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为合理描述6061铝合金在腐蚀和温度循环下的应力流动行为,通过理论研究、实验测试和有限元仿真相结合的手段讨论了腐蚀及温度循环对6061铝合金力学性能的影响。实验研究结果表明:腐蚀和温度循环均可导致6061铝合金屈服强度和抗拉强度的降低;且腐蚀液浓度越高、温度循环次数越多,材料力学性能下降趋势越明显。通过不同腐蚀和温度循环条件下应力-应变曲线的对比,修正了Johnson-Cook本构模型并标定了各项系数,得到了考虑腐蚀和温度循环下的修正本构模型,且理论模型与实验测试及有限元结果吻合良好;进而基于该本构模型,讨论了腐蚀时间和腐蚀浓度和温度循环次数对6061铝合金力学性能的影响。 相似文献
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功能梯度形状记忆合金(Functionally graded shape memory alloy, FG-SMA)是一种兼备功能梯度材料(Functionally graded material, FGM)和形状记忆合金(Shape memory alloy, SMA)特性的新型功能材料。根据复合材料力学和已有的SMA本构关系,通过充分考虑组分材料的应力应变关系,建立一个描述FG-SMA力学性能的宏观本构模型。应用该模型,对由弹性材料A和SMA组成的FG-SMA梁在纯弯曲载荷下的力学行为进行研究,详细讨论加载过程的弹性阶段和相变阶段,并给出相应的解析解。通过算例,对截面的应力分布、中性轴的位置和弯矩与曲率的关系进行详细讨论。结果表明,与普通FGM相比,FG-SMA可显著减小载荷作用下的最大应力,避免材料由于应力过大而导致的破坏。研究结果可为FG-SMA材料的设计和进一步研究提供一定的依据。 相似文献
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在理想弹塑性的本构关系下对形状记忆合金(SMA)管接头在内压力下的扩颈行为进行了理论分析,讨论了其在热力耦合作用下的相变机理,得到了SMA管接头各工作阶段内部马氏体和奥氏体分布示意图。通过数值模拟可知SMA管接头完全相变所需压力为133.05 MPa,当温度达到67.22℃时,SMA管接头与被连接件进入热力耦合阶段,同时得到了SMA管接头内部各向应力及等效应力随半径变化的曲线图。进而通过有限元软件对SMA管接头工作过程进行了仿真,得到了各阶段SMA管接头的应力分布云图,分析了SMA管接头在各个相变过程中的力学行为及马氏体分布变化情况,并将数值模拟及仿真结果与已有实验数据进行比较,验证了模型的可行性。 相似文献
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基于嵌入原子势的分子动力学模拟分析了单晶Ni_(3)Al的裂纹扩展机理和显微组织演化。首先,通过设置初始裂纹并对拉伸速率恒定时的单晶Ni_(3)Al模型进行单轴拉伸,模拟了裂纹尖端的形状和微观结构的变化,从模拟结果可以观察到在裂纹尖端产生了位错堆积现象,扩展后的裂纹方向与位错线成45°和135°夹角。其次,分别讨论了温度对5×10^(-11)s时裂纹尖端应力集中现象、屈服点的抗拉强度以及裂纹扩展速率的影响。研究结果表明:当温度从300 K升温至1300 K时,5×10^(-11)s时裂纹尖端的应力值以线性的形式降低;其屈服点抗拉强度的降低趋势也是线性的,但其应变值增加;高温可有效地减缓裂纹扩展速率。 相似文献
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航空发动机变形齿(Variable geometry chevron,VGC)是一种由形状记忆合金(Shape memory alloy,SMA)驱动的锯齿形航空动力学装置,其固定在发动机外涵道尾部呈环状分布,在飞机起飞和降落时能够通过弯曲变形扰动发动机外涵道气流,达到降低噪声的目的.然而,在反复使用过程中,VGC的循环弯曲变形必然会导致材料出现损伤,甚至会出现功能性疲劳或结构性疲劳现象,进而对发动机性能造成不可预知的影响.鉴于此,本工作拟开展SMA损伤对航空发动机VGC力学性能的影响研究.在已有SMA本构模型的基础上,引入损伤因子,建立含有损伤的SMA本构模型,编写有限元子程序,仿真分析SMA的损伤对VGC力学性能的影响.研究结果表明,随着SMA损伤程度增大,VGC的尖端挠度增大、最大等效应力减小.研究结果可为VGC的安全性运营提供指导. 相似文献
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功能梯度形状记忆合金(Functionally Graded Shape Memory Alloy, 简称FG-SMA)是一种新型功能梯度复合材料, 它兼备功能梯度材料和形状记忆合金(Shape Memory Alloy)两种材料的优异特性。该文根据细观力学的理论, 考虑材料的微观组成及相互作用, 建立了一个适合于描述FG-SMA材料力学性能的细观力学本构模型, 该模型可以准确的描述复杂载荷作用下FG-SMA的力学行为。应用这个模型, 该文详细分析了一个由弹性材料和SMA组成的FG-SMA梁在轴力和弯矩共同作用下的受力变形行为。由数值算例可知, 这种新型材料可显著减小载荷作用下的最大应力, 避免材料由于应力过大而导致的破坏。此外, FG-SMA还具有一些其它独特的性能, 可满足实际应用中一些特殊的需要。该文的研究结果可为该类材料的进一步研究提供基础, 为该类材料的应用提供依据。 相似文献
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