温度和应变率对拉伸载荷下记忆合金本构关系的影响

用于高温Split Hopkinson Bar(SHB)试验的新型快速加热电炉，可在1min左右将试件加热至500度，最高可加热至1000度，且金属材料和非金属材料均可加热，在20－800度和0．00208－350s^-1范围内研究了温度和变率对拉伸载荷下铁基形状记忆合金本构关系的影响，结果表明，随着应变率提高，材料强度提高，延伸率降低，材料强度，延伸率及应变率敏感性随温度升高而降低。     

Fe-C合金动态拉伸力学性能温度和应变率效应分子动力学

爆炸冲击荷载作用下温度和应变率对钢材动态力学性能的影响一直备受关注。Fe-C合金体系是钢材的基本组成部分,本文以Fe-C合金为基本研究对象,采用分子动力学方法模拟九种温度和四种应变率条件下Fe-C合金的单轴动态拉伸过程。结果表明：在所研究的温度和应变率范围内,Fe-C合金弹性模量对于应变率变化不敏感,对于温度变化非常敏感,随着温度的升高,弹性模量明显减小;相同温度条件下,屈服强度和峰值应变随应变率的增大而增大;相同应变率条件下,屈服强度和峰值应变随温度的升高而减小;温度和应变率对屈服强度的影响不具有相关性。基于分子动力学模拟,建立的纳米尺度下Fe-C合金动态拉伸力学性能计算公式能反映温度和应变率效应的共同影响,为钢材在爆炸冲击作用下动态拉伸力学性能描述提供依据。     

高应变率下玄武岩纤维和芳纶纤维的拉伸断裂性能

利用分离式Hopkinson拉杆试验装置(split Hopkinson tension bar,SHTB),测试玄武岩纤维和芳纶纤维在高应变率下的拉伸断裂性质,试验表明玄武岩纤维和芳纶纤维都是应变率敏感性材料.通过扫描电子显微镜(scanning electronic microscope,SEM)观察得知,玄武岩纤维的断裂模式为脆性断裂,断裂横截面随着应变率的提高趋于规整;芳纶纤维的断裂模式为韧性断裂,随着应变率的提高,纤维产生明显的原纤化效应.     

碳纤维高应变率拉伸破坏形态的应变率效应性质

利用反射式间接拉伸Hopkinson杆实验装置，测试碳纤维在应变率1500-3000s^-1范围内的拉伸性质。实验结果表明，碳纤维在拉伸性质上是应变率不敏感材料，这与目前已有实验资料一致，但对碳纤维断裂端的断口形状观测表明，碳纤维破坏形态是与应变率相关的，随着应变率的增加，断口形态逐渐光滑。破坏形态的差异也导致了拉伸力学性质在不同应变率下的微弱差异。     

不同应变率下流纹岩动态轴拉试验研究

岩石的破坏很大程度上取决于其抗拉强度.单轴直接拉伸试验是研究岩石动态力学性能的有效手段.流纹岩作为一种广泛存在的具有天然节理的岩石,研究其动态力学特性具有重要的工程意义.为研究流纹岩在地震荷载应变率范围内的力学性质,利用MTS322试验机对流纹岩在不同应变率(10~(-6)s~(-1)~10~(-3)s~(-1))范围内进行了动态轴向拉伸试验.试验结果表明在10-6s~(-1)~10~(-3)s~(-1)应变率范围内,流纹岩的抗拉强度随应变率提高有增大趋势,经过拟合可认为其抗拉强度提高系数与应变率提高系数的对数呈线性关系;岩石的弹性模量也随着应变速率的增加而增加,但增加幅度略小于峰值抗拉强度的增加幅度;峰值拉伸应变随应变率增大有增长的趋势,分布在110~130με;不同应变率下流纹岩轴拉应力-应变全曲线的形状有很好的相似性.     

CFRP在不同应变率和温度下的力学性能试验研究

采用真空辅助树脂灌注成型工艺(VARI)制备了CFRP,利用MTS液压伺服高速机对CFRP试件在4种应变率(25,50,100和200s-1)和6种温度(-25,0,25,50,75和100℃)下进行测试.试验结果表明,在相同温度(室温25℃)下,除200s-1应变率下的韧性外,拉伸强度和韧性随着应变率的提高而明显增大.在相同应变率(25s-1)下,与室温相比,随着温度的升高或降低,CFRP的拉伸强度和韧性都将降低.试件破坏形态在不同应变率下并没有明显区别,但在不同温度下有所改变.最后,通过Weibull分析,研究了拉伸强度在不同条件下的变化规律.     

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)力学性能的应变率敏感性实验研究

对聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PBT)在应变率跨越 10 - 4- 10 1量级的范围内的拉伸力学性能作了实验研究 ,实验结果显示PBT是一种应变率敏感材料 ,其拉伸力学性能对应变率的敏感程度可分为高中低三个区域 ,并讨论了有关材料参数与应变率的关系 ,给出了相应的拟合曲线方程     

中高应变率下泡沫金属动态拉伸有限元模型研究

泡沫金属单轴动态拉伸加载时往往会发生边缘局部破坏的现象,导致有限元模型结果不能准确地反映动态拉伸力学性能,本文基于三维(three dimensional,3D)Voronoi立方体模型开展了泡沫金属单轴动态拉伸数值仿真实验,采用改变加载路径与边缘胞壁加厚倍数两种方法,有效地避免了高应变率动态拉伸条件下泡沫金属边缘破坏的现象发生,提出了适用于高应变率下泡沫金属动态拉伸力学性能测试的方法。     

高应变率下混凝土动态拉伸性能的实验研究

采用分离式Hopkinson压杆,利用圆柱体对径受压原理对直径为74 mm的混凝土试件进行了动态劈裂拉伸实验,得到了不同应变率下的混凝土动态劈裂抗拉强度。证实了混凝土动态拉伸性能的应变率敏感性,抗拉强度随着应变率的增加而增加;并发现了相应的临界应变率,大约是2s-1,当应变率超过它时,混凝土的抗拉强度会有一个较大比例的增加。同时对裂纹发生位置与扩展顺序及裂纹扩展速度进行了初步探讨。     

应变速率对8090Al-Li合金拉伸性能的影响

用动态拉伸的方法研究了应变速率对 80 90 Al— L i合金拉伸性能的影响 ,应变速率的范围为 10 - 3～ 10 3s- 1。结果表明 ,合金的强度和塑性随应变率的增加而增加。试样的 SEM和 TEM分析发现 :准静态下的断裂为沿晶断裂 ;随着应变率的增加 ,断裂从穿晶准解理断裂过渡到由显微空穴聚集而成的韧窝断裂。高应变率下80 90 Al- L i合金强度和塑性的提高与其变形机制和晶界无沉淀区 (PFZ)的变化有关     

LY12cz铝合金棒料的拉伸实验研究

通过对 LY1 2 cz铝合金棒料在三种应变率下 ( 0 .0 0 1 s-1,60 0 s-1,1 2 0 0 s-1)拉伸力学性能的测试 ,得到各个应变率下完整的应力应变曲线。试验结果表明 ,L Y1 2 cz铝合金板料和棒料的拉伸性能有着很大的区别。棒料和板料相比 ,其屈服应力σs基本不变 ;棒料的强度极限σb比板料的强度极有较大的提高 ;棒料的失稳应变 δb 随着应变率的增加而增大 ;棒料的强性模量较低 ,且棒料的拉伸性能对应变率不敏感 ,基本可看作是应变率无关材料     

不同应变速率下Mg?B4C纳米复合材料的力学性能表征

Magnesium has wide application in industry. The main purpose of this investigation was to improve the properties of magnesium by reinforcing it using B₄C nanoparticles. The reinforced nanocomposites were fabricated using a powder compaction technique for 0, 1.5vol%, 3vol%, 5vol%, and 10vol% of B₄C. Powder compaction was conducted using a split Hopkinson bar (SHB), drop hammer (DH), and Instron to reach different compaction loading rates. The compressive stress–strain curves of the samples were captured from quasi-static and dynamic tests carried out using an Instron and split Hopkinson pressure bar, respectively. Results revealed that, to achieve the highest improvement in ultimate strength, the contents of B₄C were 1.5vol%, 3vol%, and 3vol% for Instron, DH, and SHB, respectively. These results also indicated that the effect of compaction type on the quasi-static strength of the samples was not as significant, although its effect on the dynamic strength of the samples was remarkable. The improvement in ultimate strength obtained from the quasi-static stress–strain curves of the samples (compared to pure Mg) varied from 9.9% for DH to 24% for SHB. The dynamic strength of the samples was improved (with respect to pure Mg) by 73%, 116%, and 141% for the specimens compacted by Instron, DH, and SHB, respectively. The improvement in strength was believed to be due to strengthening mechanisms, friction, adiabatic heating, and shock waves.     

不同缺口尺寸试样在不同加载速率下缺口前的应力应变分布

用动态有限元法计算了两种不同缺口尺寸的16MnR钢试样(3V,3I),在-110℃和v=1～500mm/min时的不同加载速率下三点弯曲(3PB)时的试样缺口根部应力、应变及应变率的分布.研究结果表明,3PB加载时加载速率对缺口前应力、应变和应变率影响的总体规律与四点弯曲(4PB)加载时相同;3PB加载下直缺口试样(3I)的整体屈服载荷及缺口前的应力、应变和应变率值比V缺口试样(3V)大;3I与3V缺口前的峰值正应力σyymax之差随加载速率v和外加载荷P/Pgy的增加而增大,表明尖锐缺口试样(3I)的应力提高对加载速率和外加载荷更敏感.     

低温下钢材应变强化系数的测定

设计了在低温下不用引伸计测定钢材应变强化系数ｎ值的方法，在系列温度下测定了１６ＭｎＲ，４０ＣｒＮｉＭｏ和ＷＣＦ６２三种钢材的ｎ值，发现材料的ｎ值随试验温度的降低而下降，其部分原因是由于屈服强度的升高使材料的应变强化能力相对下降．实验结果还表明按幂强化关系来描述材料应变强化规律的Ｈｏｌｌｏｍｏｎ关系和Ｒａｍｂｅｒｇ－Ｏｓｇｏｏｄ关系，在工程意义上可认为是相同的．     

应变率对混凝土抗拉特性影响

在MTS伺服疲劳机上对混凝土进行动态受拉试验,分析试验结果,发现混凝土的抗拉强度与应变率的对数近似成线性关系;混凝土的弹性模量、吸能能力均随着应变率的增加而增加;泊松比不随应变率的变化而变化。在此基础上,推导出了混凝土的抗拉强度与应变率的近似关系,并与文献中的结果进行了比较。     

工业纯钛中低温拉伸行为的温度与应变速率敏感性

结合拉伸实验数据和断口形貌分析发现,中低温下工业纯钛的拉伸应力-应变曲线随着温度的升高和应变速率的降低不断降低,拉伸行为存在温度软化与应变速率强化现象,并且拉伸行为的温度敏感性强于应变速率敏感性.基于工业纯钛强度参量随着温度和应变速率的变化规律得到了定量的工业纯钛强度参量与温度和应变速率的关系式.为了定量地描述工业纯钛中低温拉伸应力-应变曲线的温度与应变速率敏感性,对Arrhenius方程、Johnson Cook (JC)方程和Modified Zerilli-Armstrong(MZA)方程在工业纯钛中低温拉伸行为的应用进行比较发现,Arrhenius方程的预测精度最高,MZA方程次之,而JC方程的预测精度最低.     

AISI 321奥氏体不锈钢的应变硬化行为、应变速率敏感性及热变形图

Hot compression tests were performed on AISI 321 austenitic stainless steel in the deformation temperature range of 800–1200°C and constant strain rates of 0.001, 0.01, 0.1, and 1 s?1. Hot flow curves were used to determine the strain hardening exponent and the strain rate sensitivity exponent, and to construct the processing maps. Variations of the strain hardening exponent with strain were used to predict the microstructural evolutions during the hot deformation. Four variations were distinguished reflecting the different microstructural changes. Based on the analysis of the strain hardening exponent versus strain curves, the microstructural evolutions were dynamic recovery, single and multiple peak dynamic recrystallization, and interactions between dynamic recrystallization and precipitation. The strain rate sensitivity variations at an applied strain of 0.8 and strain rate of 0.1 s?1 were compared with the microstructural evolutions. The results demonstrate the existence of a reliable correlation between the strain rate sensitivity values and evolved microstructures. Additionally, the power dissipation map at the applied strain of 0.8 was compared with the resultant microstructures at predetermined deformation conditions. The microstructural evolutions strongly correlated to the power dissipation ratio, and dynamic recrystallization occurred completely at lower power dissipation ratios.     

几种不锈钢的拉伸应变硬化行为

采用金相、X射线衍射(XRD)、拉伸试验和洛氏硬度检测等实验方法,研究4种不锈钢(410S、430、409L和304)的室温拉伸应变硬化行为,探讨其拉伸应变行为的特征与规律.结果表明:304不锈钢的加工硬化能力远高于410S、430、409L不锈钢.而且304冷轧(固溶)态的n值(0.57)高于304热轧(空冷)态n值...     

循环载荷下应变率对有机玻璃耗散能演化规律的影响

为研究有机玻璃(polymethyl methacrylate,PMMA)耗散能随预应变增加的演化规律及其与应变率的关系,进行了不同应变率下的循环加卸载压缩试验,分析了相应的应力应变曲线;讨论了不同应变率下每次循环耗散能密度的变化规律,提出了一个幂指数模型,并在这些耗散能密度的基础上拟合该模型的参数,研究拟合参数的变化趋势及其影响因素。结果表明,预应变与黏性呈负相关,应变率与应变软化呈正相关。拟合曲线与试验数据吻合良好,该模型可以有效预测有机玻璃耗散能的变化趋势。     

不同环境下混凝土动态直接拉伸特性研究

在MTS810电液伺服万能试验机上对47个哑铃形混凝土试件进行了不同应变速率(10-5～10-0.3s-1)下的直接拉伸试验,系统研究了两种湿度、两种温度混凝土在不同加载速率下抗拉强度、初始弹性模量、泊松比、临界应变,以及吸能能力与应变速率之间的关系.试验结果表明,混凝土速率敏感性是由混凝土中自由水产生的粘滞性以及破裂形式的改变引起的;随着含水量的增加,混凝土的拟静态强度有降低的趋势,对应变速率的敏感性有所提高;在低温条件下混凝土的拟静态强度较室温条件下有所提高,对应变速率的敏感性却有所降低.