塑性应变

摘要： 为评价T9A螺旋压缩弹簧的室温松弛特性,利用小吨位电子式万能材料试验机,对其在不同温度条件下进行高温压缩加速试验,研究弹簧的应力松弛行为。基于粘弹性体模型,揭示应力松弛过程中弹性应变向塑性应变的转化特性与塑性应变随松弛时间的变化规律。结果表明:螺旋压缩弹簧的应力松弛行为与标准的金属相似,均分为2个阶段;温度对第二阶段的松弛速率具有显著影响。基于应力松弛过程的热激活特性,建立T9A螺旋压缩弹簧的贮存寿命预测方程,并对弹簧的室温贮存寿命进行合理预测:在保持126 N的压缩载荷条件下,弹簧在25°C室温下,满足载荷损失率(ΔP/P)小于12%的贮存20 a的寿命要求。

摘要： 目的在跌落工况下验证笔记本纸浆模制品对产品的保护性,并进行改进设计。方法使用Creo对笔记本电脑及缓冲包装结构进行初步设计,根据实际的物理跌落试验工况建立跌落仿真模型,通过ABAQUS/Explicit进行仿真分析,得到产品跌落加速度曲线和产品应力应变云图。根据仿真结果进行缓冲包装设计改进,对改进后的方案再次进行仿真分析并进行试验验证。结果初步设计方案的正面跌落加速度达到160.1g,超过规定值120g,且键盘面板塑性应变达到4.95%,存在较大变形风险。纸浆模制品缓冲结构改进后,跌落时正面、侧面和底面的跌落加速度分别为118.5g、98.2g、101.2g,均处于规定值范围内。键盘面板塑性应变降低至0.14%,符合要求。此外,仿真数据与实测结果基本吻合,仿真过程能较好地反映包装制品与产品的跌落碰撞过程。结论通过有限元分析法进行跌落仿真分析,相较于传统的试验法,能快速、准确地找到包装方案的风险点,可为产品的缓冲包装结构改进设计奠定良好基础。

摘要： 以云南云县至临沧高速公路中某一隧道为例,探究软弱围岩隧道的适宜开挖方式,运用MIDAS GTS NX软件建立有限元模型,模拟接近实际条件的CD开挖法、环形开挖法和台阶开挖法对隧道稳定性的影响,将模型导入FLAC 3D 5.0中利用强度折减法计算不同开挖方法开挖后隧道的安全系数。结果表明,环形法开挖的隧道其拱顶沉降和拱腰横向位移最小,围岩应力最小,且产生塑性应变的位置与其他方法开挖不同;利用强度折减法计算得出环形法的安全系数最大。可见,开挖软弱围岩隧道时,环形法相比于其他的方法结果更加理想。

摘要： 针对GH536高温合金燃烧室帽罩翻边成形难度大、应力应变分布难以控制等问题,进行翻边成形仿真研究。根据凸模进给速度及摩擦因素的不同,建立3组翻边成形有限元模型,探究凸模进给速度及摩擦因素对GH536高温合金帽罩翻边成形应力及塑性应变分布的影响。结果显示,凸模进给速度过高,环形凸起与翻边异形孔连接区域产生较高的应力场均值,帽罩环形凸起区域在异形孔相接区域产生较大的扩孔变形,异形孔间塑性应变较高,变形程度较高,异形孔翻边成形不明显。接触摩擦系数的提高,使异形孔区域周边产生较高的切应力,导致异形孔前缘处于过高的应力状态,引发局部区域产生褶皱等变形;降低凸模进给速度及摩擦系数可以使应力及应变分布呈下降趋势,变形不均情况减少,翻边成形质量提高。

摘要： 为了探明残余应力对制动过程中制动盘热机耦合响应状态的影响,在考虑接触压力分布与非均匀热流密度的基础上,利用三维全尺寸制动盘有限元模型进行了不同制动工况组合下的温度位移耦合瞬态仿真分析。结果表明:制动盘从实施制动到散热结束的服役过程中,其热机耦合响应主要沿周向且呈现拉压交替特点;在实施紧急制动和坡道制动时,产生的残余应力会使制动盘周向应力的变化范围增加并呈现偏向于受拉的应力状态;制动盘面残余应力的峰值与温度峰值同步出现,其幅值与制动盘结构和温度的幅值、分布及变化速率有关;通过优化制动盘面温度分布状态可降低制动盘表面温差、减小制动盘面残余应力,提高制动盘服役寿命。研究成果可为制动盘热机耦合受力状态的改善提供参考和工程指导。

摘要： 通过对花岗岩进行不同围压损伤控制的三轴等幅循环荷载试验,采用核磁共振技术,对岩石损伤变形和细观结构特征进行了分析。结果表明:1)当围压从50 MPa增大到120 MPa时,试样累计塑性应变和应变损伤参数整体上呈增大趋势;2)随着循环次数增加,试样轴向累计塑性应变逐渐增大,径向和体积累计塑性应变呈阶段增长趋势,而塑性应变增量呈先急剧衰减后趋于稳定的阶段现象;3)在围压一定条件下,随着循环次数增加,试样轴向应变损伤参数减小,体积应变损伤参数增大,径向应变损伤参数先增大后减小;4)循环加卸载后,试样的T2谱曲线由三峰结构变为双峰结构,其细观结构主要表现出大孔隙数量增多、孔径增大以及整体孔隙度大幅升高的特征。

摘要： 基于GDS动三轴对青海海北地区重塑黄土进行不同条件下的循环加载试验,采用应力控制方式进行加载,研究不同循环动应力、不同加载频率对黄土累积塑性应变和刚度弱化特性的影响,并采用Idriss提出的弱化模型对试验进行拟合。试验结果表明:相同振次下,循环动应力、加载频率对累积塑性应变和刚度弱化指数均有影响,较大循环动应力和较低加载频率下试样累积塑性应变较大,且较大循环动应力和较低加载频率下弱化指数的衰减程度较大;弱化指数随着累积塑性应变的增大出现递减,较大循环动应力和较低加载频率下弱化指数的衰减速率相对缓慢;双对数坐标下的刚度弱化指数δ与加载振次N近似呈线性关系,Idriss提出的刚度弱化模型δ=N^(-d)能够较好地拟合试验曲线,相关系数R^(2)均大于0.9,拟合效果较好,弱化参数d随循环动应力的增大而增大,而随着加载频率的增大而减小。

摘要： 为探究自升式海洋钻井平台安装中新型的桩靴基础形式的结构影响,本文用CEL模拟方法对3种不同形式桩靴基础在贯入海底地基的过程进行模拟,结果表明:在桩靴基础的竖向贯入阻力上,贯入2倍桩靴直径深度时单筒型桩靴为传统型桩靴的1.89倍,新型多筒桩靴基础的承载力略高于传统型且更稳定。贯入过程中单筒型桩靴和新型多筒桩靴的下方筒型结构产生了更多土塞区域,从而形成大于传统型桩靴的土体位移竖向集中,有更优的工程理论表现。等效塑性应变云图表明3种桩靴基础在水平方向上的土体影响范围约为桩靴直径1.86倍,在竖直方向上新型多筒桩靴和单筒型桩靴较传统型桩靴挤压效应更明显;最大塑性应变处均在桩靴四周边缘,新型多筒桩靴和传统型桩靴有相似的挤压土体方向角度。

摘要： 提高换热器板束加工后的平直度已成为板束加工中需要迫切解决的问题。采用数值模拟方法,对板束矫直机理和矫直效果进行研究。首先,构建换热器板束有限元仿真模型,通过矫直实验验证有限元模型的正确性;然后,通过有限元矫直过程的模拟,分析板束在矫直过程中各路径上的应力、应变分布规律;最后,对影响矫直效果的上辊压下量和板束初始弧高进行影响因素分析。结果表明:利用有限元法可以准确模拟实验矫直过程,板束矫直中各路径应力、应变分布呈现高低起伏的波浪形状态,且上辊压下量对板束矫直效果影响较大,选用压下量为0.2mm时的板束矫直效果最好。

摘要： 以国内某圆筒形FPSO为研究对象,基于砰击试验包络载荷结合DNVGL规范获取载荷时历曲线,通过ABAQUS/Explicit显示积分求解动态有限元模型,计算结构非线性响应,校核结构安全性,并分析砰击载荷爬升时间对结构响应的影响.研究发现:砰击载荷作用下圆筒形FPSO结构塑性主应变满足规范衡准要求,且安全裕度大;砰击载荷爬升时间越短,材料应变率越高,塑性变形更加集中于某一局部区域,局部塑性变形变大,结构应力提高.文中的校核流程及计算结果为砰击载荷作用下FPSO安全评估和结构设计提供一定的指导.

摘要： 为定量研究砂岩中矿物颗粒在载荷作用下的塑性应变和应力,揭示岩石内部赤铁矿颗粒的变形行为,基于弹塑性力学理论和张量分析,采用X射线CT对砂岩三维结构进行扫描(空间分辨率为4.6 μm),分析岩石内部矿物颗粒的运移规律,并提出了岩石矿物颗粒变形梯度张量计算的方法研究其塑性应变.首先对砂岩矿物颗粒位移进行提取,并采用Non Local Means滤波算法对砂岩三维数字图像去噪;然后基于砂岩三维结构,对不同矿物组分进行分割,通过构造主轴应变的变形张量,计算砂岩矿物颗粒的变形梯度和应力、应变分量.结果表明:该滤波算法对砂岩CT图像和射束硬化现象具有显著改善效果.此外,基于X射线CT的砂岩原位测试结果显示,砂岩内部存在较复杂的变形行为和应力响应,且在断裂带和非断裂区域变形行为有着显著差异;岩石内部颗粒在Z轴方向受到压应力,而在XY平面受到拉伸应力的作用,同时矿物颗粒内部存在较大的塑性应变,且试样内部颗粒的应变和应力要远远大于试样宏观应变和应力.该方法对于揭示岩体内部结构和应力、应变状态演化过程具有重要作用.

摘要： 针对某款已批量生产的转向节产品,应客户要求,将原合金钢材料替换为铝合金材料以满足汽车轻量化需求.本文根据实际路况下的三种极限工况,在HyperMesh中搭建模型并使用OptiStruct求解器静力分析分别计算出紧急制动、单侧深坑、极限转向三种工况下的应力分布与塑性应变,并结合生产工艺优化设计,以达到设计要求.

摘要： 为克服材料软化导致的有限元网格敏感性难题,提出了一个压力相关隐式梯度塑性模型来模拟土体软化条件下条形基础地基承载力.通过引入微应变作为附加运动学变量,推导了包含高阶广义应力的微力平衡和经典动量方程,并基于热力学第二定律,将附加的微力平衡转化为宏观等效塑性应变与微应变耦合的Helmholtz方程.进一步建立能耦合位移和微变量的有限元算法,并通过软化材料双轴压缩试验模拟,验证了该算法在应变局部化数值模拟中的适用性.将建立的方法用于条形基础地基承载力特性模拟,并通过与理想弹塑性模型计算结果对比表明,土体软化将导致地基承载能力降低,破坏模式表现为失稳区域变小且塑性应变幅值增大.

摘要： 依据胶凝砂砾石料三轴试验结果,分别采用广义双曲线及二次函数对胶凝砂砾石料的应力应变曲线与体变-轴向应变曲线进行拟合用以修正邓肯-张本构模型,并将修正邓肯-张模型的弹性模量Et与泊松比m参数引至广义位势理论的简化多重势面模型,建立一个新的适用于胶凝砂砾石料的弹塑性本构模型;该模型既保留了邓肯-张模型在参数确定方面的简单性,又可弥补邓肯-张模型在反映胶凝砂砾石料应力应变特性、剪胀性、塑性应变等方面的不足;试验验证结果表明:基于广义位势理论的胶凝砂砾石料弹塑性本构模型计算结果与试验结果吻合良好,从而证明了新模型的合理性.

摘要： 采用ABAQUS分析软件对某超高层建筑中的一种典型钢管混凝土梁柱节点进行有限元分析,对小震荷载组合,中震荷载组合下的节点进行弹性分析,对罕遇地震下的节点进行弹塑性时程分析,得到节点的应力分布及等效塑性应变分布.数值分析结果表明:节点在小震荷载组合下,节点域构件处于弹性工作状态;中震荷载组合下,混凝土柱基本进入塑性状态但数量级较小,节点钢构件没有塑性;罕遇地震动作用下,柱内混凝土在与支撑交界处,塑性应变较大,节点钢构件无塑性应变,总体受力性能良好.

摘要： 以某柴油机气缸盖为研究对象,对其进行单侧气缸盖和水套的流固耦合分析,在计算气缸盖应力场时候考虑到铸铝材料的塑性应变以及各缸爆发的不平衡性,并计算了该气缸盖的髙周疲劳安全系数和低周疲劳寿命.结果表明,第3缸、第4缸火力面排气门鼻梁区温度较髙,温度场作用下各缸火力面最大Von Mises应力均出现在进气门鼻梁区,从髙温恢复到300k时,进气门鼻梁区表现出明显的残余拉应力.髙周疲劳安全系数较低区域主要在爆发缸缸盖顶端和水套与火力底板接触的圆角区,爆发压力对低周疲劳寿命及位置有影响,不考虑爆压的最低寿命出现在第3缸进气门孔与鼻梁区过渡圆角处,考虑爆压时最低寿命出现在第三缸进气门孔与气门座圈接触位置.

摘要： 基于ANSYS软件,对轮轨接触的简化模型在承受压力载荷时的接触应力和应变进行分析,研究结果表明:该工况下,最大等效应力和等效累积塑性应变均发生在轮子和轨道的接触位置处,且最大等效应力大于轮子和轨道的屈服极限,处于不安全状态.

摘要： 焊接残余应变与不协调应变的概念是完全不同的,它们之间的差为焊缝和近缝区的残余拉伸弹性应变.从残余热收缩应变与传统观点认为的残余压缩塑性应变的数学表达式的适用范围不同,证明两者不等价.焊缝在整个冷却过程中,除最终结果外,残余热收缩应变与残余压缩塑性应变都不相等,也证明两者不等价.许多学者的焊接应力应变数值模拟都是建立在用冷却过程产生的拉伸塑性应变抵消部分加热过程产生的压缩塑性应变的基础上的,也就是建立在塑性应变是可逆的基础上的.但是,塑性应变是不可逆的,不能用一种塑性应变抵消另一种塑性应变,因此上述应力应变数值模拟的物理过程都是错误的.

摘要： 从岩石单轴压缩条件下的应力应变曲线的线弹性特性入手,通过试验对煤岩的弹塑性性质及损伤演化方程进行了分析,首先发现无论是加载过程还是卸载过程,应力均为弹性应变的幂函数,煤岩表现为非线性弹性性质,而且每一个试样幂函数的指数为同一个常数;进一步重点分析了弹性模型、塑性应变与损伤之间的关系,以及伴随由岩石内部不均匀变形而产生内部摩擦而引起滞环现象,计算出了加载循环时煤岩消耗的机械能,明确了弹性模量与损伤耗能之间的相关关系以及塑性应变与损伤存在幂函数关系,最后建立非线性模量型的损伤演化方程及本构方程,确立了弹性模量与损伤的关系式。

摘要： 本论文介绍了利用RADIOSS碰撞理论,通过材料测试提取材料的物性参数、应力/应变曲线等数据,对水晶空调进行了非线性碰撞分析,快速、准确地找出部件损坏的原因,从而有针对性地对水晶空调的结构和包装进行优化设计.

摘要： 本发明涉及塑性杆件应变测试技术领域，具体涉及一种塑性杆件用轴向应变和扭转应变测试装置；采用伺服电机使大齿轮正反转动，大齿轮驱动一号齿条带着一号杆左右移动，并通过二号杆带着楔形块上下移动，滑轴与一字斜孔产生作用，使推拉杆做左右往复移动；楔形块上下移动的同时，还通过一号拉绳作用于二号齿条，配合二号弹簧，使二号齿条产生上下移动，从而驱动长圆柱齿轮产生转动；待检测杆件左右端通过固定组件固定，其中右固定组件位置固定，左固定组件随着推拉组件左右移动，使杆件产生轴向应变；又随着扭转组件产生转动，使杆件产生扭曲应变；并设置了示值组件，将轴向应变、扭曲应变具体量化，提高实用性。

摘要： 本发明属于材料制备技术领域，具体的说是一种大应变温轧制备高强度高塑性316L不锈钢的方法，该方法包括以下步骤：准备316L不锈钢板材，并对其进行加热；将加热保温后的316L不锈钢板材进行退火，制得退火态316L不锈钢板材；对退火态316L不锈钢板材进行温轧，制得单向奥氏体结构316L不锈钢板材；重复多次温轧，制得高强度高塑性316L奥氏体不锈钢板材，并利用传送带将其收集于托盘机构上；通过使用温轧工艺，相对于室温轧制，该轧制工艺所需的轧制力更小，且所获得的材料的强度与室温轧制材料的强度相当，而加工更加容易，且该轧制工艺仅依赖于常规的轧制设备，操作流程简单，有利于连续生产，且生产周期时间短，生产效率高以及生产成本低。

摘要： 本发明公开了一种低温高应变速率超塑性中锰钢及其制备方法，中锰钢的化学成分以质量百分比计为：C:0.05～0.15％；Mn:5～8％；Al:0～3％；Nb:0.05～0.15％；V:0.05～0.1％，其余为Fe及不可避免杂质；所述中锰钢具有双相奥氏体和铁素体微观组织，所述微观组织为均匀的等轴奥氏体和铁素体晶粒，所述奥氏体和铁素体晶粒尺寸均在0.3um以下。中锰钢的的制备方法为：1)冶炼出成分配比钢锭，2)加热锻造，3)低温热轧，4)循环淬火热处理，5)大压下率冷轧，6)临界热处理，最终获得超细的(平均晶粒尺寸小于0.3μm)奥氏体和铁素体双相中锰钢板材。

摘要： 一种具有超大应变硬化能力的高强度高塑性钨合金。通过将室温脆性金属钨与脆性陶瓷巧妙复合，可使二者实现协同变形，材料在室温下呈现出优异的塑性、强度和超大的应变硬化能力。将金属钨的韧脆转变温度从600°C以上降至室温，室温压缩应变大于20.0％，甚至超过40.0％；压缩强度随压缩应变的增加而升高，呈现出超大的应变硬化能力，室温压缩强度超过3.0GPa，甚至可超过5.0GPa，强塑积是传统钨合金的4倍以上；具有优异的热稳定性，在2000°C高温处理10h，平均晶粒尺寸不超过5.0μm,甚至小于3.0μm，仅为传统钨合金的1/10‑1/5。不仅彻底打破了金属钨因其脆性无法进行室温变形加工以及材料强度与塑性通常不可兼得的传统认知，而且还为其他脆性材料的强韧化设计提供了新思路。

摘要： 本发明公开了一种可减少喉口塑性应变的涡轮箱结构，其包括废气进气口、涡轮箱进气法兰、流道、喉口、涡轮箱废气出口、涡轮箱外壳，所述喉口设有加强筋。本发明具有减少因喉口处塑性应变导致的涡轮箱喉口裂纹及其延伸开裂的失效风险，提高涡轮箱的耐疲劳性能的优点。

摘要： 本发明涉及材料塑性变形测量技术领域，尤其涉及一种短纤维增强复合材料局部塑性应变张量的测量方法，包括：获取待测量的样品并确定待测区域，在测量坐标系下测定待测区域中的每根短纤维的指向；基于待测区域中的所有短纤维的指向，确定待测区域的三个应变主轴，建立应变主轴坐标系；在建立的应变主轴坐标系下，基于待测区域中的所有短纤维的指向分布情况，计算主应变；将主应变旋转至测量坐标系下，得到测量坐标系下测定的应变张量。本发明能够实现简捷地、可靠地测量并表征短纤维增强复合材料局部塑性应变性能。

摘要： 本发明公开了一种考虑表面硬度及塑性应变的微动疲劳寿命预测方法，包括以下步骤，(1)、建立预测部件的有限元模型，输入材料参数，定义有限元模型中每个单元的损伤参量，并假设初始状态下所有单元未损伤，损伤参量的初始值为0；(2)、在电脑软件中建立Chaboche弹塑性损伤本构模型，表征累积等效塑性应变增量和应力应变的关系；(3)、纳入表面硬度相关因子，进行基于Chaboche NLCD寿命模型的损伤参量计算；(4)、纳入表面硬度相关因子，进行基于塑性应变增量相关的非线性累积损伤模型的损伤参量的计算。本发明可以对异种材料接触对下的高温微动疲劳寿命进行有效预测，可以针对不同类型的结构接触件进行微动疲劳寿命预测。

摘要： 本发明涉及一种提高塑性应变能力的低合金高强钢焊接方法，其步骤包括：选用相同的低合金高强钢板组合对接，所述钢板的屈服强度小于等于690MPa；采用V型坡口，坡口背面设置垫板；当钢板壁厚小于等于15mm时，坡口面角度为20～45°，组对间隙为2～8mm，组对后坡口的开口宽度为10～35mm；当钢板壁厚大于15mm时，坡口面角度为15～35°，组对间隙为4～10mm，组对后坡口的开口宽度为15～50mm；采用实芯焊丝熔化极气体保护焊接工艺，保护气体为氩气和二氧化碳的混合气体；盖面焊接焊材与钢板满足关系式；根据不同的壁厚和坡口宽度，选择焊道排布方式和焊丝摆动方式；焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊丝直径和保护气体流量满足一定条件。本发明能够提高焊接接头疲劳性能和延长服役寿命。

摘要： 本发明公开了一种具有高塑性应变比深冲压用冷轧带钢的生产方法，属于冶金技术领域。冷轧带钢的化学成分及质量百分含量：C：0.01～0.03%，Mn：0.15～0.25%，S≤0.01%，P≤0.018%，Si≤0.03%，Als：0.030～0.060%，N≤0.0040%，其余为Fe和不可清除的杂质。生产方法包括热轧、酸连轧、连续退火、过时效、光整和拉矫工序。本发明通过合理的成分设计，不添加Ti、Nb、V等贵重合金元素，所得带钢横向塑性应变比r≥2.0，具有良好的深冲压成形性能。

摘要： 本发明公开了一种基于实体单元塑性应变映射的焊接变形方法，包括：获取焊接接头与整体结构件的有限元网格模型；基于有限元网格模型，采用热‑弹‑塑性有限元分析方法获取焊接接头的塑性应变；基于塑性应变，在焊接接头的三维模型计算得到的残余塑性应变结果中，建立塑性应变点云；建立所述塑性应变点云与所述结构件的联系，并将塑性应变点云进行加权求和，得到整体结构件基于塑性应变载荷不变的映射结果；对结构件的塑性应变结果进行载荷力矩修正，得到整体结构件基于塑性应变载荷与力矩双守恒的映射结果；进行空间坐标系的转换从而获得所述整体结构件在全局坐标系下的塑性应变数值。本发明实现了计算精度与效率的兼顾。