检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2017年第2期53卷 34-44页

作者：包陈蔡力勋但晨何广伟西南交通大学力学与工程学院成都610031 西南交通大学应用力学与结构安全四川省重点实验室成都610031

应用单试样规则化法完成了压力容器用钢SA-508紧凑拉伸(Compact tension,CT)、三点弯曲(Single edge-notched bending,SEB)和小尺寸含内侧边裂纹C形拉伸(C-shaped inside edge-notched tension,CIET)三类试样的延性裂纹扩展行为试验,获得了J-Δa阻力曲线。结果表明,SA-508钢的J-Δa阻力曲线受试样构形和裂纹尺寸的影响较大,其根本原因在于试样裂纹尖端约束不同而引起延性断裂行为差异。引入J-Q-M三参数约束理论考察断裂试样的裂尖约束效应,采用权重平均法求解与距离无关的约束参数Q。弹塑性有限元分析结果表明,平面应变条件下的Q参数与载荷水平无关,但三维条件下的Q参数却仍受载荷水平的影响。基于J-Q-M三参数约束方法,建立三类试样满足J-Q-M控制的有效尺寸条件。进一步地,结合条件启裂韧度J0.2BL、J0.5BL试验结果和J-Q-M理论,获得了基于Q参数的约束修正J-Δa阻力曲线簇,可用于任意约束试样以及实际含裂纹结构的延性断裂行为预测。

关键词：延性断裂行为 CIET试样裂尖约束效应 J-Q-M理论规则化法

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CrMnFeCoNi高熵合金拉伸断裂的晶体塑性有限元模拟

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机械工程学报 2021年第22期57卷 43-51页

作者：王姝予宋世杰陆晓翀阚前华康国政张旭西南交通大学力学与工程学院成都610031 西南交通大学应用力学与结构安全四川省重点实验室成都610031

CrMnFeCoNi高熵合金的优异力学性能使其具有广阔的工程应用前景。材料力学行为的本构描述对其工程服役行为的安全评估至关重要,但是描述CrMnFeCoNi高熵合金拉伸断裂行为的本构模型少见报道。基于晶体塑性本构模型,利用Cohesive单元在多... 详细信息

CrMnFeCoNi高熵合金的优异力学性能使其具有广阔的工程应用前景。材料力学行为的本构描述对其工程服役行为的安全评估至关重要,但是描述CrMnFeCoNi高熵合金拉伸断裂行为的本构模型少见报道。基于晶体塑性本构模型,利用Cohesive单元在多晶代表性体积单元内部植入含损伤破坏机制的晶界,模拟了CrMnFeCoNi高熵合金在单轴拉伸下的晶间断裂过程。模拟结果与试验所得的应力-应变曲线吻合较好,且能准确描述断裂发生时的应力下降过程,说明采用晶体塑性本构模型与Cohesive本构模型可以有效描述材料的宏观响应行为和断裂失效行为。进一步分析表明:裂纹从应力集中处开始萌生;随着应变的持续增加,裂纹沿着晶界扩展,最终造成断裂;晶粒随机取向对裂纹萌生位置与扩展路径有显著影响,但对宏观拉伸应力-应变曲线几乎没有影响。

关键词： CrMnFeCoNi高熵合金晶体塑性有限元 Cohesive单元断裂行为取向效应

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相对吸湿度对尼龙类材料单轴棘轮行为的影响

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固体力学学报 2016年第2期37卷 145-151页

作者：陈佳康国政陈开卷卢福聪蒋晗应用力学与结构安全四川省重点实验室西南交通大学力学与工程学院成都610031

由于尼龙类材料易于吸收环境中的水分,进而在不同湿度条件下体现出不同的力学特性,因此,论文研究了以尼龙6为典型对象,通过两种相对吸湿度(RHs=0、1.0和2.12%)下的应力控制循环变形实验,研究了相对吸湿度对尼龙类材料的单轴棘轮行为的影... 详细信息

由于尼龙类材料易于吸收环境中的水分,进而在不同湿度条件下体现出不同的力学特性,因此,论文研究了以尼龙6为典型对象,通过两种相对吸湿度(RHs=0、1.0和2.12%)下的应力控制循环变形实验,研究了相对吸湿度对尼龙类材料的单轴棘轮行为的影响,讨论了不同相对吸湿度和不同峰值应力保持时间(即0、5和10s)下该类材料的棘轮变形特征.实验结果表明:尼龙类材料在非对称应力循环加载过程中产生了明显的棘轮行为,其棘轮变形包括可恢复的粘弹性和不可恢复的粘塑性变形两部分;棘轮应变随着峰值保持时间的增加而增加,体现出明显的时间相关性;相对吸湿度越高,棘轮效应越明显,不可恢复的粘塑性变形所占份额越大.

关键词：尼龙类材料棘轮行为单轴相对吸湿度时间相关

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仿生叠层原位铝基复合材料的弯曲性能与增韧机制

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中国有色金属学报 2023年第11期33卷 3582-3594页

作者：欧阳菲张良贤罗茜赵科刘金铃西南交通大学力学与航空航天学院成都611756 西南交通大学应用力学与结构安全四川省重点实验室成都611756

受贝壳的珍珠层结构启发,本文开展了铝基复合材料的构型设计,采用片状粉末冶金工艺制备了具有仿生叠层结构特征的原位Al-O结构增强铝基复合材料,研究了复合材料的弯曲性能及断裂特征,并讨论了叠层结构的特征尺寸对弯曲性能的影响。当仿... 详细信息

受贝壳的珍珠层结构启发,本文开展了铝基复合材料的构型设计,采用片状粉末冶金工艺制备了具有仿生叠层结构特征的原位Al-O结构增强铝基复合材料,研究了复合材料的弯曲性能及断裂特征,并讨论了叠层结构的特征尺寸对弯曲性能的影响。当仿生叠层原位铝基复合材料中的软相平均厚度为0.83μm时,弯曲强度可达402.6MPa,断裂韧性值为11.8MPa∙m^(1/2),实现了良好的强韧性匹配。通过对裂纹扩展路径的观察,揭示了仿生叠层结构在抑制裂纹扩展,促使裂纹偏转,以及形成分层裂纹等方面的作用。本文的研究结果为高强韧铝基复合材料的构型设计和性能优化提供了新思路。

关键词：仿生复合材料叠层复合材料铝弯曲性能增韧

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利用小尺寸缺口试样测定延性材料的单轴本构关系

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航空材料学报 2016年第1期36卷 81-86页

作者：尹涛蔡力勋陈辉包陈西南交通大学力学与工程学院应用力学与结构安全四川省重点实验室成都610031

提出了一种利用三点弯曲试样获取延性材料本构关系的测试方法:针对小尺寸缺口试样的三点弯曲线载荷-位移曲线,采用有限元辅助测试(Finite-element-analysis aided tests,FAT)方法,迭代获得材料代表性体积单元(Representative volume ele... 详细信息

提出了一种利用三点弯曲试样获取延性材料本构关系的测试方法:针对小尺寸缺口试样的三点弯曲线载荷-位移曲线,采用有限元辅助测试(Finite-element-analysis aided tests,FAT)方法,迭代获得材料代表性体积单元(Representative volume element,RVE)本构关系。研究表明,两种延性材料的有限元迭代反求结果和单轴拉伸试验结果吻合较好。应用该方法,可以采用小尺寸缺口试样来获取延性材料的本构关系。

关键词： FAT方法单轴本构关系小尺寸试样缺口试样三点弯曲

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纳米多晶NiTi形状记忆合金超弹性的晶粒取向依赖性相场研究

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固体力学学报 2021年第6期42卷 671-681页

作者：熊君媛徐波康国政西南交通大学力学与工程学院应用力学与结构安全四川省重点实验室成都610031

论文基于Ginzburg-Landau理论,建立了一个反映纳米多晶NiTi形状记忆合金取向依赖性的二维多晶相场模型,研究了晶粒取向对其超弹性性能的影响.结果表明,纳米多晶NiTi形状记忆合金的超弹性行为依赖于晶粒取向分布,即:多晶模型中在所研究... 详细信息

论文基于Ginzburg-Landau理论,建立了一个反映纳米多晶NiTi形状记忆合金取向依赖性的二维多晶相场模型,研究了晶粒取向对其超弹性性能的影响.结果表明,纳米多晶NiTi形状记忆合金的超弹性行为依赖于晶粒取向分布,即:多晶模型中在所研究的参数变化范围内,晶粒取向分布范围越广、晶粒间取向差越大(无明显织构),超弹性性能越差;而晶粒取向分布范围越窄、晶粒间取向差越小(织构越强),超弹性性能越好.该晶粒取向依赖性可解释为:由于晶粒取向的不同,马氏体相变过程中相邻晶粒间的变形不匹配程度不同,因此,多晶模型中在所研究的参数变化范围内,晶粒间取向差异越大,晶界处的变形失配越严重,由此而产生的局部内应力将阻碍其附近马氏体相变的扩展,进而导致纳米多晶NiTi形状记忆合金超弹性性能下降.

关键词： NiTi形状记忆合金纳米多晶超弹性晶粒取向相场模拟

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20vol%体积分数纳米Al_(2)O_(3)颗粒增强铝基复合材料的高温压缩性能

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复合材料学报 2023年第2期40卷 1118-1128页

作者：李玄赵科刘金铃西南交通大学力学与航空航天学院成都611756 西南交通大学应用力学与结构安全四川省重点实验室成都611756

为提高铝基材料的高温力学性能以满足其在573 K以上用于航空航天装备结构件的性能需求,采用高能球磨结合真空热压烧结工艺制备了体积分数高达20vol%的纳米Al_(2)O_(3)颗粒(146 nm)增强铝基复合材料,对其微观结构和高温压缩性能进行了研... 详细信息

为提高铝基材料的高温力学性能以满足其在573 K以上用于航空航天装备结构件的性能需求,采用高能球磨结合真空热压烧结工艺制备了体积分数高达20vol%的纳米Al_(2)O_(3)颗粒(146 nm)增强铝基复合材料,对其微观结构和高温压缩性能进行了研究。结果表明:纳米Al_(2)O_(3)颗粒均匀分散于超细晶铝基体中,且复合材料完全致密;该复合材料具有优异的高温压缩性能:应变速率为0.001/s时,473 K时压缩强度高达380 MPa,即使673 K时依然高达250 MPa,比其他传统铝基材料提高至少1倍;通过对其流变应力进行基于热激活的本构模型拟合可以发现,该复合材料具有高的应力指数(30)和表观激活能(204.02 kJ/mol)。这是由于高体积分数纳米颗粒能够有效钉扎晶界,并与铝基体形成热稳定的界面结合,显著提高复合材料的组织热稳定性,而且在变形过程中与晶界有效阻碍位错运动,显著提高复合材料的热变形门槛应力(在473~673 K时为190.6~328.4 MPa),其热变形过程可以由亚结构不变模型进行解释。

关键词：铝基复合材料纳米Al_(2)O_(3)颗粒高温压缩强度门槛应力亚结构不变

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基于微分求积有限元法的双层微板系统振动特性研究

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计算力学学报 2023年第6期40卷 893-901页

作者：张立民张波张旭段宇杭沈火明西南交通大学力学与航空航天学院应用力学与结构安全四川省重点实验室成都611756

基于修正的偶应力理论和两变量精化的剪切变形理论,建立了由Winkler-Pasternak连续弹性夹层连接的双层微板系统的自由振动模型,着重推导了系统异步振动的运动微分方程和势能泛函。融合Gauss-Lobatto求积准则和微分求积准则构造了具有C~... 详细信息

基于修正的偶应力理论和两变量精化的剪切变形理论,建立了由Winkler-Pasternak连续弹性夹层连接的双层微板系统的自由振动模型,着重推导了系统异步振动的运动微分方程和势能泛函。融合Gauss-Lobatto求积准则和微分求积准则构造了具有C~1连续性的微分求积有限元。通过与已有文献进行对比,验证了数值方法的有效性。详细讨论了各种因素对系统同步和异步振动特性的影响。结果表明,系统的自由振动特性对材料尺度参数、长宽比、长厚比以及边界条件呈现出依赖性;弹性夹层刚度仅对系统异步振动产生作用;随着模态阶次的增大,材料尺度参数和弹性夹层刚度对异步振动频率和模态的影响变得显著。

关键词：修正的偶应力理论两变量精化的剪切变形理论双层微板系统微分求积有限元振动特性

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有限平面应变Ⅱ型裂纹尖端幂律塑性应力场全解

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中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第4期54卷 146-157页

作者：王志强肖怀荣蔡力勋黄茂波西南交通大学力学与航空航天学院应用力学与结构安全四川省重点实验室成都610031

针对幂律材料、有限平面应变紧凑拉伸剪切(Compact Tension and Shear,CTS)试样,基于能量密度等效方法可得到CTS试样能量密度中值点的代表性体积单元(Representative Volume Element,RVE)的等效应力解析解,以该应力解作为特征应力因子,... 详细信息

针对幂律材料、有限平面应变紧凑拉伸剪切(Compact Tension and Shear,CTS)试样,基于能量密度等效方法可得到CTS试样能量密度中值点的代表性体积单元(Representative Volume Element,RVE)的等效应力解析解,以该应力解作为特征应力因子,采用表征CTS试样Ⅱ型裂纹尖端应力场的三角特殊函数,提出了描述有限平面应变幂律塑性Ⅱ型裂纹尖端应力场的半解析模型以及用于描述Ⅱ型裂纹尖端扇贝轮廓式等应力线的理论解.本文Ⅱ型裂纹裂尖场模型对平面应变CTS试样裂尖应力场的预测结果与有限元分析结果密切吻合,Ⅱ型裂纹裂尖幂律塑性应力场模型完善了弹塑性断裂力学,并对剪切型断裂安全评价有重要工程意义.

关键词：幂律塑性有限平面 Ⅱ型裂纹半解析模型应力场

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42CrMo钢的动态力学行为及高应变率效应的本构模型

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中国科学：技术科学 2021年第3期51卷 249-258页

作者：朱志武张光瀚卢也森西南交通大学力学与工程学院应用力学与结构安全四川省重点实验室成都610031 西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

为研究42CrMo钢的冲击动态力学性能及本构模型,进行了冲击动态压缩实验和金相观察.材料表现出强烈的应变率依赖性,同时还得到不同应变率下力学性能差异的主要原因在于冲击动态载荷下的绝热剪切行为.采用热激活理论,分别考虑热应力和非... 详细信息

为研究42CrMo钢的冲击动态力学性能及本构模型,进行了冲击动态压缩实验和金相观察.材料表现出强烈的应变率依赖性,同时还得到不同应变率下力学性能差异的主要原因在于冲击动态载荷下的绝热剪切行为.采用热激活理论,分别考虑热应力和非热应力来解释变形机理,得到了应变率效应的描述.基于此,本文提出含高应变率效应的动态本构模型,通过绝热剪切准则来确定失稳的起始点,并与模型进行耦合.该模型能很好地描述42CrMo钢的准静态和冲击动态力学行为,特别是应变硬化效应和应变率效应.

关键词： 42CrMo钢本构模型绝热剪切分离式霍普金森压杆热激活

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