γ-TiAl单晶纳米杆拉伸变形的分子动力学研究

室温(300 K)情况下,利用分子动力学方法对γ-TiAl单晶纳米杆的拉伸变形过程进行了模拟研究,得到了应力应变曲线,并对其变形机理进行了分析,结果表明,γ-TiAl单晶纳米杆在室温下的形变机制为1/2[-1-10]普通位错及孪生,且首先发生1/6[-1-12]的孪生形变,随后通过部分位错1/6[-2-1-1]和1/6[-1-21]的反应形成1/2[-1-10]普通位错.     

铜纳米线拉伸断裂过程的原子尺度分子动力学模拟

基于经典力学势函数的分子动力学模拟方法研究铜纳米线的拉伸断裂过程,并分析断裂前应力、应变和位错行为的关系及断裂后的形貌演化.结果表明:纳米线两端的锥形结构可阻塞位错运动,从而提高其断裂强度;断裂后断口处尖锐的尖端结构形貌会发生自发的回缩和钝化,该过程是尖端上储存的弹性能和的高能结构(如孤立原子、孪晶界和表面弯折等)的自我修复,最终在表面上形成许多能量较低的(111)小平面所致;其物理机理是在温度激活下的能量最小化过程.     

铁离子注入单晶铜引发亚结构组态变化的研究

用加速电压５０ｋＶ、剂量为４×１０１７／ｃｍ２的铁离子注入单晶铜中，利用透射电子显微镜弱束成像技术研究了被注入材料的横截面样品，发现离子辐照引发被注入材料亚结构变化的深度远大于离子本身注入的深度，铁离子注入单晶铜中位错密度随注入深度的变化有两个峰值出现．其亚结构为多种位错组成的复杂位错组态，这种亚结构会使被注入材料具有相当于加工硬化的效果．探讨了离子注入材料中由辐照引发的加工硬化现象，即所谓的“长程效应”     

单晶Se纳米线的制备及表征

用化学气相沉积的方法制备了单晶Se纳米线,并用TEM、HRTEM、SAED、XRD和EDX等分析手段对其形貌和结构进行了表征.结果表明:单晶Se纳米线为三方相结构,并且其结晶性能良好,其生长方向是沿着三方相Se的[001]方向生长.     

纳米铜单晶拉伸力学性能的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟了绝对零度时三种不同边界条件下纳米铜单晶的拉伸力学性能。计算结果发现：不同边界约束对钢单晶的内在原子运动和整体力学行为有明显影响;纳米杆、纳米薄膜良好的延性主要来源于位错运动;铜单晶块体的破坏源于内部孔洞的发展,破坏时延性较差;此外,纳米杆、纳米薄膜存在较大的表面张力。     

液相还原法可控高产率单晶铜纳米线制备方法

通过精减工艺参数,优化工艺流程,对液相还原法制备铜纳米线的工艺进行改进,制备出各种不同长度和直径的铜纳米线。实验结果表明,所制备的铜纳米线为单晶结构,其表面光滑,径向粗细、长度和直径比较均匀,产率可达95%以上。     

高压扭转法的研究现状及展望

高压扭转法是在变形体高度方向施加压力的同时,通过主动摩擦作用在其横截面上施加一扭矩,促使变形体产生轴向压缩和切向剪切变形的特殊塑性变形工艺.文章介绍了高压扭转法对提高材料的力学性能、超塑性等的贡献以及影响高压扭转法的因素,分析了该法目前存在的问题,并对其应用前景进行了展望.     

轴向预应力对挤压AZ31镁合金自由端扭转力学性能的影响

大塑性变形通常发生在工业实际成形过程中。与单轴拉伸/压缩相比,扭转是研究大变形下力学行为的一种更有效的方法。然而,镁合金大应变扭转的力学响应对初始织构和孪晶很敏感。本文对挤压AZ31合金进行了拉伸和压缩实验,并采用保载和卸载两种方式获取轴向预应力,以引入位错和孪晶。随后,进行了扭转实验以明确孪晶和位错对后续变形响应的影响。在粘塑性自洽（VPSC）模型的基础上探讨了相应的显微组织和变形机制。模拟了实验观察的应力应变响应和极图。研究发现,孪晶对塑性变形的贡献较小,导致在纯扭转和预拉伸后扭转下,织构方向的变化很小。滑移/孪晶系统的活动和力学性能受到不同初始织构和滑移系启动条件的影响。此外,拉伸-扭转应力状态有利于减少织构强度。     

基于晶体塑性理论的面心立方单晶变形研究

借助晶体塑性理论,通过ABAQUS/UMAT用户子程序的二次开发,实现了基于位错运动的塑性本构描述。通过晶体塑性有限元模拟,研究了单向拉伸过程中,晶体旋转及晶粒取向对变形结果的影响,获得了晶体旋转角度与应变的对应关系,晶粒初始取向对滑移启动及变形程度的影响规律;模拟结果与Schmid定律一致,验证开发的晶体塑性模型的正确性。     

单轴对称的开口薄壁梁弯、剪、扭相关性

介绍了已有的弯扭相关关系，并与试验结果做了初步的比较；根据极限状态下工字钢梁的剪应力和正应力的分布，由力的平衡关系得到了其剪扭和弯剪相关关系，并通过试验获得的数据对已有的弯扭、弯剪扭统一相关关系以及本文推导的相关关系作了比较和分析，证明本文方法不仅安全合理，而且简洁明了，使用方便。最后，在作了一些假设以后，将这种相关关系引入到钢与混凝土组合梁的设计中。     

箱型梁弯扭强度分析计算思路探讨

箱型梁具有非常好的力学性能和结构性能,被广泛应用到桥梁设计和施工中.通过对箱型梁弯扭强度分析计算思路进行研究,得出箱形梁在弯曲、扭转以及弯扭组合变形时的强度计算方法,为设计和施工提供有效的技术支持.     

泡沫铝夹心板静态三点弯曲变形行为及力学性能

采用焊接方法制备了泡沫铝夹心板,通过对制备出的泡沫铝夹心板进行三点弯曲实验,测量其整体的抗弯特性.应用数字图像相关方法计算了弯曲过程中试样表面的全场变形响应,结合对载荷-位移曲线的分析,讨论了2种不同孔结构夹心板的变形行为.结果表明:由于夹心材料结构上的不同,导致其破坏方式的不同;以闭孔泡沫铝为夹心的夹心板弯曲吸能比夹心为开孔泡沫铝的多,而开孔泡沫铝夹心板的弯曲刚度则更高些,这对泡沫铝夹心板的设计及工程应用具有实际指导意义.     

电测法测定圆管弯扭作用下的内力与应力

文中阐述了电测技术测量圆管弯扭联合作用下应力与内力的原理和实验方法；对所测截面的应力和应变进行了分析；理论结果验证了该方法测试结果的准确性，证明了检测方法的可靠性。     

薄壁圆筒弯扭作用下内力与应力的测定

介绍了应变电测法在实验应力分析中的优越性,阐述了采用电测技术测量薄壁圆筒在弯扭组合作用下应力与内力的实验方法;对被测截面的应力和应变进行分析,用理论结果证明了该方法测试效果的可靠性.     

压弯联合荷载下漂浮软管的极限压溃特性

作为海上输油系统重要组成部分的漂浮软管和水下软管是浮筒和浮式生产储油船(floating production storage and offloading, FPSO)以及浮筒和水下管汇之间的油气输送通道,漂浮软管等在风浪流等极端荷载作用下可能发生极限压溃损毁。以某型漂浮软管为研究对象,利用Abaqus有限元软件,结合rebar单元和Emended嵌入技术建立软管有限元数值模型,研究软管在内压和弯矩作用下的折弯压溃特性,并通过软管弯曲试验验证了该数值分析方法的正确性。计算结果表明：螺旋钢筋失稳是折弯压溃的主要原因,螺旋钢筋外侧的外帘线层在压溃区折弯处帘线拉力过大导致帘线破断。软管的内压荷载及软管的螺距与帘线的缠绕角度对极限压溃都有重要影响。该研究可为输油软管结构抗压溃设计和损伤诊断提供技术支持。     

A3钢单调拉伸和纯扭转力学性能实验研究

采用Instron4505实验机和NJ-100B扭转实验机对A3钢试件作单一拉伸和纯扭转实验，实验结果表明，在应变值较小的情况下，拉伸曲线和扭转实验的等效应力应变曲线基本重合，并且在屈服阶段单一拉伸得到的等效应力值要明显高于纯扭转时的等效应力值．实验结果对A3钢在工程中的应用提供了依据。     

冲击载荷下热喷涂涂层的塑性变形行为分析

采用ＡＰＳ－Ａｒ／Ｈ２，ＡＰＳ－Ａｒ／Ｈｅ和ＣＤＳ三种工艺制成的Ｃｒ３Ｃ２－２５％ＮｉＣｒ涂层，在自制的冲击磨损试验机上对其进行了冲击特性试验研究．根据试验结果和相应的实验分析，结合晶体位错理论，初步探讨了涂层在冲击条件下的变形机理．理论分析认为，涂层所产生的塑性变形不是连续的，表面变形也是不均匀的，是一个累积过程，这主要与冲击动能和涂层的微结构有关。     

磨具弯曲成形法加工抛物面时影响廓形精度的因素分析

在应用磨具弯曲成形法设计磨具的廓形曲线时,考虑到磨具厚度的影响,利用高等数学及力学的知识进行数学建模,推导出更加精确的宽度函数表达式。通过讨论表达式中相关参数变化表明,此方法更适合用来加工横截面宽度变化不明显的小曲率的工件。     

晶体塑性有限元分析开孔对多晶板材力学性能的影响

基于 ABAQUS 子程序 VUMAT 二次开发平台, 将位错和孪晶的演化过程引入晶体塑性有限元方法(crystal plastic finite element method, CPFEM)中, 实现了多晶塑性材料力学行为的有限元模拟, 并通过试验和模拟结果的对比, 验证了所提出方法和二次开发程序的有效性. 应用含孪晶效应的晶体塑性有限元方法 模拟分析了孔洞对于板材开孔问题的影响, 结果表明: ① 当孔径小于板宽一半时, 强度损失采用线性近似估算值是偏于安全的, 而超过板宽一半时, 不宜采用线性估算值; ② 当孔距较小时, 孔径排布方式对开孔板材的韧性以及极限承载力有重要影响, 排布方式可分弱影响区、强影响区和过渡区 3 种模式. 对于承受单向拉伸荷载的板材, 开孔时应选择沿轴线排布的方式.