不同初始组织材料超塑性m值模型与验证

为确定超塑性机理和本构方程,需要计算m值.采用铸造、轧制和退火方法获得细晶AA7075铝合金板材,采用高温拉伸机和图像分析仪研究了合金m值的变化,针对等轴晶粒和带状晶粒的材料超塑性变形,建立了m值与应变关系模型.模型证明等轴晶粒组织恒速度超塑性变形m值随应变增加而减小和带状晶粒组织超塑性变形m值随应变增加而增大.理论预测得到等轴细晶AA7075铝合金和AA7475+0.7Zr铝合金和带状晶粒的Mg-8.5%Li合金和包含小角度晶界的AA7475铝合金超塑性实验结果的支持.模型预测与实验结果吻合,内在组织变化是m值变化的根本原因.     

双相钢HC420/780DP动态力学性能及其本构模型研究

在应变率分别为0.001、0.100、1.000、10.000、100.000 s^－1和200.000 s^－1的条件下,测试了双相钢HC420/780DP的高速拉伸性能,研究了其在不同应变率下的动态力学行为,得到了不同应变率下的真应力?真应变曲线,分析了其屈服强度、抗拉强度、流变应力以及断裂延伸率随应变率的变化规律。结果表明,随着应变率的升高,双相钢HC420/780DP的屈服强度、抗拉强度和流变应力均有所升高,断裂延伸率呈现先升高后降低的趋势。另外,基于Johnson?Cook本构模型,建立并修正了双相钢HC420/780DP与动态应变率相关的塑性本构模型,并验证了修正后的模型。结果表明,通过修正得到的本构模型与试验曲线拟合效果较好。     

基于连续介质损伤力学预测7075铝合金热冲压成形极限图

针对应用试验方法获得的7075-T6铝合金板材热冲压成形极限图(FLD)的局限性,开展了基于连续介质损伤力学预测7075铝合金热成形FLD的方法研究。提出应用一组单轴黏塑性损伤本构方程并优化材料常数,建立了平面应力损伤本构方程,通过分析7075铝合金在不同温度时成形极限曲线(FLC)的特点,得出不同应力状态对损伤的影响,预测7075-T6铝合金板材在四组温度和三组应变率下的FLC。研究结果表明,基于单轴损伤本构方程进行数值分析得到的应力-应变曲线与试验曲线基本吻合。应用平面应力黏塑性损伤本构方程能够预测铝合金板材热冲压过程中不同温度和应变率的FLD,为铝合金板材热冲压过程提供失效判断依据。     

不均匀锈蚀钢筋应力-应变关系的试验研究

为研究不均匀锈蚀钢筋受力性能并建立其应力-应变关系的数学模型,采用外加电流加速锈蚀试验方法使钢筋产生不均匀锈蚀,通过拉伸试验得到了锈蚀钢筋的荷载-位移曲线.研究结果表明:通过控制外加电流密度大小、混凝土密实度及试件浸泡方式,可以得到沿钢筋截面及长度方向不均匀锈蚀的钢筋,钢筋锈蚀较严重的部位随机分布;对于不同种类的钢筋,随锈蚀率的增大,名义屈服强度、名义极限强度和极限延伸率呈降低的趋势.最后,在试验结果分析的基础上,建立了锈蚀光圆钢筋和带肋钢筋的应力-应变本构关系模型,并给出了特征参数的取值,以供实际工程参考.     

低碳钢静拉伸时塑性变形阶段晶粒延伸率及形变功的变化

研究了低碳钢单向静拉伸到不同应变阶段中,试件纵、横截面上晶粒特征尺寸的变化,以及晶粒延伸率与试件延伸率及形变功的关系对塑性变形各阶段中上述关系的变化规律进行了分析与讨论．     

应变率影响下的纳晶材料晶粒运动和剪切带现象研究

在相混合模型的基础上,建立了一种新的本构模型来研究应变率对纳晶材料力学行为的影响。在模型建立过程中,考虑到了晶内相和晶界相不同的变形机制:位错滑移和晶界滑移,并结合了弱化因素:晶粒旋转和晶粒迁移。为了验证理论模型的正确性,计算结果与实验结果进行了对比,发现两者吻合的很好,进一步的研究表明剪切带的半带宽与晶粒尺寸的变化都表现出明显的应变率相关性。通过应变硬化率的变化情况,得到了材料由应变硬化到应变软化的转变现象。     

低碳钢静拉伸时塑性变形阶段晶粒延伸率及形变功的变化

研究了低碳钢单向静拉伸到不同应变阶段中，试件纵、横截面晶粒特征尺寸的变化，以及晶粒延伸率与试件延伸率及形变功的关系，对塑性变形各阶段中上述关系的变化规律进行了分析与讨论。     

不同拉平均应变对循环非弹性响应的影响

讨论了铝合金Lc4-CS-δ10应变循环比Rε=0.0,0.2,-1.0三种状况下非弹性响应随循环的变化规律。文章还对Ramberg-Osgood循环本构方程中特性参数偶n′和k′及循环弹弹性模量E′的瞬态响应在不同应变循环比Rε下的变化规律进行了探索。研究结果表明：循环应力幅和循环塑性应变幅在不同循环比Rε下的随循环数变化趋势相反，循环硬化指数和强度系数的随循环数变化趋势具有一致性，且变化程度与循环应变比有关，按照Rε=0.2,0,-1.0顺序，其变化程度逐渐减少，循环滞回能随循环数的变化不受循环应变比不同的约束。     

考虑尺寸影响的箍筋约束混凝土轴压本构模型

已有箍筋约束混凝土轴压本构关系模型大多未考虑尺寸效应的影响,或通过采用强度折减系数法来粗糙反映尺寸的影响。为研究大尺寸箍筋约束混凝土柱轴心受压性能及尺寸效应规律,根据已有箍筋约束混凝土圆柱和方柱轴压破坏试验结果,分析了体积配箍率、箍筋形式（方箍及圆箍）及试件尺寸对箍筋约束混凝土应力-应变曲线的影响。考虑体积配箍率及箍筋形式的影响,建立了箍筋约束混凝土峰值应变尺寸效应公式,并结合前期箍筋约束混凝土名义轴压强度（峰值应力）尺寸效应公式,提出了可考虑尺寸影响的箍筋约束混凝土轴向压缩全应力-应变关系模型。与试验及模拟结果进行对比发现,建立的可考虑强度和峰值应变尺寸效应的本构关系与已有试验结果吻合较好,模型计算曲线与试验曲线接近。     

多道次搅拌摩擦加工制备的5083铝合金细晶材料超塑性研究

通过多道次搅拌摩擦加工5083铝合金材料,细化材料晶粒,使用倒置金相显微镜分析其晶体结构、微观形貌,然后对试样进行高温拉伸实验,通过分析其材料的延伸率、应力和应变的情况,研究试样材料的超塑性性能。研究表明:经过多道次搅拌摩擦加工后,材料晶粒细化均匀;通过高温拉伸试验,其延伸率是未进行加工的2.6倍。多道次搅拌摩擦加工成本较低,具备加工大面积铝合金材料的能力,这种加工方式在铝合金晶粒细化的加工中有着广阔的应用前景。     

液态模锻6061铝合金轮毂组织及性能

采用液态模锻成型时,为了研究铝合金轮毂不同部位的微观组织和力学性能,利用金相显微镜和拉伸试验机对液态模锻6061铝合金轮毂不同部位的组织及性能进行了研究.结果表明:外轮缘处晶粒最细小,而轮辐部位的晶粒最粗大;外轮缘的抗拉强度和伸长率最高,可以分别达到371 MPa和16%,轮辐部位的抗拉强度强度和伸长率最低,分别为346 MPa和9%.轮辋处的合金晶粒大小不一,且部分晶粒被拉长变形,这是由于该处糊状金属流动产生的冲刷和挤压所致.     

AZ31B镁合金和6065铝合金动态压缩行为数值模拟

为了研究帽状试样AZ31B镁合金和6065铝合金在动态压缩变形过程中的温度、应力与应变演变规律,采用Johnson-Cook本构方程和累积塑性损伤方程进行了数值模拟,运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA模拟了AZ31B镁合金和6065铝合金帽状试样的动态变形过程.结果表明,两种合金的裂纹萌生和扩展过程相似,局域化变形带内塑性应变由内向外对称分布.相比于AZ31B镁合金,6065铝合金的塑性应变影响区域更为狭小,其应变和应变率硬化效果更强.6065铝合金的变形温度能够达到其动态再结晶临界点,因而易于绝热剪切带的形成.     

Mg-9Gd-3Y合金热变形行为与本构关系

为了解决Mg-9Gd-3Y合金在热塑性变形过程中的本构关系问题,对Mg-9Gd-3Y合金进行了不同变形温度（653～753K）下采用不同应变速率（0.01～10s-1）的热压缩试验,利用载荷/位移数据建立真应力/真应变曲线和本构方程.结果表明：动态再结晶在晶界处较易发生,流变曲线显示出典型的动态再结晶特征,以及应力水平与变形温度和应变速率的关系.本构方程预测出的流变应力数据与相应的试验结果较一致.     

A high strength Mg-6Zn-1Y-1Ce alloy prepared by hot extrusion

Microstructures and tensile properties of Mg-6Zn-1Y-1Ce alloy extruded in a temperature range between 300 °C and 400 °C were investigated. The yield strength of the material increased as the extrusion temperature decreased due to grain refinement. The yield strengths and grain sizes of extruded samples met Hall-Petch equation. The microstructure of the alloy extruded at 300 °C had a bimodal grain size distribution with an average grain size of 2.7 μm and showed a yield strength of 327 MPa with an elongation of 9%. The fine-grained microstructures were attributed to the dynamic recrystallization and the pinning effect of fine strengthening particles.     

面向金属切削过程数值模拟的材料本构方程和刀-屑摩擦特性

为了提高金属切削过程的数值模拟精度,围绕与其密切相关的材料本构方程和刀-屑摩擦特性展开研究。针对铝合金7050-T7451材料,采用分离式霍普金森压杆实验（Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB）获取材料本构方程,采用正交切削实验获取切削过程的刀-屑摩擦曲线。对AdvantEdge FEM软件进行二次开发,输入材料本构方程和刀-屑摩擦系数,研究切屑厚度、剪切角、应变、应变率等切削过程典型特征随切削参数的变化规律。结果表明：所提出的数值模拟方法对切削过程的典型特征具有很好的预测效果,在AdvantEdge FEM软件中输入合适的材料本构方程和刀-屑摩擦系数能够明显提高数值模拟精度。     

Influence of quench transfer time on microstructure and mechanical properties of 7055 aluminum alloy

The influence of quench transfer time on the microstructure and mechanical properties of 7055 aluminum alloy with and without zirconium was investigated by tensile properties test, optical microscopy, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. For the Zr-free alloy, the strength increases to the highest value at 20 s with transfer time, and then decreases slightly. The elongation decreases slowly with transfer time within 20 s, and more rapidly after 20 s. For the Zr-containing alloy, prolonging transfer time within 20 s results in slight decrease in the strength and elongation, and rapid drop of which is observed after 20 s. For the Zr-free alloy, prolonging transfer time can increase the percentage ofintergranular fracture, which is mainly caused by wide grain boundary precipitate free zone. The failure mode of the Zr-containing alloy is modified from the predominant transgranular void growth and intergranular fracture to transgranular shear and intergranular fracture with increase in the transfer time, which is attributed to the wider grain boundary precipitate free zone and coarse equilibrium η phases in the matrix.     

1420铝锂合金超塑性行为

以1420铝锂合金作为实验材料,通过改变应变速率来探求最佳的超塑性变形条件,即延伸率大幅度提高和获得变形均匀的细小微观组织。研究发现当温度为480℃,应变速率为3×10-4s-1时可以获得最佳超塑性变形状态,此时延伸率δ=550％,流变应力σ=1.9MPa。同时通过金相分析以及TEM微观组织观察发现,在此条件下的组织等轴性好同时晶粒分布细小均匀,出现了细小的再结晶亚晶粒,有助于超塑性变形的进行。     

Hot-compression behavior of Al alloy 5182

Hot-compression of aluminum alloy 5182 was carried out on a Gleeble-1500 thermo-simulator at deformation temperatureranging from 350 °C to 500 °C and at strain rate from 0.01 s 1to 10 s 1with strain range from 0.7 to 1.9. The microstructures andmacro-textures evolution under different conditions were investigated by polarized optical microscopy and X-ray diffraction analysis,respectively. The basic trend is that the hot-compression stress increases with the decrease of temperature and increase of strain rate,which is revealed and elucidated in terms of Zener-Hollomon parameter in the hyperbolic sine equation with the hot-deformationactivation energy of 143.5 kJ/mol. An empirical constitutive equation is proposed to predict the hot-deformation behavior underdifferent conditions. As deformation temperature increases up to 400 °C, at strain rate over 1 s 1, dynamic recrystallization (DRX)occurs. Cube orientation {100} 001 is detected in the recrystallized sample after hot-compression.     

高氮合金钢高应变率剪切性能测试

为了研究高应变率条件下高氮合金钢的剪切性能,用改装的Hopkinson压杆装置对高氮合金钢进行冲塞剪切测试.通过分析给出不同应变率条件下2种类型的高氮合金钢的剪切应力应变关系,从而研究材料的抗剪切强度和冲塞过程中局部剪切能量,并在位错动力学Seeger方程基础上提炼出高氮合金钢的动态剪切损伤本构关系,采用曲线拟合的方法拟合出不同材料参数.结果表明,改装的Hopkinson压杆装置能够有效地测试高氮合金钢高应变率剪切性能,2种类型的高氮合金钢的剪切强度均表现为正应变率效应,损伤积累阶段,材料耗能几乎呈线性增长,材料剪切损伤模型能够模拟高氮合金钢剪切性能的应变率效应.