应变速率敏感性指数的理论和测量规范

应变速率敏感性指数m是判定材料超塑性的重要力学指标, 用拉伸实验测量 m 值的力学研究已有很多, 对超塑性的进展也有很大贡献. 首先从回顾已有拉伸实验测量 m值的公式, 并且把它们归类为定长度 m 值的m_l, 恒速度 m值的m_v和定载荷 m 值的m_P三种典型变形路径下的应变速率敏感性指数. 进而基于拉伸变形的本构方程和塑性力学的基本原理, 建立了广义m值的约束方程. 结合三种典型变形路径规范了m值的力学定义, 并由本构方程定义的广义m值公式统一推导出m_l, m_v和m_P的测量公式. 提出结合典型变形路径用数值模拟测量 m值的精确方法. 测量结果表明, m值不仅不是常数, 而且其变化规律与所处的变形路径有密切关系, 用相同的测量公式测量不同变形路径下的 m 值, 测得的结果相差悬殊, 在同一变形路径下用不同的测量公式测得的结果也各异. 对于 m 值的测量必须指明所处的变形路径, 并且要用对应的测量公式才能测得正确结果. 此外, 还从理论和实验两方面都解答了为什么恒速变形路径下的 m_v值往往是负值, 而定载荷变形路径下测得的m_P值往往会大于1. 对m值的深入分析和精确测量的探讨, 旨在为超塑性宏观变形的力学规律与微观物理机理的衔接的研究提供条件.     

辊弯成形过程仿真与参数优化

采用动力显式弹塑性有限元方法对U型钢辊弯成形过程进行仿真,分析了成形过程中应力、应变的分布演化特性,获得了弯曲角增量、机架间距对辊弯成形过程的影响规律,计算结果与实验结果有较好的一致性。基于数值模拟,对辊弯成型轧辊辊径进行优化设计。通过正交模拟实验获取计算结果样本,进而建立轧辊辊径设计目标函数的响应面模型,最终获得辊径优化设计结果,优化后辊弯成形板带截面上的纵向应变差显著降低,改善了成形性能。     

半刚性连接钢框架的塑性铰法分析

在众多的钢框架连接模型中,基于较适合结构分析的3参数力学模型,模拟了半刚性连接梁柱节点的弯矩—转角性能.从有限变形理论和虚功原理出发,详细地推导了半刚接梁单元在集中荷载作用下固端弯矩的计算公式与总刚度方程.在此基础上,考虑了半刚接钢框架的几何非线性和连接柔性的影响,利用杆件有限元方法进行实例验证,对刚接框架与半刚接框架的内力进行对比分析,结果表明计算方法可靠,对工程设计具有一定的参考价值.     

框架结构的延性抗震设计

钢筋混凝土框架结构具有良好抗震性能,结构抗震的本质就是延性,提高延性可增加结构抗震潜力,增强结构抗倒塌能力。结构主要靠延性来抵抗较大地震作用下非弹性变形。本文分析了结构延性在抗震设计中的重要性及其作用,影响结构延性的主要因素以及结构延性的抗震设计。     

模壁润滑对铁基粉末制品力学性能的影响

以成分为Fe-12Cr-2.5W-0.4Ti-0.25(Y2O3)雾化粉末为原料,分别使用聚乙二醇为模壁润滑剂,硬脂酸为粉末润滑剂进行压制。对比了模壁润滑与粉末润滑对模压制品的力学性能影响。研究铁基高温合金粉末模压成形致密化过程中的影响因素和作用机理。研究结果表明:粉末润滑有助于在低压条件下颗粒的重排和致密化,但是其本身占据了压坯的体积从而限制了致密度的进一步提高;采用模壁润滑避免了粉末中混入有机物,使得制备高致密材料成为可能;粉末的退火软化有助于压制成形,并提高合金的致密度;在较高压力下,使用模壁润滑的样品颗粒之间结合更为紧密,孔隙明显减少,这是导致其力学性能提高的主要原因。     

氯丁橡胶/丁基橡胶的成形工艺研究

选用CR1211和IIR1751为生胶原料,以氧化锌/氧化镁和硫磺为硫化体系,二氧化硅和白炭黑为补强剂,经混炼、硫化等加工过程,研究了CR1211和IIR1715并用橡胶的成形工艺。结果表明,当IIR投料顺序在先时,混炼较容易,硫化胶的力学性能优异,稳定性好,当CR1211和IIR1715投料比为1∶1时,硫化橡胶强度和热性能都较好。同时还发现,硫化橡胶强度随硫化温度升高而下降,合适的硫化条件为160℃,10.5 min。     

管道钢裂纹扩展阻力曲线测试研究

采用多试样法测试X65和X80两种管材的R曲线、启裂韧性及撕裂模量,对比分析R曲线参量的塑性铰模型法和η因子法。结果表明:塑性铰模型法和基于载荷-裂纹嘴位移曲线的η因子法的测试结果比较接近,基于载荷-加载线位移曲线的η因子法与前两种方法的差别较大;对于中等强度的X65管材,塑性铰模型法、基于载荷-裂纹嘴位移曲线和载荷-加载线位移曲线的η因子法得到的R曲线较为一致,而对高强度的X80管材,这3种方法得到的R曲线偏差较大,特别是δ-R曲线的分散性较高;基于R曲线的撕裂模量趋于稳定,展现了裂纹的稳态扩展特性。     

金属材料的超塑性

超塑性金属材料是材料科学发展的一个主要分支。本文从超塑性的基本概念、力学分析以及在工业上的应用作了分析和介绍。     

形状记忆合金及超塑性合金

阐述了形状记忆合金的记忆机理，超塑性合金的变形机理，介绍了这两种新型材料的机电、能源、航空航天等领域中的应用。     

激光技术在机械制造中的应用与新进展

本根据激光技术加工特点，综述国内外激光技术在机械零件材料的切割，打孔，焊接、表面处理等方面的应用及其在快速成形制造中的新发展。