双向拉伸试验研究

本文对“双向拉伸”的试验装置和测试技术进行详细研究,并在各向异性理论的基础上,研究了双向拉伸的各向异性虎克定律及其屈服条件,最后通过大量的双向拉伸试验,严格证明:①钛板具有明显的各向异性;②钛板有明显的双向强化效应;其屈服强度比其单向屈服强度高44～51％;③利用本文推导的公式,可以通过单向拉伸强度柬简捷地确定材料的双向拉伸强度.     

板钛矿相TiO2电子结构和光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)框架下广义梯度近似平面波超软赝势法,计算了板钛矿相TiO2的电子结构、态密度、电荷密度和光学性质。计算结果表明板钛矿相TiO2为直接带隙氧化物,禁带宽度为2.36 eV;计算并分析了板钛矿相TiO2的复介电常数、复折射率、光电导谱、吸收系数、反射率和损失函数,计算得到其静态介电常数为(100)、(010)和(001),方向分别为4.12、3.37和3.45,折射率分别为2.03、1.83和1.89;通过对比发现,由于板钛矿相TiO2晶体结构的对称性,在(100)、(010)和(001)方向上具有明显的光学各向异性,为板钛矿相TiO2的应用提供了理论参考数据。     

TA2薄板的双向拉伸试验研究

TA2钛板具有明显的各向异性和双向强化效应,其双向比例极限和屈服强度比其单向比例极限和屈服强度高40%.     

正交各向异性钢筋混凝土板的应力及应变分析

为了研究正交各向异性材料的应力、应变及弹性模量等力学参数,本文从材料的物理力学特性出发,推导了正交各向异性材料的弹性本构方程。用有限元分析软件模拟得到了正交各向异性钢筋混凝土板在自重与受荷作用下的应力、应变及板中挠度值。对比分析了视钢筋混凝土板为各向同性时的应力及应变情况。发现2种情况下的应力、应变及板中挠度值与实验数据均较接近,因此,本文的有限元分析方法是可行性的。由于2种情况下模拟结果相近,因此可视正交各向异性材料为各向同性进行分析,以简化分析过程。     

钛板的张力冷轧研究

针对钛板在无张力条件下冷轧效率低下的问题,首先结合钛材力学性能各向异性的特点,以Hill异性屈服准则为基础,推导出钛板在张力冷轧下的应力状态方程,从而在理论上阐明,钛板在张力条件下进行冷轧的可行性主要取决于其塑性变形条件及其所处的应力状态.然后在实验室的四辊可逆冷轧实验机上对钛板进行了张力冷轧实验研究.实验结果表明,钛板在适当的张力作用下冷轧,能够在保证良好板形的前提下实现单道次大压下量轧制,极大地提高了轧制效率.     

钛管换热器液压胀接技术的研究

钛管换热器在石化工业已得到广泛应用，在钛管换热器制造过程中，钛换热管具有较高的屈强比，塑性差，易脆裂，使得钛管与碳钢管板胀接相容性有一定限制，是制造过程中的一个难点。而液压胀接技术是一种对换热管内壁均匀施加压力的柔性胀接技术，可以有效解决这一难题。本研究通过理论计算，获得液压胀接压力范围，通过胀接工艺试验，确定生产过程中的胀接压力，保证胀接质量可靠和稳定。钛管换热器液压胀接工艺成功应用于生产制造，对生产实践具有重要的指导意义。     

上海软黏土强度固有各向异性

采用室内异形十字板试验对上海淤泥质黏土原生结构导致的不排水抗剪强度的固有各向异性特征进行研究.从基坑中取得筒状土样,然后采用两个具有不同长宽比的矩形板头和三个不同角度(30°,45°和60°)的菱形板头进行室内异形十字板剪切试验,得到了原状土在不同方向破坏面上的不排水抗剪强度.结果表明:由于上海软黏土原生结构的影响,在总应力为零的情况下,其不排水抗剪强度随着破坏面与水平面夹角的增大而增大,即破坏面为水平向时强度最小,竖直向时强度最大.十字板试验结果与直剪试验、无侧限抗压强度试验的结果有很好的一致性.推荐采用Casagrande和Carrillo提出的公式来计算上海软黏土各向异性不排水强度.     

TA_2薄板的双向拉伸试验研究

ＴＡ_２钛板具有明显的各向异性和双向强化效应,其双向比例极限和屈服强度比其单向比例极限和屈服强度高４０％。     

TA2薄板的双向拉伸试验研究

ＴＡ２钛板具有明显的各向异性和双向强化效应，其双向比例极限和屈服强度比其单向比例极限和屈服强度高４０％。     

正交各向异性连续矩形板的平衡、稳定与振动

各向异性连续矩形板是常用的一种工程结构。例如在钢筋混凝土房屋建筑物中,楼板部份即是由交叉梁支持的连续矩形板构成的,在船舶构造中亦广泛应用着腰合的连续矩形板。在分析应力时,常应用迦遼金由各向同性连续矩形板所导出的理论,但其结果与实际情况很有出入,因为当在板的不同方向具有不同弹性性质时应力的分布即受到影响,本文提供一种考虑材料各向异性性质的计算方法。其所得结果较用古典的迦遼金理论当更接近实际情况 本文包括下列诸部分： （１）在垂直于板面的荷载作用下正交各向异性连续矩形板的弯曲; （２）在板平面内有张力及垂直于板面的载荷共同作用下的正交各向异性连续矩形板的弯曲; （３）在板平面内有压力及垂直于板的荷重共同作用下的正交各向异性连续矩形板的弯曲; （４）在弹性地基上的正交各向异性连续矩形板的弯曲; （５）正交各向异性连续矩形板的稳定; （６）正交各向异性连续矩形板的振动, 对于前四部份,本文作者得出了三弯矩方程式。文中并列举了数字例子。     

正交各向异性C/SiC复合材料板的模态密度辨识

为研究C/SiC复合材料的模态密度获取方法并提高其模态密度辨识精度,以正交各向异性C/SiC复合材料板作为研究对象,在薄板理论基础上推导了正交各向异性复合材料板的模态密度理论计算公式;同时,基于点导纳法对正交各向异性C/SiC复合材料板开展了模态密度试验测试研究,并分析了附加质量对试验测试结果的影响.结果表明,对于给定的正交各向异性C/SiC复合材料板,其模态密度理论计算结果是一个定值;附加质量在中高频段对于C/SiC复合材料板模态密度测试结果影响较大;理论计算值与经过附加质量修正后的试验测试结果在中高频段吻合较好;理论解析计算及试验测试方法在进行C/SiC复合材料板模态密度辨识时具有较高的精确度.     

钛板冷压成形开裂的影响因素及改进措施

针对钛板在冷压成形过程中压裂的问题,对钛板材料特性和改进前模具结构进行了试验、分析,认为压裂的根本原因是因材料塑性流动不足所致,并提出了改进模具结构和参数及冲压参数等解决问题的方法.     

TC1+1060+6061钛/铝爆炸复合板界面特征分析

采用爆炸焊接工艺对TC1钛板及6061铝板进行爆炸复合，在TC1钛板与6061铝板之间放置1060铝板作为过渡层。对制备的钛/铝复合板进行金相试验（OM试验）、扫描电镜试验（SEM试验）、能谱分析试验（EDS试验）、X射线衍射试验（XRD试验）等界面表征试验和显微硬度测试，探究钛/铝爆炸复合板结合界面的微观特征及硬度分布。研究表明：沿着爆炸复合方向，钛/铝爆炸复合板结合质量良好，钛/铝爆炸复合板结合界面以直线结合为主，在部分区域存在波形，部分波形界面附近存在“全岛”组织；结合界面出现元素扩散现象，具有扩散焊的特征，未出现金属间化合物；由于金属塑性变形的影响，结合界面的硬度值增高，产生变形强化的现象。通过分析钛/铝爆炸复合板结合界面的微观特征及形成的机理，钛/铝爆炸复合板结合界面具有压力焊、熔化焊、扩散焊的特征。     

正交各向异性板动力问题的边界元方法

根据几种正交各向异性板的近似基本解方法。特别是Tchebychev多项式逼近。由于近似基本解在边界上发散,必须将区域扩大。本文给出在m阶逼近时相对扩大量一个上限△_0=125/(64m~2-125)证明由区域扩大引起的误差为O(h 1/2)为了更好地逼近,每边上单元数在(2m)/3至m个之间为好。     

具损伤正交各向异性板的后屈曲分析

基于代数不变量理论,推导了具各向异性损伤的正交各向异性材料的Helmholtz自由能的表达式,同时应用不可逆热力学理论,建立了其损伤本构关系及损伤演化方程.根据Von Karman板理论,建立了具损伤正交各向异性板的非线性压曲方程.数值计算结果表明:由于损伤和损伤演化,板在恒载下的挠度不再保持恒定不变,而是随着时间的增加而不断增大;随着外载荷的增大、初始挠度的增大或者长宽比的减小,损伤对板的挠度的影响越来越明显.     

TA2合金水火矫正工艺

为了确定TA2合金筒形件的校形工艺问题,采用实验室试验的方法,对TA2合金板材进行水火矫正工艺试验,通过对校形后试板的变形量、各项性能及金相组织的分析,讨论了变形温度对变形及性能的影响,通过对TA2合金筒形试件进行工艺可行性验证,在不同加热温度下的试板性能全部能满足GB/T3621-94《钛及钛合金板》的要求,在变形后对试板的力学性能进行测试表明提高了抗拉强度,降低了屈服强度和延伸率,因而采用水火矫正的试验工艺不会降低板材力学性能,从而确定了TA2合金筒形件的水火矫正工艺。该试验结论对钛及其合金的水火矫正工艺具有一定的指导意义。     

弹性地基上正交各向异性板的低速冲击响应

为了研究弹性地基上钢筋混凝土板在冲击荷载作用下的应力及位移特征,文中以弹性地基与正交各向异性板的接触作用为分析模型,采用显式有限元方法建立了弹性地基与四边自由的正交各向异性板冲击作用的分析模型,计算了弹性地基和正交各向异性弹性板的应力场及位移场。数值模拟结果表明:四边自由的正交各向异性板在冲击荷载作用下其底部受拉,顶部受压,其应力分布特征与薄板弯曲的应力分布特征相近,板中最大应力对称出现在距板底中央的1/3处;地基沉降主要出现在与板接触的有限区域内,且发生在距地基表面的0. 0～1. 2 m深度范围内。本文的计算结果可为评估弹性地基及正交各向异性板在冲击荷载作用下的安全性提供计算依据。     

退火温度对纯钛TA1织构及各向异性的影响

通过X线衍射(XRD)和电子背散射衍射(EBSD)等分析技术,研究退火温度对冷轧态TA1钛板显微组织及织构的影响规律。研究结果表明:TA1钛板冷轧退火后,微观组织发生再结晶并形成典型的双峰分裂基面织构特征。在退火温度不大于700℃时,组织变化主要以回复与再结晶的形核生长为主,生成■和■类型再结晶织构组分,此时轧制织构组分逐渐消失;当退火温度达到800℃时,晶粒变化以合并长大为主,再结晶织构组分■的强度也继续增强。同时,织构组分对板材的各向异性有着直接影响,由于棱锥型织构■再结晶织构组分特征的作用,可开动的滑移系统分别为易激活的柱面a滑移和较难开动的基面a滑移或棱锥面c+a滑移,从而导致板面内TD方向的拉伸强度比RD方向的拉伸强度大,而45°方向强度最低,从而产生较大的板面各向异性。     

退火纯钛板压缩力学性能的各向异性

沿退火纯钛板材轧向(RD 0°)、横向(RD 90°)以及轧制平面内与轧向成45°(RD 45°)等3个方向取圆柱形试样,采用Instron电子拉伸机和分离式Hopkinson压杆,进行准静态和动态压缩实验,获得不同应变率下的应力-应变曲线,计算3个方向的应变率强化效应.研究结果表明:退火纯钛板准静态和动态压缩力学性能均表现出明显的各向异性,其中RD 90°方向屈服强度最大,RD 45°方向次之,RD0°方向屈服强度最小;在较小的应变程度下流变应力也具有同样的规律.不同方向上的应变率强化效应也存在显著差异:RD0°方向最强,RD 45°方向次之,RD 90°方向最弱;基于纯钛{0001}〈11(2)0〉基面和{10(1)0} <1(2)10〉棱柱面滑移微观塑性变形机制,结合晶体塑性变形理论,考虑多晶板材晶体取向分布,定性解释了退火纯钛板压缩力学性能各向异性.     

边端受力矩作用简支矩形正交各向异性板的力学分析

在此文中,边端受力矩作用,四边简支的矩形正交各向异性板的弯曲问题获得了解决。在分析过程中,作者应用了级数去表示板的挠度。为使推演工作方便起见,首先研究了这块板只在一个边上受到分布力矩的作用的情形。由于板的弹性性质不同的组合,分析了三种情况,即当其中D_1及D_2为板的弹性主方向的抗挠刚度而D_3乃与抗扭刚度有关。对于板四边受分布力矩的一般情况可适当地利用叠加原理而得到。在所有情形中文中列出了板中点的挠度,四边的转角及板的中点在弹性主方向的弯矩等计算式。