用刚—粘塑性有限元法研究立轧时金属非稳态流动问题

本文根据简化三维单元,建立了分析立轧非稳态过程的刚—粘塑性有限元列式,提出了产生初始速度场的新方法,成功地分析了铅块立轧非稳态过程,得到的结果与实验吻合较好。     

纯铝(L_2)高温本构方程的研究

有限元数值模拟技术应用于金属材料的加工过程，给深入研究金属成形过程提供了有力的理论工具，但其精确程度与材料本构方程的精确描述有极大的关系．材料的本构方程是描述材料成形信息的数学模型，它反映了材料的流动应力与变形程度、变形速率、变形温度的关系．因此，通过实验获取材料的本构方程是有限元数值模拟首要解决的问题．本文针对刚粘塑性材料提出了本构方程的数学模型，并在实验的基础上给出了纯铝（Ｌ２）材料的本构方程的具体形式     

凹形坯料镦粗过程的数值模拟及工艺参数优化

在凹形坯料镦粗过程中，当侧表面母线形状选取不当时，在侧表面存在同拉应力，在心部存在切向与径向拉应力，把刚粘塑性有限元法与改进的约束变尺度法相结合，以侧表面母线形状，压下量，初始高径比等为设计变量，对凹形坯料镦粗工艺进行了优化，优化结果表明：改进的约束变尺度法有较好的稳定性和计算效率，是一和中很有前途的优化方法。     

刚粘塑性圆轴扭转和拉伸的组合变形

分析了不可压缩刚粘塑性圆轴扭转和拉伸的组合变形.作为特例,讨论了圆轴只承受拉伸和只承受扭转时的情况.     

胶凝原油管道启动压力计算方法

基于启动波速理论提出一种新的胶凝原油管道启动模型。该模型用于模拟胶凝原油管道初始启动过程中的压力和流量变化,最终给出管道的启动压力及启动时间。结果表明:随着启动波前锋的推进,管道入口流量逐渐减小,管道沿线的压力逐渐增长,但由于启动波前锋上游管段内凝油结构的裂解,管道沿线的压力梯度逐渐趋于平缓。管道内径越大,启动压力越小,启动时间越短;管道壁厚越大,启动压力越大,启动时间越短。受管道弹性及凝油可压缩性的影响,胶凝原油管道的启动压力远小于4(τ_y0+τ_y1)L/D。     

基于粘塑理论的岩石流变本构模型研究

基于热力学框架下的Perzyna粘塑理论,推导了适用于岩石的流变粘弹塑性本构模型,结合砂岩的三轴蠕变试验数据,对推导的本构模型的合理性与正确性进行了验证.结果表明:基于粘塑理论的流变本构模型可以较好地反映岩石的流变力学特性,对室内试验结果拟合得到的相关力学参数可以作为现场岩体流变力学特性评价的参考依据.     

车轴钢高温黏塑性本构模型及流变行为分析

高温黏塑性本构模型是连铸坯近凝固终点压下工艺数值模拟的基础,但该条件下的应力应变数据极为缺乏,严重限制了连铸新工艺的开发.利用热模拟实验对比研究了车轴钢在近凝固终点压下和常规热变形工艺下的流变行为.结合动态回复和动态再结晶理论构建了近凝固终点压下工艺下的本构模型.结果表明:在近凝固终点压下工艺下,类铸态组织奥氏体晶粒粗大,流变应力明显低于常规热变形工艺下的流变应力;同一变形量下,动态再结晶体积分数较大.本文构建的本构模型对不同变形条件下的应力预测值与实验值吻合较好,平均相对误差约为2.62%.     

热挤压变形力的粘塑性模式解

本文采用粘塑性流动模型描述了材料的热挤压变形行为,从球坐标粘性流体运动微分方程组的最一般形式出发,确定了轴对称挤压变形区内的静水压力和各应力分量的一般方程,然后导出了圆棒热挤压力的计算公式。     

SnAgCu焊料的粘塑性及空洞损伤行为分析

开发新的基于数字散斑相关方法(DSCM)的摄像机控制拉伸实验方法,在温度25-150°C和应变率10-5-10-3s-1范围内进行一系列的恒应变率拉伸实验,得到真应力-真应变关系和空洞演化规律.以此研究95.5Sn4.0Ag0.5Cu无铅焊料在不同加载条件下的粘塑性-损伤行为,揭示空洞成核和生长变形机理的存在和影响,为材料参数的获得和粘塑性-损伤本构模型的建立奠定实验基础.     

基于敏度分析的考虑动态再结晶的黏塑性本构模型的全局可识别分析

提出了一套能够考虑约束影响的大型复杂模型的全局参数可识别分析方法. 该方法基于全局敏度矩阵、全局Fiseher信息矩阵及全局归一化Fisher信息矩阵,可识别性指标包括敏度指数、共线性指数及特征值指标. 通过统计方法将局部指标集合成全局指标;约束通过罚函数方法引入,罚系数通过基于全局竞争排序的方法确定;应用提出的方法对考虑动态再结晶的黏塑性本构模型进行全局可识别分析. 分析结果表明,由于参数之间存在较强相关性,模型中的部分参数很难识别.