检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2018年第10期54卷 68-77页

作者：尹涛蔡力勋陈辉姚迪西南交通大学力学与工程学院西南交通大学应用力学与结构安全四川省重点实验室

通过现行试验标准难以获取小尺寸的薄片、零部件、薄壁管、焊缝区材料的低周疲劳性能。提出一种基于漏斗薄片毫小试样的应变疲劳试验方法:结合应变能分离函数假设,给出毫小薄片试样获取材料循环应力应变关系的预测模型;借助循环应力应... 详细信息

通过现行试验标准难以获取小尺寸的薄片、零部件、薄壁管、焊缝区材料的低周疲劳性能。提出一种基于漏斗薄片毫小试样的应变疲劳试验方法:结合应变能分离函数假设,给出毫小薄片试样获取材料循环应力应变关系的预测模型;借助循环应力应变关系,采用有限元得到毫小薄片试样跨漏斗名义应变幅与漏斗根部真实应变幅之间以及平均应力幅与漏斗根部真实应力幅之间的转换方程,从而给出了基于漏斗薄片小试样的材料代表性体积单元(Representative-volume-element,RVE)疲劳寿命曲线并给出Manson-Coffin寿命模型参数。针对不同材料的有限元验证表明,基于应变能分离函数的材料循环应力应变关系预测模型对不同几何尺寸自相似试样和不同幂律材料均具有良好普适性。完成了316L不锈钢等直圆棒试样和厚度为0.7 mm毫小薄片试样的应变对称变幅低循环试验和多级等幅低循环试验,结果表明,通过新方法预测的薄片材料循环应力应变关系和等直圆棒试样试验结果一致,通过毫小薄片试样获得的疲劳寿命曲线与等直圆棒试样试验结果亦吻合良好。

关键词：毫小薄片试样应变疲劳试验应变能分离函数循环应力应变关系预测模型应力幅应变幅转换方程疲劳寿命

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热处理工艺对50CrVA高强弹簧钢超高周疲劳损伤机制的影响

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材料研究学报 2016年第12期30卷 955-960页

作者：周蒙蛟王弘汪奔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

研究了50CrVA高强弹簧钢在不同热处理状态下（淬火＋中温回火和退火）的超高周疲劳破坏行为及其裂纹萌生机理。结果表明,50CrVA高强弹簧钢在107~109循环周次内发生疲劳破坏,两种热处理状态的S-N曲线下降形态不同,均未出现疲劳极限。热... 详细信息

研究了50CrVA高强弹簧钢在不同热处理状态下（淬火＋中温回火和退火）的超高周疲劳破坏行为及其裂纹萌生机理。结果表明,50CrVA高强弹簧钢在107~109循环周次内发生疲劳破坏,两种热处理状态的S-N曲线下降形态不同,均未出现疲劳极限。热处理工艺改变50CrVA的微观组织,从而影响超高周疲劳阶段（寿命〉107周次）的疲劳破坏损伤机制：经淬火＋中温回火处理材料破坏多起源于内部夹杂物,夹杂物周围存在的应力场与溶质原子发生弹性交互作用,吸引间隙原子向其周边扩散、富集,使间隙原子富集区材料性能下降,导致裂纹在内部夹杂物处萌生;退火热处理后材料微观组织对间隙原子向材料内部夹杂物扩散起到阻碍作用,所以超高周疲劳裂纹易于在材料表面萌生。

关键词：金属材料 50CrVA弹簧钢超高周疲劳热处理工艺 GBF 间隙原子扩散

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颗粒增强复合材料压缩行为的位错动力学模拟

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力学学报 2021年第6期53卷 1622-1633页

作者：丁一凡魏德安陆宋江刘金铃康国政张旭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

颗粒增强铜基复合材料因具有极高的强度和弹性模量,优异的导电、导热性能和抗磨损能力,被广泛应用于航天航空、汽车、电子工业等领域.第二相强化是其主要的强化方式,其通过合金中弥散的微粒阻碍位错运动,可有效提高金属材料的力学性能,... 详细信息

颗粒增强铜基复合材料因具有极高的强度和弹性模量,优异的导电、导热性能和抗磨损能力,被广泛应用于航天航空、汽车、电子工业等领域.第二相强化是其主要的强化方式,其通过合金中弥散的微粒阻碍位错运动,可有效提高金属材料的力学性能,提高其服役安全.针对该问题本文采用三维离散位错动力学(three-dimensional discrete dislocation dynamics,3D-DDD)方法,对微尺度颗粒增强铜基复合材料进行了微柱压缩模拟,分析了位错与第二相颗粒交互作用对材料力学响应的影响,揭示第二相颗粒强化的微观机理.本研究将第二相颗粒视为位错不可穿透的球形微粒,采用位错绕过机制模拟颗粒与位错的交互作用过程.通过调控滑移面相对于第二相颗粒中心的距离发现:屈服应力和应变硬化率均随距离的增大而减小.研究也发现Schmid因子越高的滑移系,屈服应力越低,后续应变硬化率越低.多位错与颗粒交互作用的模拟发现,同一滑移面中位错间的反应和不同滑移系中位错的交互作用可能是导致屈服应力和应变硬化率降低的关键.

关键词：离散位错动力学颗粒强化取向效应面心立方金属

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准静态条件下金属材料的临界断裂准则研究

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力学学报 2018年第5期50卷 1063-1080页

作者：于思淼蔡力勋姚迪包陈陈辉彭云强韩光照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

本文针对9种金属材料完成了具有不同约束程度的10类试样的延性断裂试验,获得了发生拉、压、扭和裂尖断裂等破坏形式构型试样的载荷-位移试验关系;基于圆棒漏斗试样拉伸试验所得直至破坏的载荷-位移曲线,采用有限元辅助试验(finite-eleme... 详细信息

本文针对9种金属材料完成了具有不同约束程度的10类试样的延性断裂试验,获得了发生拉、压、扭和裂尖断裂等破坏形式构型试样的载荷-位移试验关系;基于圆棒漏斗试样拉伸试验所得直至破坏的载荷-位移曲线,采用有限元辅助试验(finite-element-analysis aided testing, FAT)方法得到了9种材料直至破坏的全程等效应力-应变曲线,以此作为材料本构关系通过有限元分析获得了各类试样直至临界破坏的载荷-位移关系模拟.载荷-位移关系模拟结果与试验结果有较好的一致性,表明用于解决试样颈缩问题的FAT方法所获得的全程材料本构关系针对各向同性材料具有真实性和普适性.对应9种材料、10类试样的36个载荷-位移临界断裂点,通过有限元分析获得了对应的材料临界断裂应力、应变与临界应力三轴度,研究表明,第一主应力在延性变形过程中为主控断裂的主导参量;通过研究光滑、缺口、裂纹等构型试样的断裂状态,提出了-1至3范围的应力三轴度下由第一主应力主控的统一塑性临界断裂准则.

关键词：延性材料有限元辅助测试塑性变形临界断裂准则

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含双边轴向裂纹N18锆合金薄壁管的蠕变裂纹扩展行为研究

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核动力工程 2020年第5期41卷 53-59页

作者：李志浩包陈王博刘晓坤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

通过对含双边轴向裂纹管(DEAT)试样及其加载装置进行设计,基于能量等效和载荷分离原理获得了DEAT试样的能量率回路积分(C^*积分)表达式,从而建立了含轴向裂纹薄壁管的蠕变裂纹扩展速率测试方法。基于此方法,采用DEAT试样完成了N18锆合... 详细信息

通过对含双边轴向裂纹管(DEAT)试样及其加载装置进行设计,基于能量等效和载荷分离原理获得了DEAT试样的能量率回路积分(C^*积分)表达式,从而建立了含轴向裂纹薄壁管的蠕变裂纹扩展速率测试方法。基于此方法,采用DEAT试样完成了N18锆合金薄壁管在350℃不同载荷水平下的蠕变裂纹扩展试验。结果表明,蠕变载荷会显著影响N18锆合金的蠕变裂纹扩展速率;蠕变裂纹扩展可分为稳态扩展和快速扩展2个阶段;蠕变裂纹扩展速率(da/dt)与C^*积分存在良好的幂律关系,可用于预测N18锆合金管蠕变裂纹扩展行为。

关键词：含双边轴向裂纹管(DEAT) N18锆合金薄壁管蠕变裂纹扩展 C^*积分

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船舶横摇系统的多稳态动力学及其控制

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振动与冲击 2022年第18期41卷 192-196,204页

作者：赵文浩张文李高磊乐源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

考虑一类非线性船舶横摇动力学模型,采用数值方法求解其运动微分方程,通过分岔图、相轨线图和吸引域揭示了系统的多稳态动力学。利用间歇控制方法,实现系统在不同的稳态之间切换。进一步考虑间歇控制力的强度,研究约束控制力对控制效果... 详细信息

考虑一类非线性船舶横摇动力学模型,采用数值方法求解其运动微分方程,通过分岔图、相轨线图和吸引域揭示了系统的多稳态动力学。利用间歇控制方法,实现系统在不同的稳态之间切换。进一步考虑间歇控制力的强度,研究约束控制力对控制效果的影响。含约束的间歇控制方法,在限制了最大控制信号的情况下,先将当前系统的轨迹控制到一个暂态的轨迹上,再通过间歇控制进行不断的调整,使其最终稳定到期望周期解的轨迹上。数值研究结果表明,含约束的间歇性控制方法的整个控制过程相对平缓,同时又可以控制单次输入信号的强度大小,更适用于实际的多稳态动力系统。

关键词：船舶横摇系统多稳态动力学吸引域间歇控制方法

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一类碰撞振动系统在内伊马克沙克-音叉分岔点附近的局部两参数动力学

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力学学报 2016年第1期48卷 163-172页

作者：乐源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

考虑一类具有对称性的三自由度碰撞振动系统.系统的庞加莱映射在一定条件下存在对称不动点,对应于系统的对称周期运动.根据对称性导出庞加莱映射P是另外一个隐式虚拟映射Q的二次迭代.推导了庞加莱映射对称不动点的解析表达式.根据映射... 详细信息

考虑一类具有对称性的三自由度碰撞振动系统.系统的庞加莱映射在一定条件下存在对称不动点,对应于系统的对称周期运动.根据对称性导出庞加莱映射P是另外一个隐式虚拟映射Q的二次迭代.推导了庞加莱映射对称不动点的解析表达式.根据映射不动点的稳定性及分岔理论,映射P的对称不动点发生内伊马克沙克-音叉(Neimark--Saker-pitchfork)分岔对应于映射Q发生内伊马克沙克-倍化(Neimark--Sakerflip)分岔.利用隐式虚拟映射Q,通过对范式作两参数开折分析,研究了映射P的对称不动点在内伊马克沙克-音叉分岔点附近的局部动力学行为.碰撞振动系统在这个余维二分岔点附近的局部动力学行为可能表现为投影后的庞加莱截面上的单一对称不动点、一对共轭不动点、单一对称拟周期吸引子以及一对共轭拟周期吸引子.数值模拟得到了内伊马克沙克-音叉分岔点附近的各种可能情况.内伊马克沙克-分岔和音叉分岔互相作用可能产生新的结果:对称不动点虽然首先分岔为两个共轭不动点,但是这两个共轭不动点是不稳定的,最终收敛到同一个对称拟周期吸引子.

关键词：碰撞振动系统对称不动点两参数开折内伊马克沙克-音叉分岔共轭拟周期吸引子

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求解Ⅰ型裂纹构元J积分的半解析方法

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力学学报 2018年第3期50卷 579-588页

作者：贺屹蔡力勋陈辉彭云强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

表征裂纹尖端应力应变场程度的J积分是一个定义明确、理论严密的弹塑性断裂力学基础参量.目前J积分的计算主要是依靠塑性因子法和有限元法,但对各类裂纹构元获得J积分以及载荷-位移关系的解析公式以实现材料断裂韧性理论预测和材料测试... 详细信息

表征裂纹尖端应力应变场程度的J积分是一个定义明确、理论严密的弹塑性断裂力学基础参量.目前J积分的计算主要是依靠塑性因子法和有限元法,但对各类裂纹构元获得J积分以及载荷-位移关系的解析公式以实现材料断裂韧性理论预测和材料测试是断裂力学的重要和困难的任务.以J积分为参量的材料断裂测试中应用最广的是Ⅰ型裂纹试样的断裂韧性测试.本文在平面应变条件下,针对断裂韧性测试中使用的6种Ⅰ型裂纹构元,基于能量等效假设,提出了J积分-载荷和载荷-位移的工程半解析统一表征方法,进而结合有限元分析的少量计算获得J积分-载荷和载荷-位移关系的半解析公式待定参数.分析表明,6种Ⅰ型裂纹构元的J积分-载荷和载荷-位移统一公式的预测结果与有限元结果吻合良好.新提出的J积分-载荷工程半解析公式包含了材料的弹性模量、应力强度系数和应变硬化指数,能够广泛适应不同的材料,且运用该公式能够方便获取任意载荷点对应的J积分值.应用新方法可便于获得各类Ⅰ型裂纹构元的J积分-载荷和载荷-位移工程半解析公式.

关键词： J积分塑性断裂半解析公式能量等效假设 I型裂纹

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基于材料全程本构关系对延性断裂韧性的数值模拟方法与应用

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工程力学 2016年第5期33卷 11-17页

作者：彭云强蔡力勋包陈姚迪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

利用ANSYS APDL编程语言,采用FAT(Finite-element-analysis Aided Testing)方法获取26NiCrMoV11-5汽轮机转子材料、A508-Ⅲ压力容器钢和304不锈钢材料全程单轴拉伸本构关系曲线。借助ABAQUS软件中GTN(Gurson-Tvergaard-Needleman)损伤模型,采用有限元逆向法对3种材料漏斗试样单轴拉伸试验过程进行数值仿真,标定相应的GTN模型参数,获得了较好的结果。在此基础上将3种材料GTN模型参数用以模拟紧凑拉伸(Compact Tension,CT)试样的准静态裂纹扩展,基于载荷分离法实现了对26NiCrMoV11-5、A508-Ⅲ和304不锈钢3种材料J阻力曲线的良好预测。

关键词： FAT方法全程本构关系 GTN模型有限元逆向法载荷分离法断裂韧性

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金属材料的强度与应力–应变关系的球压入测试方法

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力学学报 2019年第1期51卷 159-169页

作者：张志杰蔡力勋陈辉包陈刘晓坤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

压入法获取材料单轴应力–应变关系和抗拉强度对服役结构完整性评价有重要的基础意义.假定材料均匀连续、各向同性、应力应变关系符合Hollomon律,基于能量等效假定,即代表性体积单元(representative volume element, RVE)的von Mises等... 详细信息

压入法获取材料单轴应力–应变关系和抗拉强度对服役结构完整性评价有重要的基础意义.假定材料均匀连续、各向同性、应力应变关系符合Hollomon律,基于能量等效假定,即代表性体积单元(representative volume element, RVE)的von Mises等效和有效变形域内能量中值等效假定,本文提出了关联材料载荷、深度、球压头直径和Hollomon律的四参数半解析球压入(semi-analytical spherical indentation, SSI)模型.通过球压入载荷–深度试验关系获得材料的应力–应变关系和抗拉强度.考虑压入过程中的损伤效应,针对金属材料提出了用于球压入测试的材料弹性模量修正模型.对11种延性金属材料完成了球压入试验,采用本文提出的球压入试验方法测到的弹性模量、应力–应变关系和抗拉强度与单轴拉伸试验结果吻合良好.

关键词：应力–应变关系抗拉强度能量等效代表性体积单元 Hollomon律球压入试验半解析球压入

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