具有片层状结构珠光体团的有限元分析

实验表明具有片层状微结构珠光体钢是一种结构敏感材料,其细观结构尺寸--层间距对其疲劳寿命影响显著.作者从对具有不同片层间距的珠光体团的有限元分析结果出发,定性分析了层间距对其力学性能及疲劳寿命的影响机制.进而说明了定量建立材料微观结构与微观结构对宏观响应的影响之间的关系的必要性,以及在材料本构行为的描述中引入微观结构和微观机理影响的重要性.     

细片层珠光体团的塑性响应特性

细片层珠光体团是由铁素体片和渗碳体片交替叠合而成的复相材料。在小片层间距和各相材料均为弹塑性的假设下,采用有限元方法分析了垂直于片层方向上的材料响应特性及层厚的影响,并用非经典塑性理论推导了珠光体团的弹塑性本构方程。对不同加载方向上珠光体团的响应特性和循环蠕变特性进行了分析。可作为进一步研究珠光体材料的宏观响应特性、损伤和失效的基础     

O形密封环的弹塑性大变形和循环松弛分析

采用非经典大变形弹塑性理论和相应的结构分析有限元程序对压力容器法兰密封结构元件Ｏ形环的压扁及回弹进行了分析。进而对Ｏ形环元件的反复加卸载过程中压紧力的松驰进行了分析,结果与实验吻合得很好。分析还表明所采用的方法收敛速度快且便于工程应用。     

预蠕变—塑性的本构描述及其实验验证

基于热力学相容的本构模型并合理地定义广义时间标度，得到了描述蠕变，塑性及其交互作用的统一型本构方程。进而通过对蠕变、塑性及其交互作用过程中材料内部子结构及其变化的分析，将材料的强化分解为对应于累积非弹性变形的强化和由蠕变变形导致的附加强化。对对高温环境二维应力路径下３１６不锈钢的预蠕变－塑性变形过程进行了分析，取得了与Ｏｈａｓｈｉ等的实验数据相吻合的结果。     

镁合金AM50断裂力学参量的有限元计算和验证

利用MTS高级材料实验机在应变控制条件下获得了镁合金AM50的单向拉伸应力应变曲线和常规的机械性能参数；用紧凑拉伸试件测定了镁合金AM50的应力强度因子．基于虚拟裂纹闭合法和Griffith势能法，得到相应载荷下的能量释放率G和应力强度因子K，并将计算结果与实验值进行了比较，获得了与实验一致的结果，表明该方法可用于镁合金构件断裂力学参量的数值分析和计算．     

40CrA钢在非比例循环载荷下塑性的研究

采用ＭＴＳ材料试验机对正火状态的４０ＣｒＡ钢在二维循环复杂应变路径下的流动特性和强化进行了系统的实验研究。对于特定的循环应变路径，当应变幅值较小时，材料多表现为循环弱化；随着应变幅值的增加，循环弱化的现象逐渐消失，在某些路径下甚至表现为循环强化。当从一种比例路径下的循环稳定状态进入另一种比例路径下循环时，存在瞬时附加强化并随之产生缓慢的弱化。在非比例循环加载条件下，材料的强化与路径形状密切相关。不     

磁流变液铁磁颗粒的动力学分析

分析磁流变液铁磁颗粒的受力和运动特点对研究磁流变液微观机理至关重要。基于磁偶极子理论,比较全面地分析了磁流变液中的铁磁颗粒在外加磁场作用下所受到的力,并对这些力进行了比较。同时,研究了颗粒可能的运动方式。分析结果表明,磁力、载液的粘性阻力和颗粒间的排斥力是颗粒的主要受力,平动是颗粒的主要运动方式。并通过数值模拟手段,得到磁流变液在磁场作用下的链柱状微结构,从而证明该动力学分析的有效性。     

细片层状微结构珠光体材料损伤本构关系

基于非经典塑性理论和连续介质损伤力学,在已有的具有细片层状微观结构珠光体团的弹塑性本构方程的基础上,采用Gurson模型考虑铁素体相的孔洞型损伤,建立了基于有限大椭球体中含椭球形孔洞的细观损伤模型,得出了混合强化材料的损伤演化率,将其嵌入铁素体相的本构描述,得到了珠光体团的损伤本构模型.进而采用Hill自洽方法,得到了珠光体材料的宏观损伤本构描述,发展了相应的数值方法与程序.对典型珠光体双相材料BS11在复杂加载史下的响应特性进行了分析,并对BS11在典型轮轨接触摩擦应力状态下的响应特性与损伤进行了分析.文中工作对于揭示珠光体材料损伤宏观响应特性的微结构机理,以及发展此类复相材料的损伤本构理论具有重要的意义,并具有重要的工程应用背景.     

塑性耗散功的强化描述及其应用

变形材料内部存在各种微缺陷及其残余微应力场,贮存于这些微应力场中的能量对后续塑性变形有着重要的影响.注意到在非比例循环过程中不同应变路径下的塑性耗散能量间存在明显的差别,提出了基于塑性耗散能量的非比例度及强化函数,将其嵌入所得到的非经典本构理论,得到了描述金属材料非比例循环塑性的一种非经典本构模型,发展相应的算法和程序,对奥氏体304不锈钢的非比例循环塑性进行了分析,得到了与实验较为一致的结果.     

积分型内时本构方程的增量形式及其应用

从积分型内时本构方程导出了增量公式,它有效地减小了从微分型内时本构方程直接得到的增量公式所带来的误差。由此发展了弹塑性矩阵及切线刚度有限元法。对自增强厚壁圆筒内壁残余应力的分析以及对含对称缺口平板受自身平面内轴向循环变形时应力应变场的分析,表明所发展的方法具有精度高,收敛性好且便于工程应用等优点。