硬化稳定性的研究

一、序言金属在低的温度下范性形变总会引起硬化,硬化量是形变度的函数,当然,还与形变温度和形变速度有关系.形变金属的硬化是由于结构改变,也可能是杂质原子或合金元素重新分布的结果. 合金结构的改变不外乎晶粒和嵌镶块碎化,更多的结构上的缺陷(脱节,空穴,脱位原子,微裂缝)的产生。所有这些改变都会阻碍滑移,因此使得形变困难。在[Holl,1954]和[Greenwoob等,1954]工作中确定:对许多金属来说,金属的强度和硬度与成比例.(d—晶粒大小).[Bregg,1945]确定切应力与嵌镶块綫大小的关系:τ=Gd/2t(t—嵌镶块綫大小).脱节数目对硬化的影响在许多工作中都作了研究.[Laurient等1956]证实,决定临界应力与脱节密度ρ的关系式:τ=Glρ~(1/2)/6π(1-v)     

基于土拱效应的斜插桩板墙受力数值模拟分析

目的研究斜插式桩板墙在不同桩间净距土压力分布情况下受力性能.方法结合实际工程中斜插式桩板墙原型,利用有限元软件ABAQUS建立桩间距分别为250 mm、300 mm、350 mm、400 mm、450 mm五种斜插桩板墙有限元模型,分析对比了五种模型的桩后水平土压力、板后水平土压力、板后竖向土压力、板后摩擦土拱、桩结构受力、板结构受力等的变化规律.结果同一深度下,桩后土体Y轴方向应力随着桩间净距增大逐渐增大;受到模型桩间土拱、模型板间土拱、土摩擦角的综合影响,板后Y方向土体应力呈非线性分布,且影响程度随板厚土体深度变化;板X轴方向应力随桩间净距增大而增大;板两端X轴方向应力大于板中间X轴方向应力.结论随着桩间距增加,桩后土体Y轴方向应力、桩结构受力、板结构受力均逐渐增大.     

糖厂压榨机軸类疲劳裂紋及其超声波探伤

一、关于金属疲劳的概念及其特征长时间受交变载荷作用的轴会在远低于轴(材料)的强度极限的应力下,突然破坏,而没有显著的残余形变,这种现象称为轴的疲劳破坏。曾经有人从无数次的实验确定:当交变应力大于某一定数值时,则在应力交变的次数达到某一数目之后,在轴中就有裂纹出现,这种裂纹叫做疲劳裂纹。这种裂纹通常发生在轴表面上最大应力的地方及轴有缺陷的那些位置。裂纹在开始形成时很小,并非肉眼所能看见,     

不同侧限及荷载比例工况下泡沫金属冲击性能研究

泡沫金属在实际工程中往往承受复杂多轴加载工况,且受到突发性爆破等极端动荷载的影响,处于多轴动态复杂应力状态。目前,受实验条件限制,泡沫金属难以实现任意比例的真三轴动态实验。本文采用数值模拟方法,采用霍普金森杆和解析刚体,分别施加冲击荷载和侧限荷载,实现了泡沫金属真三轴动态实验,且实验过程中满足应力均匀性条件,同时,探究了不同侧限条件和侧向预压力比例对泡沫金属多轴冲击性能的影响。结果表明:沿着冲击方向施加2 MPa的预压力对应力幅值为200 MPa的梯形应力波双向冲击的泡沫金属冲击性能无明显影响;侧限约束的增强能提高泡沫金属抗冲击承载能力;当冲击变形模式主导胞孔结构变形时,泡沫金属三向预压力比例对其抗冲击能力无明显影响。     

一种[011]取向镍基单晶合金的蠕变断裂

研究了[011]取向的镍基单晶高温合金在750~980℃温度范围和200~680 MPa应力下的蠕变断裂特征。在扫描电镜上对各种实验状态下的蠕变断口和纵向剖面进行了详细观察。研究发现：在低温750℃和中温870℃不同初始蠕变应力条件下,枝晶间区亚晶界处不规则γ＇/γ界面是裂纹主要萌生场所,这些已萌生的裂纹在与外加应力轴垂直的(011)面上沿＜110＞和＜100＞两个方向扩展;980℃不同初始应力条件下,裂纹主要在合金中显微疏松孔洞处萌生,沿与外应力轴垂直的方向扩展。观察750℃和870℃不同应力状态蠕变试样的纵向剖面,对亚晶界区不规则γ＇相面积分数的测量和计算表明,用面积分数表征该合金[011]取向在中低温状态下的蠕变损伤程度是可行的。     

直流电阻对焊接口张开及纵向裂纹的形成机制

采用有限元方法对板料直流电阻对焊过程中的接口张开,接头表面纵向裂纹问题进行了研究,分析表明,焊接过程中金属的塑性充动导致界面质点力学状态发生动态变化,包括应力大小和拉压应力装态的变化变形过程中,界面质点在x轴方向所受的拉应力是接头内部生产层状撕裂的力学原因,在y轴方向和z轴方向所受拉应力是产生接口张开和形成飞边纵向裂纹的力学原因。     

超大类矩形断面复合顶管施工力学性能研究

依托上海轨道交通14号线静安寺站工程，介绍了超大类矩形断面钢-混凝土复合顶管的结构构造、加工制作与施工监测方案，重点分析应力监测数据并结合数模结果揭示了管节在顶进及后续施工中的受力性能，以此来研究大埋深软土地层中新型超大断面顶管的施工力学特性．结果表明：对于顶管中的任一管节，钢板与纵向肋板的应力在该管节顶进初期与全钢管顶推完成时出现较大波动，而中间段基本稳定在某一数值，且钢板轴向受力相比环向受力对管节纠偏更敏感；同一顶管不同管节在施工过程中的应力和位移分布一致：应力分布较为均匀，峰值应力位于顶推面拐角附近；变形趋势为竖向内凹、横向小幅外凸，峰值形变位于竖向跨中；管节峰值应力随顶管推进逐步增大，但均未超过弹性极限，峰值形变保持稳定；钢板的环向应力由水土压力控制，应力分布为上部受拉、左右受压，轴向应力由顶推力控制，其中竖直方向上的轴向应力也受管节竖向偏转和外壁环向荷载的影响；纵向肋板的轴向应力在水平方向上由顶推力控制，在竖直方向上由外壁环向荷载控制；后续施工过程中，顶管受力相对稳定．影响范围方面：注浆加固对钢板和纵向肋板的受力均有较大影响；管节环向焊接主要对钢板的环向与轴向受力有较大影响；...     

外应力作用下小角晶界的斜排位错运动研究

[目的]探讨纳米晶材料中小角度晶界位错在应力作用下的演化机理。[方法]通过分析位错受力,建立动力学方程,分析晶界斜排位错在受到外应力作用下的运动规律。[结果]晶界位错的3个部分结果不同,处在中心位错以上的位错(第1部分)在剪切应力不断增大的过程中,会经过滑移,波动,最后沿柏氏矢量方向滑移过程;中心位错(第2部分)会经过滑移,波动,再滑移过程;中心位错以下的位错(第3部分)会先逆柏氏矢量方向滑移,然后改变运动方向进行攀移,最后回到第5个位错的初始位置后沿柏氏矢量滑移。[结论]当晶界位错受到外应力作用时,晶界会马上瓦解,外应力是导致晶界瓦解的主要因素。对比水平位错的晶界,斜排位错组成的晶界瓦解不具有对称性,每个位错的运动规律都各有特点。     

离散化方法计算双弯曲金属波导的传输效率

动用傅立叶光学理论建立高斯光束的离散化模型，并用这个模型计算了双弯曲金属波导的传输效率，结果表明：注入激光的偏振方向与波导长轴方向一至时的传输效率远高于与波导短轴方向一致时的传输效率，为双弯曲金属波导的应用提供了理论依据。     

铌单晶形变中的应力不对称性

对轴位向在极射投影三角形中部的高纯度铌单晶进行了拉、压以及拉—压交替形变试验,试验温度为77°K——室温。在～200°K以上滑移沿(■01)或最大分切应力面(mrss面)进行;在低温下则主要沿(0■1)面发生反常滑移。在室温试验中未见流变应力不对称性,但随着试验温度的下降,发现压缩形变的抗力比拉伸形变抗力增长得更快,在77°K下压缩流变应力比拉伸流变应力高约l5％。在现有的体心立方金属形变理论基础上,对此结果进行了分析讨论。     

MAEAM研究过渡金属V,Nb,Ta的声子谱

运用改进分析型嵌入原子法,沿Brillouin区中的6个对称方向[q00],[qqq],[qq0],[1qq],[1/21/2q]和[q11],计算了体心立方过渡金属V,Nb,Ta的声子谱。研究结果表明,沿3个方向[q00],[qqq]和[qq0],在频率较低(波长较大)的区域,声子谱曲线与实验符合的非常好,在高频率(波长较小)区域,计算结果有稍微的偏差。同时计算结果预测了[1qq],[1/21/2q]和[q11]3个方向的声子谱曲线。     

可燃冰沉积物宏细观力学特性真三轴试验离散元模拟

为了研究孔隙填充型可燃冰沉积物在复杂应力状态下的力学特性,采用三维离散元法对孔隙填充型可燃冰沉积物试样进行在不同平均应力、不同中主应力系数下的真三轴压缩模拟试验,研究平均应力和中主应力系数对宏、细观力学性质的影响以及细观力学机制的演化与宏观力学特性的联系。结果表明:平均应力的取值主要影响可燃冰沉积物的峰值强度;大、中、小主应力以及大、中、小主应变受到中主应力系数的取值影响较大,其变化趋势与颗粒接触的强接触组构主值表现出良好的相似性;在三向应力不等的情况下,可燃冰沉积物的破坏强度符合Lade-Duncan准则;随着中主应力系数逐渐增大,XY平面上的法向接触力更倾向于朝着中主应力方向发展。     

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.     

一种新型镍基单晶高温合金拉伸性能研究

研究了一种新型镍基单晶高温合金拉伸性能及断裂模式。采用[001]取向制备拉伸性能试样,以平行于单晶[001]取向作为应力轴方向,采用扫描电镜观察断口形貌。实验结果表明,随着拉伸温度升高,合金的抗拉和屈服强度逐渐升高,并分别在760℃和850℃达到峰值,之后随着温度升高迅速下降。塑性随温度的变化则相反,在760℃塑性指标达到最低值,随后断面收缩率急剧增加,而延伸率在850℃达到峰值后迅速下降。合金的拉伸断裂模式在980℃从准解理断裂转向塑韧性断裂。     

热处理对 PPTA 纤维的序态及机械性能的影响

PPTA 纤维通过张力热处理,纤维的模量得到了显著的提高,纤维的分子结构及超分子结构同时发生了变化。本文测定了热处理前后的 PPTA 纤维晶胞 c 轴的变化,证实 PPTA 纤维在热处理过程中,在超分子结构变化的同时,晶胞也发生了形变。在松弛热处理过程中,纤维的晶胞 c 轴随热处理温度的升高而缩短;而在张力热处理时,晶格 c轴随张力的增犬而伸长。同时,热处理前后纤维热收缩应力的变化与 c 轴变化相对应,纤维的热收缩应力也随着张力的增加而增大,随温度的上升而降低。从热收缩应力和晶胞 c 轴的形变可以计算得到晶格热收缩模量的变化。     

铺层参数对混杂复合材料偏轴拉伸性能影响

研究了铺层参数对纤维增强塑料排烟筒内衬偏轴拉伸性能的影响,从而为施工提供相应的数据支持。采用单向玻璃纤维布(U)/短切玻璃纤维毡(C)/乙烯基酯树脂制备层合板。设计7种不同的铺层结构:[U/U/C]、[U/U/C]2、[U/U/C]3、[U/U/C]4、[C/U/U/U/U/C]、[U/C/U/U/C/U]、[U/U/C/C/U/U],[U/U/C]为基本结构单元,[U/U/C]2、[U/U/C]3、[U/U/C]4分别为基本结构单元[U/U/C]的2叠加结构、3叠加结构和4叠加结构。采用手糊成型的方法制备板材,分别研究了基本结构单元的叠加数以及铺层顺序对7种铺层结构的偏轴拉伸性能的影响。结果表明:随着偏轴角度的增加,7种铺层结构强度逐渐下降,7种铺层结构在偏轴角度为15°时的强度相对于0°强度分别下降了49.58%、37.00%、25.98%、25.24%、40.33%、40.93%、38.80%,纤维增强塑料排烟筒内衬施工过程中造成的偏角应控制在15°以内。随着基本结构单元循环次数增加,[U/U/C]、[U/U/C]2、[U/U/C]3、[U/U/C]4四种铺层结构在0°方向的强度没有明显差异,在15°~90°偏角范围内,偏轴拉伸强度逐渐增加;[C/U/U/U/U/C]、[U/C/U/U/C/U]、[U/U/C/C/U/U]三种对称层合板在0°方向的强度比非对称[U/U/C]2提高了13.43%、25.73%和27.84%;适当增加纤维增强塑料排烟筒内衬基本结构单元数和采用对称铺层可提高偏轴强度。     

超声切变波与位错非线性相互作用的研究

本文报导了对金属单晶样品作用小的偏置应力时由于超声切变波与位错相互作用而产生的二次谐波和三次谐波的实验結果。实验中,频率为4.83 MHz的切变波沿高纯度铝单晶的<100>方向传播,而波的偏振方向沿<010>轴。当样品上的偏置外应力增加到3.2×10~6达因/厘米~2时,二次谐波振幅逐渐增加,并达到最大值,而三次谐波振幅不断减小。我们也测量了基波衰减随外应力的变化及二次谐波、三次谐波与基波振幅的关系,对二次谐波随外应力变化的温度效应也作了研究。理论上对实验现象作了解释。     

拉伸速度的改变对铝单晶范性形变的影响

1.引言 范性力学中一个重要问题就是:在应力与应变、形变速度、温度之间是否存在一个单值的力学状态函数。 华西列夫及其合作者研究了拉伸速度的改变对金属多晶体范性形变的影     

单轴拉应力下铝空位形成能和自扩散激活能的计算

运用第一原理平面波赝势和NEB(Nudged Elastic Band)过渡态搜索的方法计算应力作用下铝的自扩散激活能,并结合Flynn的原子迁移动力学理论,研究应力下铝自扩散的各向异性.研究结果表明:[100]方向的应力增大铝的空位形成能,在6％的应变下铝的空位形成能增大了18％.应力对铝自扩散激活能的影响在不同方向具有不同特征:随着应力的增大,铝的自扩散激活能在[011]方向上减小,在[101]方向上增大.应力对铝自扩散各向异性的影响在不同计算方法下有相同的趋势,但影响程度不同.在相同应力下,[011]和[101]2个方向自扩散激活能的差异在Flynn模型的计算结果中最大,考虑原子弛豫的Flynn模型的计算结果次之,第一性原理过渡态搜索的计算结果最小.     

基于数字全息的金属薄膜热形变测量

提出了一种利用数字全息来检测飞秒激光脉冲激发金属薄膜产生的表面热形变的方法.主要研究了2束飞秒脉冲激光在低于烧蚀阈值的条件下激发金属薄膜表面所产生的热形变.通过菲涅耳离轴数字全息,记录金属薄膜表面在激光脉冲激发前后的2幅全息图.通过数值再现得出2幅全息图的相位差分布,再由相位差分布确定金属薄膜表面产生的热形变.实验结果表明,低于烧蚀阈值的条件下,飞秒脉冲激光激发金属薄膜的表面形变主要由热效应引起,其分布可以通过热传导微分方程和热弹性理论来模拟计算,数值模拟结果与实验结果相一致.在脉冲激光与物质相互作用及利用所提方法探测光热物理参数方面可以提供理论与实验支持.