面心立方金属的基于位错密度的循环本构模型

在晶体塑性理论框架下,建立适用于面心立方金属多晶材料的基于位错密度的循环本构模型.在各向同性硬化律中总位错密度被离散为螺位错和刃位错两部分,考虑了位错增殖、湮灭和相互作用的演化机制,同时采用了修正的非线性随动硬化律,建立单晶的循环本构模型,通过显式尺度过渡准则,把该模型拓展到多晶尺度.应用该模型模拟了典型面心立方结构材料多晶铜的棘轮行为.数值模拟结果表明,该模型不仅可以从多晶尺度模拟材料的棘轮行为和循环硬化特征,还可以从单晶尺度预测不同晶向和不同应力水平下的棘轮行为.     

引入内结构张量的非比例循环塑性本构模型

考虑非比例加载情况下金属材料塑性循环强化特性的本构描述,为反映由于非比例加载而引起材料的附加等向强化及异向强化效应,提出在Valanis的塑性内时响应方程中引入与加载路径几何性质有关的内结构张量,建立了新的非比例循环塑性本构模型.其中,材料强化程度采用沿路径法线方向的塑性应变分量描述.用所建模型对304不锈钢材料在一些典型非比例循环加载路径下的响应进行了理论预测,并与相关文献中的实验结果进行了比较,结果令人满意.     

环氧树脂胶粘接的对接结构多轴疲劳寿命预测

环氧树脂胶黏剂的粘接结构已被广泛应用,多轴载荷作用下的疲劳寿命是其应用要考虑的重要问题.本文采用中空圆柱形对接试件,对其进行单轴拉压、单轴扭转、比例加载路径和非比例加载路径等不同路径下的疲劳实验,并获得了这些情况下试件的疲劳寿命.分别用SWT、FS、CHX和修正CHX的疲劳寿命预测模型对其寿命进行预测并与实验结果进行了比较.结果表明:SWT模型预测结果偏于保守,只有少部分非比例路径数据点部分落在2倍误差范围内;FS模型预测结果则过于保守,两个路径的所有数据点都远远落在2倍误差范围下方;CXH模型预测结果好于SWT和FS两个模型预测结果,两种路径的部分点都有落在2倍误差范围内.考虑到粘接结构在多轴疲劳载荷下的复杂混合失效特点,按照实验实际情况,对CXH模型进行了修正,增加两个方向应变的影响系数.采用修正后的模型对粘接结构多轴疲劳寿命进行预测,结果显示,大部分数据点都能落在2倍误差范围之内,预测结果优于以上3个模型.修正的CXH寿命预测模型适用于环氧树脂胶粘接的对接结构多轴疲劳的寿命预测.     

基于临界面损伤参量的金属材料多轴疲劳寿命预测

对最大剪切应变幅模型、KBM模型、FS模型和MKBM模型4种广泛讨论的临界面模型进行了对比分析,统计了8种金属材料圆管薄壁型试件在173个应变加载工况下的多轴疲劳试验数据,验证了这4种临界面模型对金属材料多轴疲劳寿命的预测能力,讨论了基于临界面损伤参量进行多轴疲劳损伤评估和寿命预测时仍需关注的几个主要问题.研究结果表明:最大剪切应变幅模型和KBM模型能较好地适用于多轴比例加载条件下的疲劳寿命预测,而对多轴非比例疲劳寿命的预测结果一般偏于危险估计;FS模型和MKBM模型在损伤控制参量中引入了一个临界面上的最大法向正应力参数来反映材料的非比例附加强化效应对多轴疲劳损伤的影响,显著提高了对多轴非比例疲劳寿命的预测能力.     

循环加载下铸造铝合金中硅颗粒的破坏行为

研究了在等效应变幅为0.22%时ZL101 T6铝合金在单轴、比例、非比例圆形路径下的低周疲劳行为,并用金相显微镜观察了在循环加载条件下硅颗粒的破坏行为.结果表明:在循环加载下,硅颗粒表现出断裂和与铝基体界面分离2种破坏行为,但以断裂方式为主;硅颗粒的形貌、大小、分布对硅颗粒的断裂行为有重要影响,形貌率大、颗粒长轴方向平行于拉伸轴或位于试样表面、孔洞边沿突起的硅颗粒优先发生断裂;不同的加载路径可改变硅颗粒的断裂方式,在多轴非比例加载下,同一硅颗粒可能会在多个方向上发生断裂,而在单轴或比例加载下一般只能出现平行断裂或普通断裂;断裂硅颗粒可影响疲劳裂纹的萌生和扩展,在不同路径下硅颗粒的断裂速率由大到小依次是非比例网形路径、比例路径、单轴加载.     

多轴非比例载荷下镁合金AZ21的疲劳性能研究

镁合金作为结构件承受多轴复杂载荷,其失效形式多为多轴疲劳失效.本文在空气环境中对镁合金AZ21分别进行了单轴、纯扭以及多轴循环力学性能研究,揭示了不同加载路径下材料的变形主导机制.疲劳试验结果表明,在相同等效应力幅下,非比例加载路径下镁合金AZ21的寿命较单轴、纯扭路径显著降低.采用Basquin公式预测镁合金AZ21在复杂载荷下的疲劳寿命.通过将路径非比例度的概念引入到Basquin公式中,可合理预测相同加载幅值下圆形路径和菱形路径作用时镁合金AZ21的疲劳寿命.     

基于反双曲正弦函数的循环本构模型

为改善本构模型对循环变形应力-应变滞回环的预测能力，基于反双曲正弦函数提出了一个新的随动硬化律。在该硬化律中，背应力分为长程、中程和短程3部分，并且每部分都符合“A-F”硬化律的演化形式（即包含线性项和动态恢复项）。在长程和中程背应力中，动态恢复系数逐渐演化以描述大变形瞬态包辛格效应，并且系数中引入了棘轮系数以描述材料的棘轮行为；在短程背应力中，线性项和动态恢复项分别由两部分组成，其中一部分只在反向屈服发生时起作用以描述小变形下反向屈服塑性模量降低的行为。在单调加载时，该随动硬化律可以积分为一个反双曲正弦函数，并且调控单调加载响应、棘轮变形演化和滞回环形状的参数互不耦合。基于该随动硬化律，在次弹性大变形框架下建立了循环本构模型，并考察了其对棘轮变形和应力-应变滞回环的预测能力。     

Zr-4合金双轴加载中的非比例附加软化与附加强化

研究了不同应变幅比例加载和不同相位角非比例加载条件下冷变形渗氢Zr-4合金的双轴疲劳行为.结果表明:不同等效应变幅比例和非比例循环过程中Zr-4合金均表现为循环软化;非比例加载过程中Zr-4合金的循环软化程度要高于相同等效应变下的比例加载;相同相位角非比例加载随着等效应变幅提高循环软化程度加剧;相对于比例加载,相位角为30°时表现为非比例循环附加软化,相位角为90°时表现为非比例循环附加强化.     

Ti-6Al-4V钛合金非比例多轴低周疲劳寿命预测

在MTS拉扭复合疲劳试验机上,采用扭转应变控制、非比例循环加载方式,依次按比例、圆形、矩形、正方形、椭圆形和菱形加载路径,对Ti-6Al-4V合金进行多轴拉扭低周疲劳寿命实验,将结果与等效应变法模型、能量法模型和临界面法模型的计算结果进行对比分析.结果表明,基于临界平面法模型的预测,对于Ti-6Al-4V合金多轴低周疲劳寿命估算具有较高的准确性.     

考虑应力梯度及附加强化的多轴疲劳寿命预测

以多轴缺口件为研究对象,考虑应力梯度和非比例附加强化对疲劳寿命的影响,建立一种适用于多轴缺口件的疲劳寿命预估模型.首先,以最大剪切应变幅作为损伤参量,借助坐标变换原理确定临界面位置,研究了裂纹萌生和扩展的物理机制;其次,利用有限元方法获得临界面上非均匀应力场,提取特定路径上的应力分布并进行归一化处理,给出多轴加载时的等效应力梯度因子;最后,考虑相位差的影响提出一种新的非比例附加强化因子,基于Manson-Coffin方程提出了一种多轴疲劳寿命预测方法.将本文模型、Smith-Watson-Toper(SWT)模型和Manson-Coffin方程的计算结果与实验寿命进行对比,结果表明本文方法的预测精度高于SWT模型和MansonCoffin方程.     

金属材料非比例循环塑性的本构描述

多晶金属在非比例循环过程中的强化与其内部组织结构的变化密切相关。根据循环过程中金属位错子结构的变化,将强化函数分解为乘积形式,各因子分别决定于非强化区尺度与非比例度,由此将各种不同的强化机制嵌入热力学相容的本构方程。对304与316不锈钢室温下二维非比例循环的本构响应进行了分析,并与Benallal等、Tanaka等、和Ohashi等的实验结果进行比较,符合得很好。     

CFRP中等约束钢筋混凝土方柱反复受压本构模型

为填补FRP约束混凝土滞回本构模型的空白,对边长305mm,高915mm及边长204mm,高612mm两种尺寸的CFRP约束钢筋混凝土方柱,采用500t四棱柱压力试验机进行了单调及反复轴压试验.试验结果表明,大尺寸CFRP约束钢筋混凝土方柱的应力-应变关系曲线存在软化段,CFRP的约束作用为中等约束,且尺寸效应对CFRP的有效约束作用有明显影响;箍筋对单调受压应力-应变曲线形状、极限压应变、反复受压卸载曲线和残余应变影响均较大.基于试验结果提出了考虑钢筋、尺寸效应及CFRP包裹层数等影响参数的CFRP中等约束混凝土方柱的反复受压本构模型.模型由描述包络线的单调受压本构模型、曲线形式的卸载曲线及直线形式的再加载曲线3部分组成,模型预测结果与试验结果吻合较好.     

一种新的超弹性形状记忆合金本构模型

Graesser模型以应力-应变增率形式表述了形状记忆合金(SMA)本构关系,具有形式简单、能反映SMA动态力学特性的优点;但忽略了加载路径对模型参数的影响,造成预测误差.依据超弹性SMA的拉伸试验结果,在Graesser模型基础上提出了改进模型:将滞回曲线分为加荷阶段、卸荷至马氏体逆相变完成阶段、母相弹性卸荷阶段三部分,每部分采用各自的参数.数值模拟比较表明:改进模型能很好地捕捉超弹性SMA在静荷下的应力-应变特征,在一定程度上反映加荷速率对其滞回性的影响,且较Graesser模型具有更高的预测精度.     

基于 NA PG 模型的攻击增益路径预测算法

针对网络攻击行为很难预测, 网络中冗余路径导致攻击预测不准确以及攻击路径评估预测指标单一的问题, 提出一种NAPG(network attack profit graph)模型. 该模型通过攻击成本和攻击收益直观地反应攻击行为的可行性, 采用攻击可行性分析算法消除冗余路径, 并将攻击增益引入到评估预测指标中, 给出机会增益路径预测算法和最优增益路径预测算法. 仿真实验验证了该模型和算法的有效性.     

新的多轴循环加载应变路径非比例度的定义

基于对316L不锈钢多轴非比例循环加载低周疲劳微结构的研究结果，测量了位错自由运动间距，分析了位错自由运动间距的分布规律，给出了位错自由运动间距统计平均值与宏观等效饱和应力幅值之间的关系，以位错自由运动间距统计平均值给出了应变路径非比例度的定义，在单轴循环应力-应变关系式中引入新的非比例度的定义可以较好地描述多轴非比例循环应力-应变行为。     

基于NAPG模型的攻击增益路径预测算法

针对网络攻击行为很难预测, 网络中冗余路径导致攻击预测不准确以及攻击路径评估预测指标单一的问题, 提出一种NAPG(network attack profit graph)模型. 该模型通过攻击成本和攻击收益直观地反应攻击行为的可行性, 采用攻击可行性分析算法消除冗余路径, 并将攻击增益引入到评估预测指标中, 给出机会增益路径预测算法和最优增益路径预测算法. 仿真实验验证了该模型和算法的有效性.     

多径衰落信道下的正交频分复用符号同步算法

传统的基于循环前缀的正交频分复用同步最大似然算法,在多径衰落信道下,由于多径时延和多普勒频移的缘故,部分循环前缀受到码间干扰,相关运算的峰值不明显,而且具有峰值平顶效应,在不加优化的条件下,几乎不可以使用.现提出了一套改进方案,根据信噪比的高低和多径时延的大小,动态调整参与相关运算的循环前缀长度,并采用多点相关求均值的方法.仿真结果表明,该方案在信噪比低的高斯白噪声信道和多径衰落信道下,均可以得到尖锐的相关峰值,显著减少多径衰落信道下的峰值平顶效应,并且提高符号同步精度.     

震损可原位修复组合柱抗震性能

采用ABAQUS建立新型组合柱的有限元模型,对组合柱低周往复荷载作用下的全过程进行数值仿真,分析新型组合柱的受力机理.研究表明:按照“强柱弱阻尼”理念合理设计的新型组合柱具有良好的抗震性能;大位移角下塑性变形集中于软钢阻尼器,能有效地控制结构的损伤部位,并实现震后的快速原位修复.     

Influence Factors Concept Model for Public Participation in Nanotechnology Risk Communication

Based on risk social cognition theory and planned behavior theory, the influence factors of the public participation in the nanotechnology risk communication are analyzed,and the concept model is presented to analyze their relationships and functional mechanism. In the model,the risk communication behaviors are divided into two variables of the public opinion expression and information acquisition,and the subjective norm divided into the internal and external social networks. Then the questionnaire is designed so as to verify the proposed model and analyze their relationships. The survey data are analyzed using SMART PLS software. The validity analysis shows that the questionnaire has a high convergence and discriminant validity. In addition, the Cronbach'a coefficient of each item is more than 0. 70,which shows the questionnaire has a high credibility. Based on the statistical data analysis, relationships of the influence factors are obtained.Further,the influence path model of the public attitude,intention,self regulation and behavior control in the risk communication is established. According to the Bootstrap algorithm in SMART,the path coefficient and its explanation variance of each influence factor are obtained. The calculation results show that the explanation variance values are all bigger than 10% and the path is reliable.Based on the path model, the influence path and function relationships of the participation attitude, subjective norm and behavior control on the participation intention and behavior are obtained. This will provide theoretical and data supports for the risk management and strategy making of the public participation in nanotechnology risk communication.