单轴拉伸局部屈服状态下的应力方程理论推导与分析

为了进一步研究屈服状态对小孔周围应力的影响,无限大平板在单轴拉伸下,小圆孔垂直方向上产生局部Tresca条件屈服状态下,对屈服圈外的应力方程进行理论推导,并就残余应力小孔应变法测量标准GB/T 31310—2014所推荐应变花尺寸的适用性进行了讨论分析。计算结果表明,GB/T 31310—2014推荐的应变花适用于残余应力水平低于0.971倍屈服强度的残余应力场测试。     

金属拉伸试验应力速率对屈服强度的影响

本文通过８组Ａ３钢试件研究了应力速率对屈服强度的影响。其结果指出：ＧＢ２２８－８７规定的应力速率３－３０Ｎ／ｍｍ＾２Ｓ＾－１的上下限均可考虑适当提高。这样不仅不会影响屈服极限的实验精度，同时也能提高工作效率。文中建议修改ＧＢ２２８－８７规定的应力速率的范围。     

大块非晶合金复杂应力状态塑性本构方程

为得到复杂应力状态下大块非晶合金的塑性本构方程,对Zr41.2Ti13.8Ni10Cu12.5Be22.5大块非晶合金进行简单拉伸、压缩和扭转实验,得到相应的一维本构关系,并应用弹塑性力学的相关理论,将一维本构方程延拓到多维应力空间.研究结果表明:该材料符合Mises屈服条件并具有强化特性;利用简单压缩和扭转实验结果可推导出材料在复杂应力状态下的塑性本构方程,且这两个塑性本构方程是一致的.     

复杂应力状态下尼龙66力学性能研究

为了得到尼龙66试样在压缩以及复合压剪加载条件下的力学响应,采用国产三思万能试验机,并引入了2个带有双斜截面的金属垫块以及1个聚四氟乙烯套筒的特殊加载装置,对尼龙66试样进行复合压剪试验。此外,金属垫块的斜截面被加工成不同的倾斜角度θ(15°、30°、45°、50°和60°),通过调整角度获得了试样在不同压剪应力状态下的力学响应,并通过分析复合压剪加载时其受力情况得到其屈服行为。实验表明:尼龙试样的力学性能对剪切敏感并且随着剪切组分的增加而弱化,尼龙屈服行为与静水压具有相关性;同时验证了引入双斜面金属垫块的实验方式是一种能有效研究材料失效行为的测试方法。     

一种天然气和石油管道屈服强度的检测方法

按照SY/T 5992—2012设计的钢管静水压爆破试验设备仅限于计算钢管内的压力值,不能自动获得钢管的屈服强度及斜率。依据AS/NZS 2885.5:2012的检测方法,借助钢管静水压爆破试验设备,对试验采集到的原始数据采用Excel软件绘制成压力-进水量曲线和钢管的应力-应变曲线并进行分析,用Excel软件实现了爆破点的1/2斜率屈服强度和实际斜率的计算,结合绘图软件实现了各屈服强度的定量化求取。结果表明:用以上方法所求取的管通的各种屈服强度与实际拉伸试验得到的数据基本一致。该方法可以为按照SY/T 5992—2012设计的钢管静水压爆破试验设备扩展出屈服强度计算能力。     

金属基复合材料的微屈服行为

金属基复合材料 (MMC)的微屈服行为有其特殊性 ,主要表现在基体中的热残余应力水平和位错组态与宏观屈服阶段显著不同 ,因而表现出的力学行为也不同。本文综述了金属基复合材料微屈服行为的宏观表现和微观特性 ,并对其研究发展进行了概述 ,指出了有待深入研究的问题     

钢管静水压爆破试验中屈服强度的测定

依据AS 2885.5:2002标准的要求进行钢管静水压爆破试验,通过对试验的压力-进水量曲线进行分析,表明钢管静水压爆破试验屈服强度的测定可以在应用数学统计方法和数值计算软件的基础上,使得屈服点的求取定量化.采用Matlab软件进行曲线拟合和函数微分,定量求取了爆破试验的屈服强度.     

基于应力约束全局化策略的板壳结构强度拓扑优化

应力约束下板壳结构的拓扑优化设计由于应力约束难以显式化和约束条件数量庞大等问题,存在建模和求解的困难。为了解决这些困难,首先,该文通过类比独立连续映射(Independent Continuous and Mapping, ICM)方法中的过滤函数,在实体各向同性材料惩罚(Solid Isotropic Material Penalization, SIMP)方法中引进了单元重量惩罚函数和材料许用应力惩罚函数,实现了对SIMP方法惩罚函数概念的拓广。然后,该文移植了ICM方法中行之有效的应力约束全局化策略,基于拓广后的SIMP方法,构造了代替应力约束后的结构畸变能约束的近似显式化函数,建立了多工况下板壳结构拓扑优化模型。最后,采用对偶序列二次规划算法求解该优化模型,并基于Python语言在ABAQUS软件平台进行了程序实现。数值算例都取得了很好的结果,这表明该文提出的方法是可行而有 效的。     

聚碳酸酯的动态应力应变响应和屈服行为

测量聚碳酸酯在3.8×10-5 s-1到大约8000 s-1应变率范围内的单向压缩力学行为,研究了应变率对聚碳酸酯屈服应力的影响.结果表明:在应变率低于1 s-1时,聚碳酸酯先出现应变软化,然后出现稳定的塑性流动和应变硬化;在高应变率时,应力应变曲线的软化区域消失,屈服应力和屈服应变随着应变率的增大而增大.分析了高应变率时热软化与应变硬化的竞争机制,提出了描述宽应变率范围内聚碳酸酯的屈服应力与应变率关系的幂律型本构模型,能在较宽的应变率范围描述聚碳酸酯屈服应力与应变率的关系.     

基于Mises屈服准则和I1断裂准则的焊接接头力学特性分析

在全面考虑焊接残余应力、加载应力和氢致应力的情况下推导了Mises等效应力σ和应力第一不变量I₁的一般表达式;理论分析了残余应力和氢致应力对屈服行为的影响,推导了单向应力状态下的表观屈服应力[σ_s]的表达式;理论分析了残余应力和氢致应力对断裂行为的影响,推导了单向应力状态下的表观断裂应力[I_<i>b]的表达式和表观屈服时的应力第一不变量特征值[Is₁]的表达式。      

输送丙烷的中密度聚乙烯管材长期使用性能研究

介绍了国际上对输送天然气用中密度聚乙烯管材使用寿命的研究，对聚乙烯管材在天然气等方面的应用发展提出了建议。     

油气井杆管柱的静力稳定性

本文建立了斜直井中受压扭细长杆管柱几何非线性屈曲的微分方程,建立了水平井段杆管柱稳定性力学分析的数学模型,导出了斜直井段杆管柱稳定性判别方法,分析了无重杆管柱的几何非线性屈曲.     

复合材料管接头拉扭作用下胶层应力分析

发展了一种复合材料胶接管接头在拉伸和扭转载荷作用下胶层内应力分析模型。该模型利用管接头结构中缠绕法成形的管和套管材料、几何形状和所承受载荷的轴对称性,采用一阶层合板理论分析管壁的应力和变形。通过管接头中管、套管和它们之间胶层的位移协调性确定胶层内的应变和应力,从而建立了管接头结构的平衡方程。本模型计算了缠绕角为54°和26°管接头胶层内剥离应力、轴向剪切应力和切向剪切应力,计算结果与有限元分析结果相吻合。      

基于压电阻抗方法的油气管道裂纹损伤定量研究

为了解基于压电阻抗方法识别管道裂纹损伤程度的可行性,通过人工切割方法模拟管道裂纹损伤,采用压电阻抗方法对管道裂纹损伤进行监测试验。实测各种损伤工况下压电片的阻抗信号,分析试验数据,提取均方根差(RMSD)作为损伤指标。基于RMSD 损伤指标与损伤面积的变化规律,建立了管道损伤程度量化表征的数学模型。试验结果表明:当管道出现裂纹损伤后,PZT 阻抗频谱曲线明显向左偏移,峰值对应频率下降;随着管道裂纹损伤程度不断加大,RMSD 值逐渐增长,RMSD 损伤指标能定性地判断管道损伤状况。所建立的数学模型在一定程度上实现了管道裂纹损伤的定量分析。     

相关分析在石油输送管道检漏中的应用

本文从理论和实验两个方面分析了相关技术在石油输送管道泄漏检测中的可行性和优越性并探讨了检漏中需要解决的几个关键问题。     

盲孔法测试Q690高强钢管镀锌前后残余应力

残余应力对轴心受压构件的稳定性等有重要影响,为考察Q690焊接高强钢管镀锌前后的截面纵向残余应力分布,该文采用盲孔法对截面规格分别为相似文献   

海相淤泥质土中后注浆微型钢管桩浆液扩散及承载特性研究

后注浆微型钢管桩以其施工速度快、场地适应性好及承载力高等技术特点,广泛应用于基础托换及软基加固工程中;然而,针对海相淤泥质土中浆液扩散规律及承载特性的研究仍相对较少。开展连云港海相淤泥质土中静压微型钢管桩及后注浆微型钢管桩承载特性现场试验,对比分析桩侧注浆对微型钢管桩承载特性的影响规律。基于透明黏土材料和PIV技术,开展后注浆微型钢管桩沉桩及注浆过程可视化模型试验研究,观测分析微型钢管桩静压沉桩过程中桩周土体位移场、桩侧注浆施工过程中浆液扩散规律。研究结果表明,现场实测后注浆微型钢管桩竖向抗压承载力约为常规微型钢管桩承载力的2.4倍;静压微型钢管桩沉桩挤土效应小于4.5D,海相淤泥质土中注浆浆液扩散形式以水平向二次劈裂注浆为主。     

钻杆扭矩法预测冲击地压的研究

钻杆扭矩法是通过测试钻孔过程中钻机对钻杆输出扭矩的大小来判断煤矿冲击地压危险性的方法,具备许多传统方法不可替代的优点,是一种很有发展的预测预报方法。该文建立了钻屑过程中钻杆的力学模型,得出钻杆扭矩与煤体应力、煤体性质及钻进速度的关系,分析表明：钻屑过程中,煤体应力增大时,钻杆扭矩增大,钻屑推进力减小;钻屑推进速度增加时,钻杆扭矩增加,钻屑推进力增大;煤体强度增大时,钻杆扭矩增加,钻屑推进力增大。利用钻杆扭矩测试装置,测试了不同煤体应力条件下钻屑扭矩的变化规律。理论和实验结果均表明：使用相同的钻机及钻具,按照指定速度对同一性质的煤层打钻时,钻杆扭矩随着煤体应力的增大而增大,钻杆扭矩变化规律与煤体应力及钻屑量具有较好的一致性,通过测试钻杆扭矩的变化规律,得出钻孔处煤体应力场的分布化规律,进而预测煤层冲击危险性。研究结果为煤矿动力灾害预测预报提供一定的理论与实验基础。     

高温下短纤维增强金属基复合材料界面的微观结构和热残余应力状态研究

利用透射电镜观察了δ-Al₂O₃短纤维增强Al-5.5Mg合金复合材料界面在不同环境温度下的微观结构特征。 同时, 基于该类复合材料的单纤维模型, 利用弹塑性有限元分析方法, 研究了在不同温度下界面热残余应力的大小和分布情况, 并讨论了热残余应力对界面行为的影响。 最后, 讨论了界面的微观结构和热残余应力特征对复合材料整体性能的影响。 研究表明, 不同环境温度下, 界面具有不同的微观结构和热残余应力特征, 这些特征的变化将引起复合材料整体性能的明显变化。     

Q690高强钢管焊接残余应力数值模拟

该文重点研究Q690焊接高强钢管截面纵向残余应力分布模式,利用商业有限元分析软件ANSYS对其进行数值模拟,运用其中的“生死单元”和热-结构耦合分析功能来模拟焊接过程,以管径与壁厚为变量,设计3组共12个有限元模型。通过对模型的数值分析,得到每个模型的截面纵向残余应力分布形式,经过对比分析得出其规律,并提出Q690焊接高强钢管截面纵向残余应力的简化分布模式。结果表明,其分布模式与Wagner提出的分布模式接近,但Q690高强钢管的纵向残余压应力峰值与其屈服强度的比值仅为0.2,要明显小于普通钢管纵向残余压应力峰值与其屈服强度的比值0.35。