工艺参数对316L不锈钢选区激光熔化成型组织性能的影响

采用选区激光熔化(SLM)技术制备了316L不锈钢试样,通过金相观察、硬度试验和拉伸试验,研究了激光功率和扫描速度对试样组织性能的影响.结果表明:316L不锈钢SLM成型件抗拉强度、屈服强度、硬度优于普通成型316L不锈钢,但其塑性稍差;成型件孔隙缺陷的出现是影响其力学性能的关键;随着扫描速度的增加或激光功率的减小,成型件形成孔隙缺陷的几率增加,导致其力学性能呈下降趋势,当激光功率较低且扫描速度较大时,出现粉末未熔化现象,导致其力学性能急剧下降;激光功率为275 W,扫描速度为0.7 m/s时成型件显微组织最优,抗拉强度、屈服强度、断后伸长率及硬度值最佳.     

高温拉伸真应力-真应变计算分析软件开发

为从材料拉伸实验的位移-载荷图得到真应力-真应变曲线,开发只需输入拉伸机的位移、载荷、试样原始半径、伸长率、断面收缩率、标距等参数,即可得出材料高温拉伸状态下的真应力-真应变曲线的软件.结果表明,该软件能够准确得到材料高温拉伸状态的真应力-真应变曲线,克服实验条件为高温下引伸计不能添加的问题,建立部分金属材料的真应力-真应变曲线数据库.工程技术人员可以用该软件(TTCAS)分析材料在高温状态下的拉伸力学性能.     

边部冲裁对双相钢拉伸性能影响的实验研究

为研究边部冲裁对双相钢(DP590、DP780和DP980)拉伸性能的影响,采用冲裁和线切割2种方法制备实验试样.基于MTS793材料试验机,使用非接触式视频应变测量方法,在常温下完成静拉伸实验.通过材料的力学性能曲线,分析原始标距对拉伸性能的影响以及不同断面质量下拉伸试样的力学性能响应、颈缩过程与断口形貌.结果表明:原始标距减小,基本不影响屈服强度、抗拉强度和最大力非比例伸长率,而断裂总伸长率显著增大;冲裁试样与线切割试样在拉伸颈缩段存在较大差别,断裂总伸长率低于线切割试样,且随着冲裁间隙的增大而减小;DP590和DP780冲裁试样在非均匀颈缩和横向裂纹出现后,呈现折线状断口,而DP980冲裁试样则与线切割试样的剪切滑移型断口类似,颈缩时产生显著的剪切带.     

3D打印聚醚醚酮复合材料人工骨的成型参数优化

为了提高3D打印聚醚醚酮(PEEK)人工骨与人骨力学性能匹配度,同时改善PEEK材料生物活性,使用羟基磷灰石(HA)增强生物活性的PEEK丝材,对熔融沉积成型(FDM)PEEK/HA复合材料的成型参数进行了优化。设计了正交试验,对填充方向、打印速度、分层厚度和打印温度等重要因素对试样力学性能的影响规律进行了研究。采用三维全场应变测量分析系统对试样在力学试验中的应变场进行测量,采用微米X射线三维成像系统对试样内部缺陷进行分析,得到了各因素对试样力学性能的影响规律,获得了优化打印参数,并通过细胞黏附与增殖试验验证了PEEK/HA材料的生物相容性。试验结果表明：各因素对拉伸强度的影响程度由大到小依次为打印速度、填充方向、分层厚度、打印温度,最大拉伸强度为69.63 MPa;对弯曲强度的影响程度由大到小依次为填充方向、打印速度、分层厚度、打印温度,最大弯曲强度为99.5 MPa。优化参数打印的PEEK/HA试样的力学性能与人皮质骨相当,且具备了良好的生物活性。     

材料拉伸实验操作计算机仿真

针对Reger电子式拉伸试验机,以Flash mx2004为主要工具,开发出材料拉伸实验操作仿真系统。该系统由试验机构造与工作原理、开机与关机、夹具与试样安装、操作过程演示与练习、模拟实验五大模块构成。各模块的运行既可自动演示,也可以根据操作者的要求逐步进行。文中还对系统中主要模块的运行过程作了一定的介绍,通过该系统,学生可学习并掌握拉伸试验机的操作过程及实验结果的输出。同时,数据库中的力学性能曲线对材料研究也有一定的参考价值。     

纤维金属3维复合材料力学性能研究

研究不同排列方式的纤维金属3维复合材料在不同方向上的力学性能和失效模式,对复合材料试样进行拉伸试验、三点弯曲试验及静态压入试验.拉伸试验表明[0°/0°]排列的复合材料在纤维方向上具有最高的拉伸模量、屈服强度及拉伸强度,而在垂直于纤维方向上具有很低的力学性能.[0°/90°]排列的复合材料由于其仅一侧纤维受拉,其力学性能相对较弱,且变形模式表现为试样的弯曲变形.[0°/0°]和[0°/90°]两种方式排列的复合材料的拉伸剪切性能差别较小.弯曲试验表明[0°/0°]排列方式的复合材料在纤维方向上的抗弯能力最高.静态压入试验表明,[0°/0°]和[0°/90°]的复合板具有近似的抗压入破坏能力.试样破坏模式显示,纤维金属3维复合材料未出现界面失效等结构性破坏,具有优良的界面强度.      

基于破裂失效准则的变压边力理论及其工程应用

基于变压边力成形是提高铝合金、高强度钢板等难成形材料成形性能的有效方式之一,构建了圆杯件最优压边力理论模型.将冲压过程中的拉伸载荷表达为工艺参数和材料参数的方程,应用与拉伸载荷有关的破裂准则求解出压边力,从而得出随不同行程变化的最优压边力曲线.模型考虑了材料各向异性、不同冲压深度下板料在凹模圆角处的弯曲角,确保预测的准确性.最后,采用多点液压变压边力压机对得出的最优压边力曲线进行验证.结果表明,该最优压边力曲线可有效提高铝合金的冲压深度.     

X80钢弯曲的力学性能测试

针对钢管制管过程中钢材板卷反复弯曲展平对钢材强度的影响，对X80钢制成的试样进行了4点弯曲实验．在各弯曲试样得到不同的预应变后，又对其进行反向加载，记录不同预应变下各试样反向加载的弯矩随表面应变的变化曲线．实验结果表明，存在预应变后，试样的弯矩-应变曲线低于初次加载的弯矩-应变曲线，且试样的预应变越大，弯矩-应变曲线越低，即随预应变的增加，材料的屈服强度降低，且出现了包申格效应．通过进一步理论计算，得出了材料预弯到屈服后再反向加载时，不同预应变下的屈服弯矩值，且实验测试和理论计算的屈服弯矩值能较好地吻合．     

利用热模拟技术优化DH36船板钢轧制工艺

利用自行研制的大试样平面应变热力模拟试验机,对宝钢DH36船板钢的轧制工艺进行了热模拟与优化,测量了变形过程中材料的流变曲线,并对模拟后的试样进行了显微组织、圆棒拉伸、夏比冲击等分析.结果显示,大试样平面应变模拟技术不仅能满足常规热模拟系统分析的要求,而且模拟后的试样能进行力学性能分析.实验数据表明所模拟的船板钢具有优异的力学性能.     

细化钨合金力学性能研究与数值模拟

针对晶粒度分别为1～3μm,10～15μm,30～40μm的细化钨合金材料,采用单轴拉伸实验研究了3种材料在准静态条件下的力学性能,获得了3种材料在不同加载速率下的应力-应变曲线和静力学基本参数. 在实验的基础上,运用有限元计算软件ANSYS,建立了能够反映钨合金材料微观结构特征的计算模型,模拟了不同体积分数、不同颗粒形状、不同晶粒度钨合金材料在静态拉伸载荷作用下的力学性能,给出了钨合金材料的应力-应变曲线,分析了钨合金力学性能与钨合金各微观参量之间的关系.     

45号钢承载能力的原位三点弯曲试验研究

利用自行研制的原位三点弯曲测试装置,研究了45号钢V型缺口试件在不同支撑跨距下和弯曲压头与试件中心线偏移量下的承载能力.首先,从理论上分析了三点弯曲的载荷-挠度曲线与偏移量、跨距的关系.然后,通过仿真模拟的von Mises应力最小塑性区半径估算了裂纹的萌生方向.最后,通过12组V型缺口试件的原位三点弯曲试验,获得并分析了不同跨距和偏移量下的三点弯曲载荷-挠度曲线,以及实时采集了弯曲载荷作用下裂纹的扩展情况.通过原位观测的方式建立了宏观力学性能与微观力学性能的联系.从材料损伤机理的角度分析了材料在不同的三点弯曲试验参数下承载能力的差异.     

具有内部孔洞的3D打印PLA试样力学性能研究

结构内部的孔洞、夹杂等缺陷是引起构件破坏的重要原因,为研究材料内部孔洞对其力学性能的影响。本文利用3D打印设备,使用PLA(聚乳酸)材料,制备得到含有不同尺寸的球形和椭球形孔洞的试样,在MTS疲劳试验机上开展拉伸试验,研究了3D打印材料内部孔洞对构件力学性能的影响。结果表明,小尺寸孔洞能增加3D打印试样的拉伸强度和刚度。球形孔洞对构件在单轴拉伸时的断裂形式有显著的影响,随着孔洞体积的增加,构件的拉伸强度和拉伸强度应变呈逐渐减小的趋势;在体积分数相同时,球形孔洞的对构件力学性能的影响大于椭球形孔洞。     

弯曲挠度对材料拉伸性能测试的影响

阐述了在相同试验条件对不同弯曲挠度的试样进行拉伸试验,通过拉伸曲线及试验结果对比,找出了不同弯曲绕度及不同弯曲部位对拉伸性能的影响,并提出了对策。     

纱线与织物风格的综合评价系统与表征方法研究——弯曲模型及弯曲刚度的确定

分析了纱线与织物性能测量装置的弯曲行为，并依据试样弯曲变形形态和力值采用两种弯曲模型建模分别获得相应弯曲刚度的理论计算公式。通过比较弯曲变形阶段的弯曲力—位移特征曲线上各点确定特征曲线上求解弯曲刚度的最优曲率区间，同时通过两种弯曲模型的比较确定较优的弯曲理论模型，从而定量化表征试样的弯曲性能。     

卷取后冷却速度对高强度热轧带钢组织的影响

采用拉伸实验、电镜观察、能谱分析和硬度测试等方法,研究了700MPa级高强度钢热轧钢卷组织性能分布不均的特点,对造成其组织性能不均的原因进行了分析. 结果表明,钢卷纵向力学性能分布不均,分布规律为成卷后钢卷的中部>内部>外部,内部和外部相差不大. 沿钢卷纵向,中部试样和外部试样的金相组织、碳氮化物析出状态均存在着明显差异,这是造成钢卷力学性能不均的主要原因. 卷取后的冷却速度对金相组织、碳氮化物析出状态有着重要影响.     

复合材料层板动态力学性能和温度相关性的实验研究

在不同温度环境下,利用ＭＴＳ材料试验机,采用中等应变速率（１／ｓ）,对玻璃布－环氧层板实施了冲击拉伸实验,测试了该材料在不同温度、不同应变速率下的应力应变曲线,确定了杨氏模量、拉伸强度和泊松比等力学参数。实验结果表明,玻璃布－环氧层板具有明显的应变率、温度效应;在室温以上温度环境下,该层板具有动态韧性。还分析讨论了复合材料拉伸试样设计的一些主要问题,给出哑铃形试样结合粘贴加强片和销钉拉伸的复合材料拉伸试样设计方法。     

临界区退火处理对0．15C-1．5Mn-1．5Al冷轧TRIP钢相变和力学性能的影响

利用热膨胀仪、热处理实验、拉伸实验和X衍射实验研究了不同临界退火温度对0.15C-1.5Mn-1.5Al TRIP钢相变、残余奥氏体特征和力学性能的影响.结果表明:不同临界退火温度下的热膨胀曲线具有相同的变化过程,两相区奥氏体含量随临界退火温度的升高而上升,而其碳含量则下降;临界退火温度影响试样的残余奥氏体特征和力学性能,820℃退火处理时残余奥氏体的体积分数为14%,碳的质量分数为1.36%;力学性能也是820℃退火时最佳,强塑积可达25400 MPa.%,且变形过程中具有高的瞬时加工硬化指数(n值).     

玄武岩纤维/铝合金层合板的力学性能研究

通过单向拉伸、剪切以及三点弯曲实验研究了玄武岩纤维/铝合金层合板在不同加载方式下的准静态力学性能。利用空气动力枪对玄武岩纤维/铝合金层合板进行了子弹冲击加载实验。实验中得到了层合板材料不同的力学参数以及子弹冲击下典型的变形失效模式。实验结果表明:在单向拉伸载荷作用下层合板中纤维层将首先发生断裂破坏从而导致材料失效,45°拉伸剪切作用下由于纤维不承受拉伸载荷,其剪切强度较低而剪切应变较大,从而导致铝板发生面内弯曲变形。在12 mm子弹冲击载荷下玄武岩纤维/铝合金层合板具有较好的抗冲击性能,其弹道极限为97.9 m/s。     

湿热作用对聚氨酯材料力学性能影响的研究

利用SDH—401型高低温恒湿箱对聚氨酯弹性体进行了7 d的实验。选取Ⅱ型哑铃状标准件利用W-WDW-20型非金属材料万能试验机进行了大变形拉伸试验。研究了聚氨酯弹性体材料在不同的试验周期下拉伸力学行为,得到了未湿热老化和不同试验周期共八组材料的拉伸应力-应变关系曲线和聚氨酯弹性体材料各力学性能指标。由此分析了随着试验周期的不同湿热作用对聚氨酯弹性体力学性能影响及其老化率随湿热作用的变化规律。结果表明,湿热作用对材料的弹性模量,屈服强度,定伸应力与断裂伸长率等力学性能及其老化率有显著的影响,随着试验周期的增长材料的这些力学指标下降明显。     

泡沫铝夹心板静态三点弯曲变形行为及力学性能

采用焊接方法制备了泡沫铝夹心板,通过对制备出的泡沫铝夹心板进行三点弯曲实验,测量其整体的抗弯特性.应用数字图像相关方法计算了弯曲过程中试样表面的全场变形响应,结合对载荷-位移曲线的分析,讨论了2种不同孔结构夹心板的变形行为.结果表明:由于夹心材料结构上的不同,导致其破坏方式的不同;以闭孔泡沫铝为夹心的夹心板弯曲吸能比夹心为开孔泡沫铝的多,而开孔泡沫铝夹心板的弯曲刚度则更高些,这对泡沫铝夹心板的设计及工程应用具有实际指导意义.