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基于压痕蠕变试验的TA2蠕变特性及变形规律分析

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南京工业大学学报（自然科学版） 2023年第4期45卷 419-424页

作者：杨思晟魏玉高凌祥翟鑫钰南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京211800

随着TA2在化工、海洋、电力等领域中的广泛应用,合理评价其蠕变变形对于相关设备的安全稳定运行具有重要的意义。为了探究TA2蠕变行为,开展不同条件下的平头压痕蠕变试验研究,分析TA2压痕蠕变变形特性,并探究蠕变损伤对TA2变形规律的影... 详细信息

随着TA2在化工、海洋、电力等领域中的广泛应用,合理评价其蠕变变形对于相关设备的安全稳定运行具有重要的意义。为了探究TA2蠕变行为,开展不同条件下的平头压痕蠕变试验研究,分析TA2压痕蠕变变形特性,并探究蠕变损伤对TA2变形规律的影响。结果表明:从20到300℃,TA2均出现显著的压痕蠕变变形。随着温度或载荷的升高,蠕变变形速率逐步增大,蠕变变形在整体变形中占比更大。在低载荷条件下,TA2蠕变变形并不显著,但是随着温度的上升,产生显著压痕蠕变变形所需载荷会逐步下降。幂律方程可以较好地描述TA2压痕蠕变变形的第一阶段,且系数a具有显著的蠕变相关性。随着蠕变载荷、温度的升高,系数a逐步上升;而相比于新材料,相同条件下的蠕变损伤材料蠕变变形更小,a更小。以此为基础,建立拟合参数与蠕变参数之间的关系。当蠕变变形较大时,压头下方的试样微观组织存在明显的区域性变化。在距离压头下方约0.15~0.50 mm处,材料硬度上升,晶粒显著变形并呈半球形分布;相似的,在上表面的接触边界区域也呈现硬度上升规律。

关键词：压痕蠕变试验 TA2 蠕变特性变形规律蠕变损伤微试样技术

小冲孔试验弹塑性变形行为及力学性能评价方法研究（英文）

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Journal of Central South University 2018年第4期25卷 747-753页

作者：杨思晟凌祥杜鹏 School of Mechanical and Power Engineering Nanjing Tech University

分析了小冲孔试验中AISI304不锈钢的弹塑性变形行为,建立了耦合Gurson-TvergaardNeedleman(GTN)模型的数值分析模型,得到了变形过程中的材料弹性变形能演化过程,进而基于小冲孔试验实现了材料变形特性及力学性能的准确评价。结果表明:... 详细信息

分析了小冲孔试验中AISI304不锈钢的弹塑性变形行为,建立了耦合Gurson-TvergaardNeedleman(GTN)模型的数值分析模型,得到了变形过程中的材料弹性变形能演化过程,进而基于小冲孔试验实现了材料变形特性及力学性能的准确评价。结果表明:在变形初期,弹性能增长迅速。随着变形逐步进入塑性阶段,增长逐步放缓并在塑性阶段近似为一个恒定的值。同时,载荷–位移曲线的斜率也在弹塑性转变区域发生明显改变。以此为基础,结合宏观特性和断裂特征,建立了AISI304不锈钢变形能、变形载荷、位移与力学性能(屈服强度、抗拉强度、断后伸长率)之间的关系,为小冲孔试验技术合理评价材料力学性能提供依据。

关键词：小冲孔试验力学性能弹性能断裂特性

小冲孔试验技术评定材料损伤与寿命预测研究及应用

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塑性工程学报 2014年第5期21卷 139-144页

作者：钱洋杨思晟凌祥南京工业大学机械与动力工程学院江苏省过程强化与新能源装备技术重点实验室南京211816

相比于传统试验技术,小冲孔试验因试样尺寸微小、经济方便而得到越来越多的关注。文章对近年来损伤条件下小冲孔试验技术的研究概况进行综述,讨论了其在氢脆、低温韧脆、辐照受脆变情况下评定材料性能的应用,以及在高温下评定服役构件... 详细信息

相比于传统试验技术,小冲孔试验因试样尺寸微小、经济方便而得到越来越多的关注。文章对近年来损伤条件下小冲孔试验技术的研究概况进行综述,讨论了其在氢脆、低温韧脆、辐照受脆变情况下评定材料性能的应用,以及在高温下评定服役构件的蠕变损伤及其剩余寿命;对有限元模拟分析小冲孔试验影响因素进行总结;并对后续工作进行了展望。

关键词：小冲孔损伤寿命预测

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小冲孔能量法评价Q345R的屈服强度

塑性工程学报 2012年第6期19卷 95-102页

作者：杨正王颖杨思晟凌祥南京工业大学机械与动力工程学院/江苏省过程强化与新能源装备技术重点实验室南京210009 江苏省特种设备安全监督检验研究院南京211783

小冲孔试验技术(SPT)是测量在役构件材料力学性能的新方法。文章介绍了基于弹性能量理论预测材料屈服强度的小冲孔能量法,并对试验原理及步骤进行了详细阐述。在验证试验重复性的基础上,对Q345R进行小冲孔能量法试验,并与常规拉伸试验... 详细信息

小冲孔试验技术(SPT)是测量在役构件材料力学性能的新方法。文章介绍了基于弹性能量理论预测材料屈服强度的小冲孔能量法,并对试验原理及步骤进行了详细阐述。在验证试验重复性的基础上,对Q345R进行小冲孔能量法试验,并与常规拉伸试验、小冲孔偏移法和双斜率法的结果进行对比。结果表明,能量法测试Q345R屈服强度的误差为5.52%,远小于双斜率法和偏移法试验结果的误差。在此基础上,根据有限元模拟,结合载荷-位移(L-D)曲线与能量-位移(E-D)曲线,分析了试样厚度、压球直径、下模孔径、冲压速度以及试样边缘减薄等因素对小冲孔能量法结果的影响。得出试样厚度0.5mm、压球直径2.4mm、下模孔径4mm为最佳几何尺寸搭配。

关键词：小冲孔试验屈服强度能量法有限元分析 Q345R

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热损伤后材料力学性能的小冲孔试验分析

南京工业大学学报（自然科学版） 2016年第1期38卷 45-49页

作者：杨思晟凌祥陆树华南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京211800

基于小冲孔试验技术建立栽荷-位移曲线中弹塑性转变温度、最大载荷、断裂位移与材料屈服强度、抗拉强度、断后延伸率之间的关联,从而分析不同热损伤条件下304不锈钢以及Q345R钢的力学性能变化。结果表明:相比于新材料,不同损伤参数下材... 详细信息

基于小冲孔试验技术建立栽荷-位移曲线中弹塑性转变温度、最大载荷、断裂位移与材料屈服强度、抗拉强度、断后延伸率之间的关联,从而分析不同热损伤条件下304不锈钢以及Q345R钢的力学性能变化。结果表明:相比于新材料,不同损伤参数下材料力学性能发生明显变化并可以使用小冲孔试验进行合理分析。随着损伤时间的延长,2种材料的屈服强度和抗拉强度均会出现一定程度下降,而在热损伤12 h后304不锈钢的抗拉强度基本不变。损伤时间达到48 h时,损伤温度的提高将会导致材料屈服强度和抗拉强度的明显下降。304不锈钢的断后延伸率随着损伤温度的升高逐步增加,而Q345R钢的断后延伸率则存在一定的分散性。

关键词：小冲孔试验热损伤力学性能

基于小冲孔试验的S30403高温力学性能研究

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力学季刊 2013年第2期34卷 295-301页

作者：杨思晟杨正周建新凌祥南京工业大学南京211816

小冲孔试验技术(Small Punch Test,SPT)具有取样简单快捷、经济效益好、近乎无损等优势。介绍了基于弹性能量理论预测材料屈服强度的小冲孔能量法,对试验原理及步骤进行了详细的阐述。在验证试验重复性很好的基础上对S30403不锈钢进行... 详细信息

小冲孔试验技术(Small Punch Test,SPT)具有取样简单快捷、经济效益好、近乎无损等优势。介绍了基于弹性能量理论预测材料屈服强度的小冲孔能量法,对试验原理及步骤进行了详细的阐述。在验证试验重复性很好的基础上对S30403不锈钢进行小冲孔能量法试验,通过试验结果和常规拉伸试验结果的对比,证明了能量法的可行性。同时利用100℃、200℃、300℃温度条件下的小冲孔试验数据对已有能量法公式进行修正,使得能量法在高温条件下同样适用。

关键词：小冲孔高温力学性能 S30403不锈钢

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服役材料寿命预测的小冲孔蠕变试验研究

南京工业大学学报（自然科学版） 2017年第3期39卷 11-15页

作者：郑杨艳杨思晟凌祥南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京211800 江苏省特种设备安全监督检验研究院江苏南京210036

为了尝试将小冲孔试验技术应用于服役设备寿命预测,对服役后的Cr5Mo以及12Cr1Mo V进行不同载荷下的小冲孔蠕变试验,与常规单轴蠕变试验结果比对,建立了服役材料的小冲孔蠕变寿命分析方法。分析结果表明:高温、恒载下小冲孔曲线存在明显... 详细信息

为了尝试将小冲孔试验技术应用于服役设备寿命预测,对服役后的Cr5Mo以及12Cr1Mo V进行不同载荷下的小冲孔蠕变试验,与常规单轴蠕变试验结果比对,建立了服役材料的小冲孔蠕变寿命分析方法。分析结果表明:高温、恒载下小冲孔曲线存在明显的蠕变减速、恒速、加速阶段,小冲孔试验具有替代传统蠕变试验的能力。随着载荷的增大,小冲孔稳态蠕变速率不断增加,而蠕变断裂时间则逐渐缩短。稳态蠕变速率与载荷之间可以使用Norton方程表示,而断裂寿命则与小冲孔载荷之间则存在幂函数关系。基于Larson-Miller法,建立蠕变断裂寿命与温度、载荷之间的参数化关系从而实现基于小冲孔试验的服役材料蠕变寿命外推。

关键词：蠕变小冲孔试验寿命预测

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Q345R长期服役后的小冲孔高温性能研究

Q345R长期服役后的小冲孔高温性能研究

压力容器先进技术——第八届全国压力容器学术会议

作者：杨思晟凌祥杨正周建新南京工业大学机械与动力工程学院

金属构件的性能劣化和高温损伤一直是企业生产的重要课题。作为一种微试样试验技术,小冲孔试验十分适用于在役设备和局都损伤的评定分析。在传统载荷-位移曲线的基础上,本文对比分析了材料服役前后的强度差异。结合工程实际,对Q345R进... 详细信息

金属构件的性能劣化和高温损伤一直是企业生产的重要课题。作为一种微试样试验技术,小冲孔试验十分适用于在役设备和局都损伤的评定分析。在传统载荷-位移曲线的基础上,本文对比分析了材料服役前后的强度差异。结合工程实际,对Q345R进行了局部高温损伤小冲孔试验研究,探讨了短时高温氧化的影响。

关键词：小冲孔高温力学性能服役损伤

来源： cnki会议评论

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310S不锈钢蠕变性能的高温压痕试验分析

南京工业大学学报（自然科学版） 2020年第6期42卷 766-770页

作者：杨思晟陆文斌凌祥王一川南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京211800

针对310S不锈钢蠕变性能开展650℃下的高温压痕蠕变和单轴蠕变试验研究,在对比压痕深度时间曲线和单轴蠕变应变时间曲线的基础上,讨论不同载荷下球形压痕蠕变变形规律。在考虑弹塑性变形的同时,修正球形压痕蠕变分析模型,预测310S不锈... 详细信息

针对310S不锈钢蠕变性能开展650℃下的高温压痕蠕变和单轴蠕变试验研究,在对比压痕深度时间曲线和单轴蠕变应变时间曲线的基础上,讨论不同载荷下球形压痕蠕变变形规律。在考虑弹塑性变形的同时,修正球形压痕蠕变分析模型,预测310S不锈钢蠕变指数和变形。结果表明:压痕蠕变试验技术可以合理评价310S不锈钢的高温蠕变性能;随着蠕变时间的延长,压痕蠕变呈现蠕变减速阶段和近似的稳态蠕变阶段;随着载荷的增加,弹塑性变形速率和蠕变变形速率显著上升,呈现显著的载荷相关性;小变形条件下,球形压痕蠕变分析模型所得的蠕变指数与单轴蠕变试验结果具有较高的一致性,以此为基础可以实现310S不锈钢蠕变归一化曲线的合理预测;建立不同压痕深度下压痕蠕变时间与载荷的关系,可以为压痕蠕变变形外推提供参考。

关键词：高温压痕蠕变试验蠕变性能 310S不锈钢变形预测球形压痕模型