钛板热校形及其高温力学性质的研究

钛板零件热校形的本质是材料软化及应力松弛。在对TA2(工业纯钛)、TC_1(Ti—2A1—1.5Mn)、TC4(Ti—6A1—4V)钛板进行高温拉伸与短时应力松弛实验中,我们采用激光扫描变形测量仪和X-Y函数记录仪,实现了应力应变及应力松弛曲线的自动记录。 本文提出用对数方程作为应力应变关系及高温短时应力松弛的数学模型,进而求得了板料在热校形中的塑性纯弯曲回弹角度及回弹半径公式。在不同的热校形条件下,计算值与实验结果相近,所得公式可用于定量估算弯曲件在热校形中的工艺参数。     

圆环压缩的刚塑性有限元分析与应用

本文采用刚塑性有限元法分析圆环压缩,并与上限法分析和试验结果进行比较。结果表明,采用这种方法可以计算标定曲线,计算各种润滑剂的摩擦因素和压缩状态下材料的应力应变曲线,模拟圆环的变形和摩擦面的正压力分布。 本文还通过试验,求得四种高温润滑的摩擦因素和Ti-6Al-4V在不同条件下的应力应变曲线。     

疲劳S-N曲线预测的三维断裂力学方法

根据旋转弯典圆棒疲劳断口分析,给出了裂纹几何参量及应用强度因子随裂纹扩展的变化规律,采用考虑三维应力约束效应的断裂力学理论及常幅载荷下材料的疲劳裂纹扩展da/dN-ΔK曲线,得到了独立于试件几何形状和应力比的材料da/dN-ΔKeff基准数据,结合断口分析所得的应力强度因子以及材料da/dN-Δkeff数据,以三种旋转弯曲圆棒S－N（应力－疲劳寿命）曲线进行了预测,结果表明,本文预测的疲劳S－N曲线和试验的结果较为吻合,本文的S－N曲线断裂力学预测方法对确定结构全寿命具有实际指导意义,同时也揭示了发展疲劳断裂统一理论的可行性。     

心脏起搏器钛壳的差温拉深研究

心脏起搏器钛壳(TA1或TA2),厚度为0.5毫米,拉深系数等于0.27(m==d/D_0)。由于变形程度较大和钛板的机械特性,用常规拉深法较难成形。经过工艺分析和论证,本零件采取一次差温拉深和一次整形,经过试验证明是成功的。 根据钛板随温度改变的机械特性和拉深变形性质,对拉深件毛料凸缘加热,对筒壁进行冷却,造成凸缘和简壁之间具有较大的温差,提高材料的拉深性。 本文讨论了毛料的两种近似展开方法,並且提出了近似计算的公式。 试验中发现了钛板的平面各向异性的影响,作者从理论和实践上说明了毛料在板料上的正确排样。     

复合材料单向板的统计强度准则

本文提出的统计强度准则指出,复合材料单向板在复杂,应力状态下存在一定的破坏概率,而不是绝然的安全或破坏,其破坏规律可以应用等效概率曲线来描述;和实验结果的比较也表明,等效概率曲线直观明了地反映出了单向板的破坏规律特征,是描述单向板强度特性的有效工具。     

测定塑性应力的一种图解法及应力-应变曲线修正

本文根据塑性变形下的应力-应变关系,提出用应变片电测法来求出塑性应力的专用材料图解法。它比国内外现有的图解法具有制图简单、图线规则、使用方便的优点。本文还讨论了根据原材料的应力-应变曲线和横向应变-纵向应变曲线,对于加工后屈服极限改变的构件材料,通过对它的应变进行实测,推算出测量处材料的修正应力-应变曲线的方法,使在实际构件的塑性应力实验分析中所采用的应力-应变模型,接近于真实情况,从而减少计算误差,具有一定的实用意义。     

金属材料动力学性能的实验技术评述

本文叙述了强脉冲载荷下金属材料响应的试验技术,主要涉及高应变率下的试验方法—SHPB 技术及平板碰撞试验。此外叙述如何利用一维实验结果,根据流体弹塑性模型,计算复杂应力状态下的应力张量以及怎样用实验方法确定固体高压状态方程。     

宽板的塑性纯弯曲理论和回弹量计算

弯曲变形程度很大时,板料处于立体应力状态,这时厚度变薄,应力中性层与应变中性层分离。苏联学者E. H. 曾假定应力与应变之间无强化及线性强化关系建立了塑性纯弯曲理论,但由拉伸试验表明,材料在冷状态下的实际应力曲线与该假设相差较大,应当用应力与应变之间幂函数关系o_1=K_81~n来表示。本文作者就是采用该关系式求得三个主应力,应变中性层,应力中性层,弯曲后的厚度及弯曲力矩,弯曲功的计算公式。根据理论计算数据,为便于应用,将塑性纯弯曲分成三个阶段,①r_B≥5 ②1≤r_B≤5 ③r_B≤1。 文章最后得到卸载后回弹量计算公式,与试验结果符合。 初稿错误较多,后在张阿舟教授指导下改正,特表谢忱。     

中硅钼耐热球墨铸铁应用中几个工艺问题的研究

中硅钼耐热球墨铸铁是钛板热压成形较好的模具材料,本文就其切削加工性能、高温下的使用寿命、以及缩尺系数等进行了试验,得出了相应的结论和计算公式,以供模具设计时参考。     

高温下薄壁圆筒拉伸试样的应力-应变关系研究

采用试验和有限元相结合的方法对不同温度下薄壁圆筒拉伸试样的颈缩问题进行了研究。试验结果表明，薄壁圆筒试样颈缩时，其内外径均有变化，并且外径的变化比内径的变化要大。采用有限元法对薄壁圆管拉伸试件进行应力应变分析，对最小颈缩面上的应力分布的分析表明：沿着薄壁圆筒的内壁到外壁的径向方向，应力呈减小的趋势，这与试验中薄壁圆筒首先从内壁开始破坏的结果是相符合的。比较试验所得的不同温度下的拉伸曲线与采用计算机模拟的方法得到不同温度下的应力应变关系，二者符合性较好，得出了试样在特定温度下的真实应力-应变曲线。     

预测疲劳裂纹形成寿命的局部应力应变方法之评述

本文较为详细地综述了预测疲劳裂纹形成寿命的局部应力应变法，分析评论了各种算法的优劣，分析了三个试验和计算的结果，结果表明，瞬态应力-应变曲线和等效应变-寿命曲线的组合算法精度最好。     

表面摩擦应力油膜干涉测量技术在 Mα=8的应用

在Φ0.5m高超声速风洞中开展了表面摩擦应力油膜干涉测量技术在Ma=8的应用研究。在记录干涉图像的同时,使用红外热像仪记录模型表面温度,通过标记点进行坐标转换,获得测量点处油膜的温度,对比地面校准中获得的硅油黏性-温度曲线,确定油膜的实际黏性系数,从而提高摩擦应力测量精度。开展了平板模型摩擦应力测量试验,不同黏性硅油测得结果的标准偏差与平均值的百分比不超过10%,试验结果与平板层流边界层理论估计值吻合。     

服役环境下材料S-N曲线的BP模型

目前常规条件下各种金属材料的S—N曲线已基本完备，但是考虑腐蚀环境影响的S—N曲线还很少见。本文研究了在加速腐蚀当量环境谱作用后，LY12-CZ铝舍金材料的S—N曲线随日历年限的变化规律。首先，将试件暴露于加速腐蚀环境中，进行0年、3年、8年和13年的腐蚀试验。其次进行常幅谱下的疲劳试验。试验结果表明：腐蚀环境作用后的疲劳寿命均值随日历年限的增加显著降低，而变异系数呈增长的趋势。鉴于腐蚀环境作用后的S—N曲线具有较强的非线性，本文采用反向传播网络对加速腐蚀后的疲劳试验结果进行训练，建立了日历腐蚀环境下材料S—N曲线的BP模型，仿真结果与试验结果吻合较好。     

圆柱薄壳受轴压和内压联合作用时的稳定问题

本文介绍有关圆柱薄壳受轴压和内压联合作用时的稳定试验问题。提供了部分试验结果,并进行了分析。本文还根据Thielemann[8.9]得到的五个非线性方程用类似于Kempner E3]提出的方法进行求解。所得到的一些数值结果是与Kempner和Thielemann的结果相符的。 本文还指出圆柱薄壳在一般情况下承受轴向和径向载荷联合作用时的临界值均可用上述的非线性方程组求解。给出了预计的临界应力曲线,但该曲线尚有待在以后的计算和试验中加以证实。     

复合材料层合板结构的广义强度准则

在试验研究的基础上,将复合材料层舍板看作一个"宏观各向异性板",提出了一种基于试验的复合材料层合板结构广义强度准则的二次完备表达式,并分析了表达式中各参数的试验求解方法.对3种典型铺层的层合板进行纵向拉伸、纵向压缩、横向拉伸、横向压缩、面内剪切等简单裁荷以及双向拉伸、拉剪组合(纵向、横向)等组合栽荷试验.给出了不同铺层形式下广义强度准则表达式中各项系数值.采用该强度准则预测复杂应力状态下的破坏应力与试验值吻合较好.     

疲劳S-N曲线的加权最小二乘法拟合

提出了一种拟合材料疲劳S—N曲线的加权最小二乘法，各应力水平下的拟合点的权重反比于均值置信区间的长度。两个算例结果表明：本方法较好地考虑了S—N曲线分散性的物理特性。     

板间摩擦对航空连接件疲劳性能的影响

针对某型飞机外翼下壁板典型连接件结构,建立了三维有限元接触模型,对其细节弹塑性应力进行了分析,并利用局部应力应变法估算了其疲劳寿命.研究发现,连接件的疲劳性能对搭接板之间的摩擦条件是较为敏感的,随着摩擦系数的减少,板之间的摩擦力下降,孔边局部应力增大,连接件的疲劳性能下降.最后,对不同摩擦条件下的航空模拟搭接试件进行疲劳试验,试验结果与寿命估算结果较为一致,验证了分析方法的有效性.     

金属材料循环应变硬化/软化瞬态响应的数学模型

本文讨论了金属材料循环硬化/软化瞬态响应特性,定量分析了在应力—应变响应中应力幅值(在对称应变控制下)的变化规律,给出了应力幅值变化的数学表达式。该式表明,应力幅值的变化不仅与材料性质和材料进入塑性变形范围的次数有关,而且还与应变幅值的大小有关。与已有的数学模型相比较,本文提出的模型与试验结果符合较好,并且无需拟合诸如循化硬化/软化系数这样的试验参数,因而可以节省大量的费用。此外,使用本文的模型由计算给出了瞬态过程中循环强度系数和应变硬化指数的变化规律,发现二者在寿命前半部分循环中变化很大,而在寿命后半部分循环中变化很小,这与试验得到的结果是一致的。     

粉煤灰混凝土与钢筋粘结性能试验(英文)

采用钢筋开槽内贴应变片的试验方法,研究粉煤灰掺量对粉煤灰混凝土与钢筋粘结性能的影响。在不同的粉煤灰掺量下给出粘结应力-自由端滑移的关系曲线、钢筋应变-锚固位置的关系曲线、粘结应力-锚固位置的关系曲线。结果表明:掺加粉煤灰可以提高混凝土与钢筋的粘结应力;掺粉煤灰的混凝土拉拔试件钢筋应变沿锚固长度上的分布更均匀;粉煤灰掺量为20%的拉拔试件的极限粘结应力和极限滑移值均较大。     

对E.M.Wu最佳应力比方法的推广和改进

本文将E.M.Wu的最佳应力比方法推广运用于层合板的极限强度准则研究,并提出了最佳应力比B值的简易确定式,这样克服了Wu的方法中由试验确定所带来的误差,具有明显的实际意义。作者所作的试验研究表明,按最佳应力比B=(F_(11)/F_(22))~(1/2)进行双轴加载破坏试验确定相互作用系数,以此来研究层合板张量强度准则,和实际符合较好。