裂区上特定单元的应力、应变变化。仿真研究了工艺参数如重叠量、侧向间隙、带料厚度、剪切速度等对铝带剪切品质的影响,进行分析和研究,提高了剪切品质。     

基于改进GTN损伤模型的镁合金镦粗成形损伤及裂纹预测研究

镁合金在成形过程中极易产生开裂,精准的损伤预测可以为塑性成形工艺提供理论支撑。为此,基于含连续介质剪切损伤因子的Gurson-Tvergarrd-Needleman(GTN)损伤模型被应用于预测镁合金成形时的损伤演化,通过压缩试样的力-位移曲线标定了AZ31B镁合金的流动应力和剪切损伤参数,预测并验证了AZ31B镁合金在镦粗工艺下的表面损伤及开裂,扩展了模型对低应力三轴度下的成形工艺损伤预测的适用性。在此基础上,对AZ31B镁合金在受压条件下损伤成因、裂纹扩展进行了分析。结果表明,随着压缩位移的增加,镁合金侧面中心区域的切应力不断增加,在此作用下基体内部孔洞沿非垂直压缩方向伸长、聚合,最终形成宏观裂纹;镦粗后的试样侧面裂纹走向与垂直压缩方向所成角度范围为34°～46°,改进的GTN模型模拟结果为44°～54°,原始GTN模型模拟结果均呈90°;改进后的GTN模型可应用于预测镁合金在轧制、热冲压等工艺下的损伤演化行为,为后续工艺优化奠定基础。