不同边界条件对路基结构动力学响应的影响

分别采用静力人工边界、无限元边界、粘弹性动力人工边界和远置静力人工边界对承受交通载荷的典型路基结构进行有限元分析。以远置静力人工边界计算获得的路面竖向位移和面层底部拉应力时程曲线为参考解,揭示边界条件对路基结构动力学响应的影响。分析结果表明:边界条件对拉应力的影响很小,它们与参考解的最大误差为0.82%;静力人工边界下的位移时程曲线一直在参考解附近震荡,无限元边界下的位移解高于参考解,粘弹性动力人工边界下的路面位移与参考解最为接近。综合考虑位移和应力的精确度与CPU的计算时间,粘弹性动力人工边界为最佳的路基结构动力学分析边界条件。     

基于LabVIEW平台的形状记忆合金温度循环加载控制装置研究

本文根据NiTi形状记忆合金热-力耦合循环变形实验的要求,针对传统加热方法变温速度慢、温度变化非线性、加热不均匀,且无法与其他装置配合使用等缺点,提出了一种新型形状记忆合金温度循环加载控制装置。该装置基于电流加热方法,使用测温仪表进行测温,采用直流电源与降温组件进行变温,同时利用PID等控制方法进行控制,达到精准控温的效果。通过测试及实验,可以看出,该装置具有良好的控温性能、快速的变温速度、自动的程序控制等优点。本装置的成功开发为形状记忆合金热-力耦合循环变形和疲劳失效行为的实验研究提供了坚实的设备基础。     

穿山甲鳞片拉伸性能和微结构特征

对穿山甲鳞片试样进行了单调拉伸试验和拉伸断口的微观观测,揭示了穿山甲鳞片基本力学性能及其与微结构之间的联系。结果表明,穿山甲鳞片表现出较好的韧性,横向的强度极限略高于纵向,而弹性模量和延伸率低于纵向。拉伸断口微结构观测结果表明,穿山甲鳞片具有微米尺度的薄片重叠、堆垛而形成的层状结构,有助于鳞片的增韧。     

热致和磁致形状记忆合金循环变形和疲劳行为研究

形状记忆合金(包括热致和磁致形状记忆合金)由于其特有的超弹性和形状记忆效应, 一直以来受到学者和工程界人士广泛关注, 且已有诸多成功的工程应用案例.为了进一步拓展该类合金的工程应用范围, 对其热--力和磁--力耦合循环变形和疲劳失效行为的宏微观实验观察和理论模型研究成果进行了综述. 总结了NiTi和NiTiX两类合金材料的温度诱发(即热致)的热--力耦合循环变形和疲劳失效行为研究的最新成果; 对以NiMnGa合金为代表的磁场诱发(即磁致)的磁--力耦合循环变形和疲劳失效行为的研究现状进行了评述; 提出并预测了未来的研究方向及发展趋势.      

热致和磁致形状记忆合金循环变形和疲劳行为研究

形状记忆合金(包括热致和磁致形状记忆合金)由于其特有的超弹性和形状记忆效应,一直以来受到学者和工程界人士广泛关注,且已有诸多成功的工程应用案例.为了进一步拓展该类合金的工程应用范围,对其热–力和磁–力耦合循环变形和疲劳失效行为的宏微观实验观察和理论模型研究成果进行了综述.总结了NiTi和NiTiX两类合金材料的温度诱发(即热致)的热–力耦合循环变形和疲劳失效行为研究的最新成果;对以NiMnGa合金为代表的磁场诱发(即磁致)的磁–力耦合循环变形和疲劳失效行为的研究现状进行了评述;提出并预测了未来的研究方向及发展趋势.     

NiTi 形状记忆合金热-力耦合循环变形行为宏微观实验和理论研究进展

本文对NiTi形状记忆合金热-力耦合循环变形行为研究的最新进展进行综述和评价。首先总结NiTi形状记忆合金在循环加载条件下的单轴、非比例多轴循环变形特性以及强烈的热-力耦合特性,阐述NiTi形状记忆合金在循环变形过程中出现功能性劣化的微观机理;然后,讨论在宏观和细观尺度上建立的三类NiTi形状记忆合金典型的循环本构模型,并评述代表性模型的预测能力;最后,总结已有研究存在的不足,对相关问题的进一步研究提出建议。在本构模型方面主要介绍了作者及其合作者在基于晶体塑性的热-力耦合循环本构模型方面的工作,突出了多种非弹性变形机制和强烈热-力耦合行为对形状记忆合金循环变形行为的影响。     

纳米单晶NiTi合金单程形状记忆效应的分子动力学模拟

采用基于第二近邻修正型嵌入原子势的分子动力学方法研究了纳米单晶NiTi合金的单程形状记忆效应，详细阐明了温度诱发马氏体相变和应力诱发马氏体重定向过程中纳米单晶的变形行为和微结构演化，进一步分析了加/卸载速率对NiTi合金单程形状记忆效应的影响。结果表明，NiTi纳米单晶在应力加载过程中发生马氏体重定向，卸载后存在残余应变；当加热到奥氏体转变结束温度以上时，马氏体逆相变为奥氏体相，残余应变逐渐减小，但未完全回复；随着应力加载速率的增加，重定向临界应力和模量逐渐增加；再次降温过程中不同加载速率下的原子结构演化各不相同。     

Ti-6242S钛合金高温循环粘塑性行为有限元模拟

采用ANSYS提供的粘塑性流动准则下的双线性各向同性硬化本构模型,考虑材料参数的温度相关性,通过单个单元有限模型对4种温度下施加相同平均应力和不同应力幅值的应力循环工况进行有限元模拟。实验与模拟结果的对比表明,该模型能够较好的地模拟高温450℃以下Ti-6242S钛合金粘塑性变形的循环累积。此外,由于该模型没有考虑循环过程中背应力的演化,对滞回环的预测不够理想,且过高预测了520℃下的粘塑性累积变形。     

不同类型高强钢轨道轮轨接触下塑性变形分析

基于ABAQUS有限元软件建立三维轮轨接触模型,采用用户材料子程序定义的非线性随动硬化模型和任意Lagrange-Euler(拉格朗日-欧拉)算法,研究碳含量不同的3种高强轨道钢稳态滚动接触时接触区应力和塑性应变分布。结果表明:累积塑性变形最大值发生在轨道次表面2 mm处,随着碳含量的增加,轨道接触斑中间相同深度的累积塑性应变逐渐增大。研究结果对于高强轨道钢的选材有一定参考意义。     

挤压AZ31镁合金高温单轴棘轮行为实验研究

对挤压态的AZ31镁合金在高温进行拉伸、压缩、应变循环和应力循环实验研究,旨在揭示镁合金各向异性的高温棘轮行为演化规律和变形机制。实验结果表明,镁合金表现出显著的拉-压不对称性和循环软化特性。镁合金的高温棘轮行为受平均应力和应力幅值的控制,棘轮效应随平均应力和应力幅值的增加而增强;镁合金在循环变形过程中存在位错滑移、孪生和解孪3种不同的塑性变形机制,导致镁合金的高温棘轮行为在不同的加载工况下表现出不同的演化特征。