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应用局部法预测焊接接头动态断裂性能

中国机械工程 2003年第15期14卷 1336-1338页

作者：荆洪阳张国尚王东坡霍立兴张玉凤天津大学材料学院

在不同温度、不同加载速率下进行了典型钢结构用钢拉伸试验 ,采用能综合反映加载速率和高加载速率下材料温升的 R参量来描述材料的本构关系。通过理论分析和试验研究 ,讨论了加载速率和温度对钢结构用钢及其焊接接头断裂行为的影响 ,采... 详细信息

在不同温度、不同加载速率下进行了典型钢结构用钢拉伸试验 ,采用能综合反映加载速率和高加载速率下材料温升的 R参量来描述材料的本构关系。通过理论分析和试验研究 ,讨论了加载速率和温度对钢结构用钢及其焊接接头断裂行为的影响 ,采用基于概率断裂力学的局部法。

关键词：加载速率断裂韧度局部法焊接接头

基于局部法示波冲击与三点弯曲断裂韧性相互预测

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基于局部法示波冲击与三点弯曲断裂韧性相互预测

作者：张国尚天津大学

学位级别：硕士

基于“合于使用”(Fitness for Purpose)原则，对焊接结构的断裂行为进行预测和评定是国内外工程界广泛关注的课题，它具有巨大的理论意义和实用价值。目前的缺陷评定准则都是以J积分临界值JIC或临界裂纹尖端张开位移CTOD值δC作为断裂... 详细信息

基于“合于使用”(Fitness for Purpose)原则，对焊接结构的断裂行为进行预测和评定是国内外工程界广泛关注的课题，它具有巨大的理论意义和实用价值。目前的缺陷评定准则都是以J积分临界值JIC或临界裂纹尖端张开位移CTOD值δC作为断裂控制参量(当考虑由于材料塑性损伤造成的延性裂纹扩展时，以JR或δR阻力曲线作为断裂控制参量)，将断裂驱动力与断裂抗力进行比较来判定结构是否发生破坏。但是近年来研究表明JIC或δC并不像材料的屈服点那样为材料的常数，它受试样的板厚、裂纹深度等因素的影响。对于采用传统断裂力学方法描述由于材料塑性损伤带来的延性裂纹扩展行为的JR或δR阻力曲线受试样形式影响更为严重。这表明目前以传统断裂参量为基础的含缺陷结构断裂评定与预测方法已不能对结构的安全进行科学预测。因此采用何种断裂参量能够将试样与实际结构的断裂行为统一起来，已成为当前弹塑性断裂理论研究的热点问题。目前国际上有两种方法从不同角度对该问题进行研究。一种是用T应力或Q参量来定量描述裂纹尖端应力及变形场的J-T和J-Q双参量理论。另一种是局部法。材料的COD、示波冲击试验等是常用的断裂韧性测试，不同的断裂力学参量如J积分、δC等存在一定关系，在一定条件下可以进行互换。根据局部法若能从一种实验结果预测另一种实验结果，具有重大的理论和现实意义。本研究采用X65管线钢为试验材料，对其进行了单轴拉伸、夏比冲击、示波冲击及COD试验，并对实验数据进行统计处理，证明-78?C时其断裂参量特征值裂纹尖端张开位移符合三参数威布尔分布，并对材料力学性能进行分析;编制了自动求解局部断裂参量的程序以及COD与示波冲击间的相互预测程序，并用实验验证了其正确性，得出材料的局部断裂参量;对有限元计算结果与试验结果进行了比较，验证了有限元分析的正确性，并用有限元分析了三点弯曲试件裂纹尖端应力场。结果表明在不发生延性裂纹扩展时基于局部法能够实现示波冲击试验和三点弯曲试验间相互预测。

关键词：局部法 X65钢示波冲击三点弯曲三参数威布尔分布应力场

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基于局部法由示波冲击试验对断裂韧性的预测

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2005年第9期38卷 753-758页

作者：徐连勇荆洪阳霍立兴张国尚天津大学材料科学与工程学院天津300072

研究了基于局部法由冲击试验对三点弯曲试样断裂韧性的预测.通过对X65管线钢韧脆转变温度下的示波冲击及三点弯曲试验,得到示波冲击试验每个试样的能量-时间、载荷-时间、载荷点位移-时间的关系曲线和三点弯曲试验每个试样的断裂韧性值... 详细信息

研究了基于局部法由冲击试验对三点弯曲试样断裂韧性的预测.通过对X65管线钢韧脆转变温度下的示波冲击及三点弯曲试验,得到示波冲击试验每个试样的能量-时间、载荷-时间、载荷点位移-时间的关系曲线和三点弯曲试验每个试样的断裂韧性值.利用有限元方法分析了示波冲击及三点弯曲试样裂纹尖端的应力场,通过自编程序求出示波冲击试样和三点弯曲试样的材料局部断裂参量,验证了临界威布尔应力符合局部法理论中的双参数威布尔分布,且证明了对本研究的两类试样,临界威布尔应力与试样尺寸和加载形式无关.基于局部法在脆性断裂条件下成功地实现了由示波冲击结果来预测三点弯曲试样的断裂韧性,不仅验证了局部法理论对X65管线钢的适用性,而且证明基于局部法可以通过冲击吸收功来预测和评价材料的断裂韧性.

关键词：局部法有限元分析威布尔应力冲击吸收功断裂韧性

电热作用对碳纤维树脂基复合材料力学性能的影响

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复合材料学报 2016年第10期33卷 2223-2229页

作者：路鹏程毕亚芳王志平张俊张国尚中国民航大学天津市民用航空器适航与维修重点实验室天津300300

采用复合材料电热实验平台,测试碳纤维树脂基复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)电热作用下温度场变化规律,同时从单丝拉伸断裂界面剪切强度、短梁剪切性能变化和剪切断口等多方面揭示电热作用对CFRP力学性能的影响机制。... 详细信息

采用复合材料电热实验平台,测试碳纤维树脂基复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)电热作用下温度场变化规律,同时从单丝拉伸断裂界面剪切强度、短梁剪切性能变化和剪切断口等多方面揭示电热作用对CFRP力学性能的影响机制。结果表明:电热作用会使CFRP整体温度迅速升高,在约4min时达到稳态温度,随着电流强度的增大,CFRP层板表面温度越高,当电流强度为8A(0.44A/mm2)时,CFRP的表面温度达到151℃;单丝拉伸和短梁剪切界面强度都随着电流强度增加呈现先增加后降低的趋势;小电流时,电热作用产生较少的焦耳热,优化界面性能,提高界面剪切强度,大电流时,电热作用产生的焦耳热过大,对界面产生烧蚀等不可逆损伤,降低了界面结合性能。

关键词：复合材料电热作用温度场单丝拉伸短梁剪切

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小学语文板书设计500例

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80Au-20Sn钎料焊点可靠性研究现状与展望

1988年

作者：刘明佐刘锦韩清莲张国尚编

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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机械工程材料 2009年第11期33卷 1-4,92页

作者：张国尚荆洪阳徐连勇韩永典天津大学材料科学与工程学院天津300072

共晶80Au-20Sn钎料在大功率电子及光电子器件封装中作为密封和芯片焊接材料特别具有吸引力,在这些应用中焊点的可靠性对于满足设备长期稳定运行至关重要。简要回顾了钎料焊点可靠性提出的背景,介绍了焊点可靠性的评价方法及当前不同工艺... 详细信息

共晶80Au-20Sn钎料在大功率电子及光电子器件封装中作为密封和芯片焊接材料特别具有吸引力,在这些应用中焊点的可靠性对于满足设备长期稳定运行至关重要。简要回顾了钎料焊点可靠性提出的背景,介绍了焊点可靠性的评价方法及当前不同工艺对80Au-20Sn钎料焊点的影响;指出今后其可靠性研究重点主要集中在复杂服役条件下焊接工艺优化、焊点可靠性测试方法、焊点寿命预测模型以及焊点本构模型等方面。

关键词： 80Au-20Sn钎料焊点可靠性测试方法

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GFRP层压板挖补修理后的吸湿行为

宇航材料工艺 2014年第2期44卷 33-36页

作者：王志平梁吉勇张国尚中国民航大学天津市民用航空器适航与维修重点实验室天津300300

对采用不同台阶比率挖补修理的玻璃纤维增强树脂基复合材料层合板进行了吸湿实验,获得了各种台阶比率试样的吸湿规律以及损伤行为。通过面内剪切强度测试以及形貌观察,研究分析了导致吸湿试件强度降低以及层间开裂的主要因素。实验发现... 详细信息

对采用不同台阶比率挖补修理的玻璃纤维增强树脂基复合材料层合板进行了吸湿实验,获得了各种台阶比率试样的吸湿规律以及损伤行为。通过面内剪切强度测试以及形貌观察,研究分析了导致吸湿试件强度降低以及层间开裂的主要因素。实验发现:玻璃纤维增强树脂基复合材料的孔隙率是影响层合板吸湿率和层间开裂的重要影响因素,孔隙率越高,吸湿率越高,但层间开裂倾向却降低;台阶比率对长时间吸湿试件的强度保持率有较大的影响,恰当选择台阶比率不但有助于提高强度恢复率,还可减小因吸湿而产生的强度降低幅度;吸湿会导致玻璃纤维增强树脂基复合材料层合板的面内剪切强度大幅度下降,导致这种结果主要原因之一是吸湿会严重劣化纤维/树脂界面粘结状态。

关键词：复合材料修补吸湿裂纹孔隙

电热载荷对CFRP复合材料冲击后压缩性能研究

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玻璃钢／复合材料 2015年第6期 48-52页

作者：纪朝辉刘刚王志平李娜张国尚中国民航大学天津市民用航空器适航与维修重点实验室天津300300

采用实验室电热载荷试验环境与测试平台,测试了CFRP复合材料在多种电流制度下试样的表面温度分布,并获得了CFRP复合材料电阻在不同电流强度下的变化规律,初步揭示了CFRP复合材料的电阻与电流强度之间呈线性递减的关系;对五种不同电流处... 详细信息

采用实验室电热载荷试验环境与测试平台,测试了CFRP复合材料在多种电流制度下试样的表面温度分布,并获得了CFRP复合材料电阻在不同电流强度下的变化规律,初步揭示了CFRP复合材料的电阻与电流强度之间呈线性递减的关系;对五种不同电流处理的CFRP复合材料进行了冲击后的剩余压缩强度试验(CAI)测试,试验后采用超声C扫描检测、外观检查与断口侧面宏观观察方法对损伤与失效特征进行了对比分析。研究结果表明,CFRP复合材料的剩余压缩强度随通入电流强度的大小呈先保持不变后下降的趋势,当电流超过20A时,试样表面冲击凹坑深度和冲击损伤面积增长较快,分层损伤与纤维断裂现象越来越严重。

关键词：复合材料层合板电热损伤冲击损伤剩余压缩强度

纳米压痕试验确定80Au/20Sn焊料蠕变参数

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稀有金属 2009年第5期33卷 680-685页

作者：张国尚荆洪阳徐连勇魏军韩永典天津大学材料科学与工程学院天津市现代连接技术重点实验室天津300072 新加坡制造技术研究院新加坡638075

80Au/20Sn焊料合金被广泛用于微电子及光电子封装中,其焊料的蠕变性能对于器件的长期运行至关重要。描述蠕变行为的蠕变参数,对于求解蠕变本构模型及分析蠕变机制具有重要意义。在不同加载速率及不同温度下对80Au/20Sn焊料进行了恒加载... 详细信息

80Au/20Sn焊料合金被广泛用于微电子及光电子封装中,其焊料的蠕变性能对于器件的长期运行至关重要。描述蠕变行为的蠕变参数,对于求解蠕变本构模型及分析蠕变机制具有重要意义。在不同加载速率及不同温度下对80Au/20Sn焊料进行了恒加载速率/载荷纳米压痕试验,用半椭圆模型对出现"挤出"压痕的接触面积修正后由Oliver-Pharr法求得了不同温度下的弹性模量及硬度,基于压痕做功概念获得了蠕变参数。结果表明,基于压痕做功概念得到的蠕变应力指数和蠕变激活能与传统单轴拉伸蠕变测试结果相差在13%以内,说明该测试和分析方法能在一定程度上预测焊料的蠕变参数。

关键词：蠕变参数单轴拉伸蠕变纳米压痕压痕功