316LN不锈钢低速率应变下的热变形行为

目前, 对316LN不锈钢在低速率应变下的热变形行为研究很少. 本文选用工业316LN不锈钢, 通过Gleeble-3800热模拟试验机进行了600-1 100 ℃温度下, 应变速率为3×10-3 s-1的热压缩试验, 得到了真应力-应变曲线. 通过分析真应力-应变曲线和试样的微观组织, 得到了如下结论: 1 000 ℃和稍高温度是适于低速率应变下316LN不锈钢加工的温度.     

6013-T4铝合金在不同温度和应变速率下的动态力学行为及数值模拟

采用分离式霍普金森压杆装置对6013-T4铝合金在不同温度(25,200,300℃)和应变速率(1 000,2 000,3 000,4 000,5 000s-1)下进行了动态压缩试验,研究了该铝合金在冲击载荷作用下的动态力学行为,并采用试验拟合得到的Johnson-Cook本构方程,对动态冲击试验进行了数值模拟。结果表明:6013-T4铝合金具有明显的应变速率和应变硬化效应,动态流变应力随变形温度的升高而减小;室温下合金的屈服强度对应变速率不敏感,但随变形温度的升高,屈服强度的应变速率敏感性增强;基于室温准静态与不同温度和应变速率下的动态真应力-真应变曲线,确定了铝合金的Johnson-Cook本构方程;不同温度和应变速率下真应力-真应变曲线的数值模拟结果与本构方程拟合和试验结果均吻合的较好。     

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.     

6063铝合金在冲击载荷下的尺寸效应及数值模拟

采用霍普金森压杆(SHPB)在不同冲击压力下对不同尺寸的6063铝合金圆柱试样进行压缩实验。结果表明：在相同压力冲击下,材料的应变率随着试样高径比和横截面的增大而减小。不同尺寸试样在相同的应变率下得到的应力-应变曲线基本吻合。尺寸(直径×高度)为φ8mm×4mm与φ8mm×5mm的试样能获得较广的应变率响应范围。采用ABAQUS有限元软件对铝合金的SHPB动态冲击实验进行了数值模拟,通过二波法计算得到的应力-应变曲线与拟合结果及实验结果吻合较好。     

高应变速率下两种损伤容限型钛合金的动态压缩变形行为

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置在1 000~8 000s-1应变速率范围内分别对TC4-DT和TC21两种损伤容限型钛合金进行了动态压缩试验,并利用扫描电子显微镜和光学显微镜观察了其断口形貌和显微组织。结果表明:两种钛合金都表现出一定的应变速率增强、增塑效应,在相同应变速率下TC21钛合金的流变应力要比TC4-DT钛合金的大;两种钛合金均表现为剪切破坏,断口上均交替分布着韧窝区和平滑区,与TC21钛合金相比,在相同的应变速率下TC4-DT钛合金的韧窝数量更多,延伸得更长;TC21钛合金中没有明显的绝热剪切带,而TC4-DT钛合金中有明显的绝热剪切带,其宽度随应变速率的增加而增大,同时沿剪切带方向还伴随着裂纹的萌生、扩展和聚合。     

316LN不锈钢低速率应变下的热变形行为（英文）

目前,对316LN不锈钢在低速率应变下的热变形行为研究很少。本文选用工业316LN不锈钢,通过Gleeble-3800热模拟试验机进行了600~(-1) 100℃温度下,应变速率为3×10~(-3) s~(-1)的热压缩试验,得到了真应力-应变曲线。通过分析真应力-应变曲线和试样的微观组织,得到了如下结论:1 000℃和稍高温度是适于低速率应变下316LN不锈钢加工的温度。     

盲孔法测LY12铝合金焊接残余应力时应变释放系数的标定及塑性修正

采用有限元模拟与试验验证相结合的方法,对盲孔法测LY12铝合金薄板焊接残余应力时的应变释放系数A,B进行标定及修正;引入塑性附加应变,得到应变释放系数随形状改变比能参量变化的塑性修正公式,最后利用修正后的应变释放系数采用盲孔法测试了LY12铝合金对焊接接头的焊接残余应力,并和模拟结果进行了对比分析。结果表明:给出的塑性修正公式将焊接残余应力的测试误差由57.457%缩小到3.208%以内,修正效果良好。     

汽车用金属材料在高应变速率下响应特性的研究进展

基于轻量化和安全性的要求,对汽车用金属材料在高应变速率下的响应特性进行了大量的研究;对高应变速率下的试验设备、试验方法、试验数据处理方法及描述材料响应特性的本构方程等方面的研究进展进行了综述;总结了高强度钢和先进高强度钢在高应变速率下的响应特性、拟合的本构方程以及组织演变规律;介绍了典型铝合金和镁合金在高应变速率下的响应特性,提出了考虑温度和热激活能影响的描述铝合金和镁合金在高应变速率下流变特性的本构方程;对高应变速率下汽车用金属材料响应特性的试验设备、试验方法和研究方向等提出了一些建议。     

不同温度和应变速率下P92钢的高温拉伸特性

采用Instron5869拉伸试验机,在550~650℃、1×10~(-3)~1×10~(-5) s~(-1)应变速率条件下对P92钢进行了高温拉伸试验,分析了温度、应变速率对P92钢高温拉伸特性的影响,并得到了P92钢的本构方程,同时预测了1×10~(-4) s~(-1)和不同温度条件下的σ_(ε=0.1)值。结果表明:温度和应变速率是影响P92钢高温拉伸行为的两个重要因素,钢的强度随温度升高而降低,随应变速率增加而增大,断后伸长率和断面收缩率均随温度升高而增大;P92钢的变形激活能为92.24kJ·mol~(-1),不同温度下σ_(ε=0.1)的预测值与文献中的试验值比较吻合。     

应变硬化和应变速率敏感材料在单向拉伸状态的塑性分析

对于即具有应变速率敏感,又具有应变强化效应的材料在单向应力拉伸的塑性流动及失稳分析,本文证明了Hart的分析的基础相同于Hutchinson等基于流动方程b＝Kε{sup}nε{sup}m的分析。然后,以Hart的分析为出发点,对Hart提出的流动稳定性及其判据（及JHC判据）给予讨论。表明Hart的流动稳定性判据适用于力学缺陷,并主要地依赖于应变硬化指数。在Hart的分析基础上,考虑到初始几何缺陷2（0）,对失稳过程给予增量分析和积分分析。增量分析给出了m和δ之间的（及n≠0的）简明关系：δ＝（1/α （0））{sup}m－1,δ＝（1/α （0））{sup}me{sup}n－1,积分分析得到了和Hutchinson等及Ghosh的“非线性长波分析”得到的积分关系在n＝0的情况下相同的结果。将这些关系和实验结果比较,吻合是好的。此外,对载荷的分析给出了恒定十字头速度L及恒定应变速度ε的载荷表达式。     

7075铝合金和QRO90模具钢在热成形工况下的摩擦磨损行为

铝合金在热成形制造过程中存在严重的模具磨损,不但缩短模具使用寿命,还造成工件表面拉毛和成形偏差。为模拟模具钢与7系铝合金在热成形工况下的摩擦过程,搭建单向高温摩擦磨损试验平台,对热成形工况下的摩擦磨损行为展开研究,并通过光学轮廓仪和扫描电镜分析模具钢与铝合金磨损表面形貌。结果发现,热成形过程中黏结磨损和磨粒磨损同时存在,磨损颗粒在粗糙表面上被压实和堆积,对后续的摩擦磨损行为有显著影响。对单向高温摩擦试验的接触副局部进行有限元建模,分析粗糙接触表面上的局部接触条件,探讨其对后续摩擦学行为的作用。分析表明,摩擦过程中存在黏滑现象,局部接触压力受表面形貌影响,显著大于名义载荷,最大等效应力出现在表面之下。这对进一步分析磨损行为、提出合适的表面工程方案提供了基础。     

应变速率和温度对炉冷态TA15钛合金在α+β两相区压缩变形行为的影响

用Thermecmastor-Z型热模拟试验机对炉冷态TA15钛合金进行了变形温度为750～950℃、应变速率为0.00 1～10 S-1的热压缩试验,研究了应变速率和温度对该合金在α+β两相区流变应力和显微组织的影响.结果表明:随变形温度升高、应变速率降低,炉冷态TA15钛合金的流变应力下降;同时α相含量减少,晶内与晶界α相差别消失,α相发生球化;较佳的锻造工艺参数为温度850～950℃,应变速率0.001～0.01 S-1.     

考虑时变性热强度和时变性热量分配比的铣刀前刀面瞬态温度场建模研究

高速周铣是一种加工范围广和生产效率高的机械加工方式,其加工过程中会出现大量铣削热,尤其是加工导热率较低的工件时更为显著,铣削温度上升和下降的周期性变化会加速刀具磨损,进而降低工件表面加工质量。由于目前在周铣加工研究中缺乏对铣刀前刀面瞬态温度场的研究,为此,综合考虑第二变形区时变性热强度、时变性热量分配比以及前角因素,提出了一种基于移动热源法的铣刀前刀面瞬态温度场建模方法。首先建立第一变形区热源影响下的铣刀前刀面瞬态温度场温升模型,其次建立第二变形区热源影响下的铣刀前刀面瞬态温度场温升模型,最后进行温升模型叠加计算,进而建立铣刀前刀面瞬态温度场模型。仿真与试验结果验证了模型的准确性,该模型将进一步为研究铣刀前刀面抗磨设计提供理论支持。     

TC17钛合金在高温与高应变率下的动态压缩力学行为研究

采用微型分离式霍普金森压杆实验系统对TC17钛合金在高温、高应变率条件下的动态力学行为进行研究,测试材料的应力应变行为,分析实验温度、应变率和应变对其动态力学性能的影响规律。实验结果表明：当应变率为3000s-1时,TC17钛合金表现出明显的应变硬化效应,但在高温、高应变率条件下其应变硬化效应明显减弱;TC17钛合金具有应变率强化效应,但在温度升高过程中其应变率敏感性随着实验温度的升高而先减小后增大;实验温度对TC17钛合金的动态压缩力学行为的影响非常明显,温度敏感性因子随温度的升高大幅度增大。     

选区激光熔化Ti-6Al-4V合金在高应变速率下力学性能的有限元模拟

采用选区激光熔化(SLM)技术制备Ti-6Al-4V合金,经真空退火热处理和热等静压处理后,研究了合金准静态和高应变速率(500~3000s^-1)下的力学性能;对双线性材料模型进行标定,将所得到的材料参数应用于霍普金森压缩试验的有限元模拟中,并将模拟结果与试验结果进行对比。结果表明:经真空退火和热等静压处理后,SLM成形合金的组织为α相和β相,呈网篮组织形貌;与准静态条件下的相比,在高应变速率下SLM成形合金的断后伸长率得到明显提高;模拟得到的归一化真应力-真应变曲线与试验得到的相吻合,平均相对误差为2.5%,其材料参数可用于后续的瞬态冲击仿真分析中。     

铝合金A6061在金刚石和硬质合金两种刀具下的高速切削研究

铝合金A6061被广泛应用于航天、汽车和模具等领域中,在实际高速加工过程中,却是属于难切削加工材料。硬质合金刀具和金刚石刀具由于都具有高强度、低韧性、较好导热和抗热膨胀等特性,因而,这两种刀具被作为铝合金A6061的高速切削加工的主要刀具。通过ABQUS软件,模拟铝合金A6061分别被金刚石刀具和硬质合金刀具高速切削的加工过程,一方面分析在两种刀具切削下,模拟出铝合金A6061在切削过程切削力和温度变化情况,另一方面通过仿真结果验证金刚石刀具更适合于铝合金A6061的高速切削加工。然后,通过设计实际的车削试验,验证仿真所得到的相应结果和结论。最终为加工企业加工铝合金A6061时,在切削参数和刀具选择这两方面作出一定意义的指导。     

304奥氏体不锈钢在H_2S+Cl~-+CO_2+H_2O环境下的慢应变速率拉伸腐蚀试验研究

通过慢应变速率拉伸腐蚀试验(SSRT),研究了304奥氏体不锈钢在H_2S+Cl-+CO_2+H2O复杂介质环境下的应力腐蚀敏感性,借助扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)分析了断口形貌和腐蚀产物性质。在环境因素中主要考虑了H_2S浓度、Cl-浓度、CO_2浓度这三种介质参数单独或交互作用对材料应力腐蚀敏感性的影响。通过对试验数据进行逐步回归分析,建立了应力腐蚀敏感性指数随介质参数变化的数学模型,同时分析了各介质参数对304奥氏体不锈钢应力腐蚀影响的显著性。     

在横向力和旋转力矩复合载荷作用下普通螺栓组联接的强度设计修正方法

分析了同时承受横向载荷和旋转力矩组合载荷作用的,普通螺栓组联接设计计算方法的不足,提出一种新的解决办法,获得了螺栓组任意布局方案下强度计算的通用表达式,并用实例说明本方法在解决普通螺栓组联接不同布局问题的普适性,丰富了螺栓组设计方法,为设计师获得正确设计结果提供了有益的帮助。