6061-T6铝合金薄板剪切试件设计及动态剪切力学特性分析

车身结构影响了整车的碰撞安全性,其中车身承载部件在碰撞过程中主要表现为剪切失效,因此需要对车身材料的动态剪切力学特性展开研究。为了描述6061-T6铝合金材料在复杂工况下的力学特性,进行了准静态和动态力学性能试验。基于不同应力状态和应变率下铝合金力学性能的测试数据,标定了材料的本构模型和断裂模型参数,并通过对比试验与仿真结果验证了材料参数的准确性。为了实现拉伸试验机开展铝合金薄板剪切试验,设计四种形状的薄板剪切试件,采用数值模拟对比所设计剪切试件的应力及应变分布,并分析不同剪切应变率对6061-T6铝合金材料剪切力学特性的影响规律。结果表明：圆形开口对称试件适用于研究塑性变形阶段的失效断裂,而圆形开口偏置试件适用于研究弹性变形阶段的应力应变关系。在低剪切应变率范围内,6061-T6铝合金无显著的应变率强化效应,然而随着应变率的增加敏感性有所提高。     

金属间化合物破断过程的声发射研究

用声发射技术监测金属间化合物的破断过程，并结合扫描电镜及金相分析研究了声发射特性与破断的相互关系，指出晶界强度不足是导致材料低应力破断的根源，并对破断过程进行了描述，从不同视角对此类材料的研究提供了具有参考价值的分析依据。     

金属带材少无毛刺精密分切加工新工艺分析

在分析金属带材分切加工过程及其主要缺陷和分切毛刺去除技术的基础上,提出将上下成对圆盘刀设置为轴向负间隙、径向正间隙,在分切过程中,金属板材表面形成剪切缺口但不分开,随后增设压力分断辊使残留材料层延性断裂分离,亦即"塑性剪切压迫分离"。通过设置上下圆盘刀间隙,使刃口作用区材料处于压应力状态而塑性剪切变形形成切口,再经分断辊压力作用,产生二次变形分离,实现少无毛刺精密分切加工。     

金属棒料剪切的数值模拟分析

金属剪切是一种复杂的弹塑性大变形过程,且存在多重非线性.文中选用最强大的非线性分析软件ABAQUS,以Johnson-cook作为材料的本构模型和断裂准则,并采用ALE自适应网格划分方法对金属棒料剪切断裂过程进行数值模拟.得出了剪切过程中应力应变分布及发展趋势,裂纹的生成、扩展,棒料的断裂过程和剪切力的大小、变化规律曲线.通过理论方法推导出剪切力计算公式,将最大剪切力与计算机模拟结果进行比较,验证了模拟结果是正确的.从而说明可以用数值模拟指导实际生产,为剪切机的优化设计、刀具材料形状的选择提供方法.     

基于应力三轴度的材料颈缩和破断行为分析

表征应力状态参量的应力三轴度是控制材料断裂模式的关键因素,所以应力三轴度作为影响材料的断裂因素而被引入到众多失效模型中。利用有限元辅助测试(Finite element Aided Testing,FAT)方法来获取材料等效全程单轴本构关系,进而获取漏斗型试样在拉伸过程中根部截面上的应力三轴度演化情况,并同根据Bridgman应力修正后的单轴本构关系得到的应力三轴度分布进行了对比分析。结果表明,基于Bridgman应力修正得到的应力三轴度与有限元计算结果相差较大。基于应力三轴度分析,讨论了漏斗型试样的破断机理,给出了四种延性材料的等效全程单轴本构关系、破断应变、破断应力和漏斗根部截面的应力三轴度分布随截面中心von Mises等效应变的变化规律。     

管材滚压剪切过程三维弹塑性有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件,对管材滚压剪切过程进行了数值模拟,同时利用单元死活技术对管材的断裂问题进行了模拟,得到了某一时刻变形区的应力、应变的分布云图。根据有限元计算结果,分析了各种因素对滚切力及切口金属流动的影响规律,通过实验验证了用有限元法进行管材滚压剪切过程模拟的可靠性和有效性,为确定合理的刀具和工艺参数提供了理论依据。     

冲击破岩掘进机冲击机构的动态分析及优化

为了改善冲击破岩掘进机冲击机构在周期冲击载荷作用下破岩过程的动态特性,利用应力波合成理论和有限元分析方法,对该机冲击机构进行模态分析及谐响应分析,获得了前六阶固有频率及振型和位移-频率曲线,确定了该机构的主要变形部位和各阶主振方向和三个轴向上最薄弱共振点,采用多目标遗传算法对摇臂的结构尺寸优化,减小了机构工作状态下的最大位移响应,改善了机构的动态特性,为该型掘进机冲击机构动态特性的研究与完善提供了方法和依据。     

60滚子链销轴的静强度破断受力分析

销轴受到剪切力作用被认为是滚子链条静强度破断的主要原因。文中采用材料力学方法对销轴的受力状况进行了分析,认为销轴除了受到剪切作用外,还受到弯曲作用。计算了60滚子链的销轴在静强度破断时受到的最大弯矩和最大剪力,并据此计算出最大切应力和最大正应力。计算结果表明,销轴受到的最大拉应力大于最大切应力。最后给出了新的销轴静强度校核公式。     

韧性断裂准则的试验与理论研究

对不同样式的45钢和6082铝合金试件进行了拉伸、压缩、剪切、扭转等材料试验，对工程中使用的11个韧性断裂准则进行对比研究，并利用专业塑性成形分析软件对试验过程进行二维和三维情形的数值模拟。指出目前使用的韧性断裂准则都不可能对材料在任意应力应变状态和变形累积的情况下给出一个固定阈值，并给出了基于等效应变和应力三轴度的韧性断裂准则修正公式，通过厚板普通冲裁和精密冲裁试验证明了结论的有效性。     

一种无人机消防用高压大流量应急排放阀的设计

介绍了一种无人机消防用高压大流量应急排放阀的理论设计方法.该应急排放阀是无人机消防装置的重要组成部分,通过电爆机构的点爆控制剪切机构的剪断.在不工作时,电爆机构安装有安全短路保护帽,安全可靠;在工作时,电爆机构点火后,撞头组件撞断剪切机构,推动剪切机构向前运动卡在上阀体楔形槽内,并使得排气嘴的排气孔与撞头组件的排气孔对...     

GCr15轴承钢大变形弹塑性力学性能试验研究

对GCr15轴承钢大变形弹塑性力学性能进行了试验研究,分析了应力三轴度和洛德角对GCr15轴承钢大变形弹塑性力学性能的影响.在研究中,对GCr15轴承钢进行拉伸、压缩、剪切压缩等不同应力状态下的力学性能试验.通过试验确认,GCr15轴承钢在拉伸和压缩状态下无颈缩现象,发生脆性断裂;在剪切压缩状态下发生韧性断裂,形成大变...     

6063铝合金在不同应力状态下的变形及损伤行为

用平板拉伸、缺口拉伸、剪切试验结合断口形貌观察及有限元模拟等方法,对6063铝合金在三种不同应力状态下的变形及损伤行为进行了研究.结果表明:在不同应力状态下该合金的变形及损伤行为存在明显的差异,剪切时材料的断裂应变远大于平板和缺口拉伸时的,而缺口拉伸时材料的屈服强度及峰值应力大于平板拉伸时的;平板拉伸时试样为拉剪混合型断裂,断口由一定比例的韧窝和剪切平面组成;缺口拉伸时试样有明显的颈缩,断口以韧窝为主;剪切断口以剪切平面为主;损伤行为的有限元模拟结果与试验结果吻合较好.     

高速切削过程绝热剪切局部化断裂的特性试验

高速切削过程中绝热剪切局部化断裂的发生是第一变形区绝热剪切演化的结果。研制了高速车削刀-屑快速分离装置,对切屑根部试样进行金相显微观察,探讨绝热剪切局部化断裂的速率相关特性,建立绝热剪切局部化断裂过程的物理模型。结果表明,高速切削过程的绝热剪切演化随切削速度的提高主要经历了绝热剪切的发生、形变带、转变带和绝热剪切局部化断裂。绝热剪切局部化断裂是第一变形区能量聚集和释放的周期性循环过程,随着剪切带能量的不断聚集,当剪切带所能承受的能量达到饱和极限时,剪切带就会以断裂的形式释放能量,结果导致锯齿形切屑沿剪切带完全分离。     

剪切修正GTN模型在小冲杆试验中的应用研究

小冲杆试验作为一种非标准的微试样测试技术,能有效地获取薄板结构的材料参数。而选用合适的损伤模型对准确表征材料变形到断裂的整个过程有着重要影响。基于NAHSHON提出的含剪切修正项的Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)模型,通过有限元软件ABAQUS及用户自定义子程序VUMAT考察不同应力三轴度对断裂失效的影响。采用有限元模拟和拉伸试验获得冷轧硅钢材料的无损伤弹塑性力学参数以及GTN损伤演化模型中的形核参数和临界断裂参数,通过纯剪切试验和数值模拟的对比确定出材料中微孔洞的剪切变形对材料损伤演化的贡献。运用剪切修正的GTN模型对小冲杆试验进行模拟,结果表明,由于修正GTN模型考虑了微孔洞剪切畸变的对材料损伤影响,模拟结果比原GTN模型更接近于试验数据,可更好地应用于小冲杆试验的研究。     

超高压水射流作用下岩石损伤破碎机理

由于水射流的高紊动与岩石材料的复杂性,水射流作用下岩石破坏机理的研究一直都是难点问题。运用全解耦流固耦合理论,建立超高压水射流冲击岩石介质的数值分析模型,射流采用标准k－ε模型和控制体积法,岩石采用线弹性和有限元法,计算分析淹没条件下岩石介质在水射流冲击作用下内部的应力分布规律。其次,根据岩石介质内部应力分布特征,基于岩石微元强度遵循Weibull分布的概率理论,将Mohr-Coulomb破坏准则作为随机分布变量,建立岩石损伤变量演化方程和连续损伤统计本构模型及用量纲一破坏系数来表征岩石破坏的准则。再次,按建立的流固耦合分析模型、岩石损伤模型和破坏准则,运用分阶段法对水射流的破岩过程进行了数值分析。最后,运用扫描电镜对水射流切割岩石断口形貌进行观测试验,分析岩石在超高压射流作用下微观破坏机制,主要有穿晶断裂和剪切错动两种形式,进一步验证数值模拟分析的结果,建立起水射流破岩过程中岩石微观破坏机制和宏观断裂分析的桥梁。     

材料动态变形中的绝热剪切带研究现状

对材料动态变形中的绝热剪切带研究现状进行了大致的总结。从绝热剪切产生机理和失稳判据、剪切带内微观织构、实验技术研究与发展与数值模拟四个方面对目前的研究进行了总结与比较,认为热粘塑性本构关系应该考虑微观结构变化及材料的应力状态,才能够有效地分析微观结构变化对宏观变形局域化的影响;绝热剪切带内部组织结构和微观结构变化的研究仍旧存在不足,绝热剪切带微观组织的演化进程不够明确;数值模拟技术考虑的影响因素不够全面等。对绝热剪切带的发展趋势提出了自己的见解。     

内部爆炸加载条件下圆柱钢壳的动态断裂

在内部爆炸冲击波载荷作用下,爆炸容器的动态断裂是进行爆炸容器安全评估和失效分析的基础。为了研究爆炸容器的动态断裂特征,进行圆柱钢壳在中心装药的爆炸加载实验,采用非线性动力有限元分析程序LS-DYNA分析圆柱钢壳的弹塑性动力响应,研究圆柱钢壳的宏观变形和断口的宏观、细观形貌,分析圆柱钢壳的断裂模式及断裂机理。结果表明,圆柱钢壳纵向断口具有微孔聚集型剪切韧窝断裂特征,呈现出微孔聚集型剪切韧性断裂模式。内部爆炸冲击波加载下圆柱钢壳因径向膨胀发生动态塑性变形,产生剪切带,由于剪切带的软化效应而成为优先断裂通道,剪切带和环向拉应力的共同作用是形成微孔聚集型剪切韧窝断裂这种混合韧性断裂模式的原因。     

基于有限元的新型高速剑杆织机筘座系统柔性动力学分析

针对现有织机中打纬机构筘座系统存在的强度不够、振动变形以及构件断裂等现象,对其进行了结构优化;根据有限元模态计算理论,建立多自由度新型筘座脚系统的振动方程;在Ansys中分析了筘座脚的模态和振型等振动特性;在Adams中建立了新型打纬机构的刚-柔耦合模型,并进行柔性动力学仿真和应力分析.结果 表明:新型筘座系统制造安装简便,满足打纬运动的力学性能要求;新型筘座脚发生共振变形的可能性很小;柔性筘座脚的打纬加速度曲线相比刚性体时波动增大,织机转速的变化对打纬机构加速度影响较大;新型筘座的主体部分应力分布较少,相比原型筘座的应力变形较小.     

精车不锈钢时的自然断屑

一、自然断屑原理对切削过程中刃前区的应力状态进行分析,得到刀具切削刃上分离点处沿剪切面滑移线的正应力,根据这一应力的性质(是拉应力还是压应力)和应力大小判断生成的切屑断裂与否。当该处的应力是压应力耐,生成的切屑是连续带状的;当该处的应力是拉应     

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。