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UHTCC薄板弯曲荷载-变形硬化曲线与单轴拉伸应力-应变硬化曲线对应关系研究

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工程力学 2010年第1期27卷 8-16页

作者：蔡向荣徐世烺大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室结构分室

单轴拉伸试验是评价超高韧性水泥基复合材料(以下简称UHTCC)力学性能的有效试验方法,但是由于其实际操作困难,不便于广泛使用。该文通过四点弯曲试验和单轴拉伸试验研究了UHTCC的弯曲性能和拉伸性能,对比分析了UHTCC的薄板弯曲荷载-变... 详细信息

单轴拉伸试验是评价超高韧性水泥基复合材料(以下简称UHTCC)力学性能的有效试验方法,但是由于其实际操作困难,不便于广泛使用。该文通过四点弯曲试验和单轴拉伸试验研究了UHTCC的弯曲性能和拉伸性能,对比分析了UHTCC的薄板弯曲荷载-变形硬化曲线和单轴拉伸应力-应变硬化曲线以及UHTCC的基本力学指标、韧性指标、延性指标和多缝开裂形式。试验结果表明四点弯曲试验可以反映UHTCC的应变硬化、多缝开裂、高延性和高韧性性能。基于理论分析和试验结果推导了极限拉伸应变的计算公式,并通过试验结果进行了验证,结果表明通过计算公式得到的预测值与试验结果吻合较好。因此四点弯曲试验可以代替单轴拉伸试验成为评价UHTCC特殊力学性能的简单实用的试验方法。

关键词：超高韧性水泥基复合材料硬化曲线韧性指标弯曲变形拉伸应变多缝开裂

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通过硬度确定板材大变形硬化曲线的方法研究

材料科学与工艺 2012年第4期20卷 45-48页

作者：田浩彬刘晓航苑文婧康达昌上海第二工业大学机电学院上海201209 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

为了获得板材在大变形范围内的硬化性能,采用硬度试验与单向拉伸试验相结合的方法对材料的硬化行为进行了研究.以碳钢板为研究对象,通过测量断裂后试件不同部位的微氏硬度获得变形量与硬度之间的关系,并结合硬度与屈服应力的关系,获得... 详细信息

为了获得板材在大变形范围内的硬化性能,采用硬度试验与单向拉伸试验相结合的方法对材料的硬化行为进行了研究.以碳钢板为研究对象,通过测量断裂后试件不同部位的微氏硬度获得变形量与硬度之间的关系,并结合硬度与屈服应力的关系,获得了常规拉伸试验方法无法获得的大变形阶段的硬化行为.结果表明,通过该方法获得的硬化曲线变形范围广,结果可靠,能够满足塑性大变形的需要.

关键词：硬化曲线微氏硬度单向拉伸试验屈服强度大塑性变形

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金属硬化曲线的损伤力学分析

金属科学与工艺 1992年第2期11卷 59-64页

作者：刘瑞堂哈尔滨船舶工程学院

本文应用损伤力学方法研究了金属塑性变形过程中产生的损伤和损伤演变对应变强化进程的影响。探讨了金属应变强化阶段行为的本质。

关键词：金属硬化曲线损伤力学分析

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亚稳态材料的应变硬化曲线与硬化参量

中国有色金属学报 2000年第S1期10卷 236-238页

作者：张旺峰陈瑜眉朱金华西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049

亚稳态奥氏体不锈钢低温拉伸时 ,由于存在应变诱发马氏体相变 ,硬化曲线呈S形。在工程应力应变曲线上每隔 1 .5%的应变区间利用Hollomon关系 ,发现硬化指数n随着应变率的增大而相应减小 ;且硬化指数n和硬化率dσ/dε随着应变的增加呈抛... 详细信息

亚稳态奥氏体不锈钢低温拉伸时 ,由于存在应变诱发马氏体相变 ,硬化曲线呈S形。在工程应力应变曲线上每隔 1 .5%的应变区间利用Hollomon关系 ,发现硬化指数n随着应变率的增大而相应减小 ;且硬化指数n和硬化率dσ/dε随着应变的增加呈抛物线形变化。因此 ,稳定材料中关于n的一系列规律均不适用。

关键词：硬化曲线硬化指数硬化率亚稳态材料

基于3D-DIC技术的金属棒材拉伸大应变硬化曲线测量研究

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中国测试 2024年

作者：陈俊甫章陈康平蔡晋辉马丙辉刘亚丕王疆瑛中国计量大学材料与化学学院中国计量大学计量测试工程学院浙江省计量科学研究院

为了精确测量金属棒材单轴拉伸颈缩后大应变范围硬化曲线，采用三维数字图像相关技术（3D-DIC）测量试样颈缩区域几何构型，基于Bridgman模型对颈缩后流动应力进行修正，评估Ludwik、Swift、Hockett-Sherby和Voce模型对硬化曲线的拟合... 详细信息

为了精确测量金属棒材单轴拉伸颈缩后大应变范围硬化曲线，采用三维数字图像相关技术（3D-DIC）测量试样颈缩区域几何构型，基于Bridgman模型对颈缩后流动应力进行修正，评估Ludwik、Swift、Hockett-Sherby和Voce模型对硬化曲线的拟合效果，开展单轴拉伸有限元模拟以验证大应变硬化曲线的可靠性。结果表明：以6061铝合金棒材为例，3D-DIC技术可以精确地获取试样颈缩最小横截面半径a和外轮廓曲率半径R的演化规律，结合Bidgman模型可以有效地获取颈缩后大应变硬化曲线，其应变范围（0～0.41）是常规单轴实验所获取硬化曲线应变范围（0～0.058）的7倍，Hockett-Sherby硬化模型具有最佳的硬化曲线拟合优度，基于该模型的单轴拉伸模拟输出载荷-位移曲线和应变云图与实验测量结果基本一致，证实了3D-DIC技术结合Bridgman模型能够精确地测量金属棒材单轴拉伸颈缩后大应变范围的硬化曲线。

关键词：三维数字图像相关技术单轴拉伸实验颈缩硬化曲线应力修正

基于修正硬化曲线模型汽车耐撞B柱制造工艺分析

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机械设计与制造 2023年第10期392卷 177-181页

作者：黑中垒陈晓静李炎粉黄河交通学院河南焦作454950

硬化曲线模型是制造工艺分析的基础,直接影响分析结果的可靠性。基于AutoForm建立B柱可制造工艺分析模型,采用传统经典硬化曲线模型,获取成形后的应变分布和减薄率分布,并与实际冲压零件进行对比,选取10个位置点对比减薄率的差异;选取... 详细信息

硬化曲线模型是制造工艺分析的基础,直接影响分析结果的可靠性。基于AutoForm建立B柱可制造工艺分析模型,采用传统经典硬化曲线模型,获取成形后的应变分布和减薄率分布,并与实际冲压零件进行对比,选取10个位置点对比减薄率的差异;选取强度不同的4种材料,对比相同Ludwik硬化模型下的精度差别;针对高强度钢提出了一种修正硬化曲线修正模型,采用最小二乘法获取强度级别较高的两种材料的模型,获取曲线的拟合精度;采用修正模型,对B柱的可制造性进行分析,与传统模型结果、实测结果进行误差对比分析,以检验模型的精度。结果可知,采用传统模型获得的最大减薄率与实际测试结果相差较大,达到38.30%;采用修正模型获得的减薄率,由传统模型的18.8%增加到24.6%,而实测结果为26%,之间的误差则由原来的38.3%降低到5.68%,所有测点的减薄率与实测值之间的误差均控制在6%以内,与传统模型相比得到了很大的提升,且最大位置点也保持一致;表明修正模型能够更好地反应高强钢材料的硬化过程,与实际值之间的贴合度较高,可以作为设计分析的参考依据。

关键词：汽车硬化曲线本构模型制造工艺模型减薄率

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金属压缩大应变范围硬化曲线的测量

金属压缩大应变范围硬化曲线的测量

作者：邢敬升吉林大学

学位级别：硕士

随着数值模拟技术的快速发展,有限元模拟的精度和可靠性逐渐提升,已经成为当前模拟金属制品成形过程和制定成形工艺规范的主要工具,有力地推动了金属现代塑性精密成形技术的发展。金属本构模型是有限元模拟的重要前提,本构的准确性直接... 详细信息

随着数值模拟技术的快速发展,有限元模拟的精度和可靠性逐渐提升,已经成为当前模拟金属制品成形过程和制定成形工艺规范的主要工具,有力地推动了金属现代塑性精密成形技术的发展。金属本构模型是有限元模拟的重要前提,本构的准确性直接决定着产品成形有限元模拟的精确性。其中,硬化曲线一般通过单向拉伸试验获取,然而金属在锻造、挤压、轧制、摆碾、辊锻等成形过程中,主要承受以压应力为主的应力状态,且局部变形可以达到很大的应变值,因此获取材料在压应力状态下的大应变范围硬化曲线更能反映材料真实的变形行为。金属压缩硬化曲线往往是通过圆柱试样的单向压缩试验来测量,其前提是假定试样端面摩擦忽略不计,试样受力均匀,承受单向压应力状态。在实际情况下,即使采用良好的润滑措施,金属圆柱试样端面与压头之间的摩擦也无法完全消除,导致压缩试样产生鼓形,试样内部应力分布不均,已经不是单向压应力状态,由此计算的应力应变曲线具有较大的误差,仅在压缩试样出现明显鼓形之前的硬化曲线是足够准确的,其对应的应变范围相对较小。鉴于传统圆柱压缩试样无法准确获得大应变范围的硬化曲线,本文针对韧性金属设计了能够避免摩擦影响的双曲线轮廓压缩试样和哑铃型压缩试样,并提出相应的应力应变计算方法,以获得大应变范围的硬化曲线。其研究方法是采用不同硬化模型的虚拟材料进行所设计试样的压缩模拟,输出模拟的压缩试验曲线数据样本,通过回归方法归纳出压缩应力修正的计算方法。基于此,通过实际材料制作的双曲线轮廓试样和哑铃型试样进行压缩试验,获取对应的大应变范围的硬化曲线,并与相应的反推法获取的硬化曲线进行比较,验证本文所提测量方法的准确性和可靠性。主要研究成果如下:(1)设计了双曲线轮廓压缩试样和哑铃型压缩试样,两种试样均由两端直径较大的接触端面与中间较细的标距段构成,这样的结构可使变形集中在试样的中间段。有限元模拟结果证实端面摩擦对压缩试样的测量值的影响可以忽略不计。(2)双曲线轮廓试样的硬化曲线测量方法适用于应变硬化指数小于0.2的金属材料,在应变范围0-0.7内,应力修正理论误差在3.5%以内。应变硬化指数较高材料在应力计算方法的拟合推导中有较大的偏差,无法实现准确的应力修正。Q420低碳钢和AA1060纯铝的双曲线轮廓试样压缩试验结果显示,由于试验误差等综合因素的影响,当所测量的硬化曲线作为输入材料模型进行模拟时,其所获载荷位移曲线与试验曲线的误差在3%以内,证实了此方法可以准确获取应变范围0-0.7之间的硬化曲线,满足工程需求。(3)哑铃型试样的压缩硬化曲线测量方法适用于任意硬化指数的韧性金属材料,这是因为哑铃型试样在整个压缩过程中鼓形持续发展,应力基于鼓形进行修正。在应变范围0-0.7之内,应力修正理论误差在2%以内。在有限元模拟中也发现,该类型试样能够满足任意硬化指数的材料,其所对应的应力计算方法能够获得极为准确的材料硬化曲线。Q235低碳钢和H62黄铜的哑铃型试样利用试验测量的硬化曲线模拟得到的载荷-位移曲线与试验曲线相比误差在2%以内,证实了此方法可以准确获取应变范围0-0.7之间的硬化曲线,满足工程需求。(4)针对所设计压缩试样提出2种硬化曲线反推测量方法。通过4种不同金属材料的常规拉伸试验、常规圆柱试样压缩试验、所设计试样的压缩试验以及相应反推方法测量的硬化曲线对比结果显示,拉伸硬化曲线与压缩硬化曲线存在不同程度的差异,且拉伸应变范围最大仅为0.36。普通圆柱压缩试样在本文压缩试验中所获硬化曲线的应变范围在0-0.5左右,但其由于端面摩擦的和测量误差等因素影响,得到的硬化曲线具有一定误差。所设计双曲线轮廓试样和哑铃型压缩应变范围可达到0.7左右,且与反推法所获硬化曲线能够较好的吻合,证实了本文所提出应力修正方法的可靠性。

关键词：压缩硬化曲线应力修正有限元反推法

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金属硬化曲线的阶段性和最大均匀应变

金属学报 1983年第4期 39-47页

作者：黄明志骆竞晞贺保平西安交通大学

本文采用自行设计和改进的滚动刀口径向引伸仪,精确地测定了若干典型金属材料的真应力(σ)-真应变(ε)曲线。根据最大均匀应变ε对应于σ-ε曲线和dσ/1dε-ε曲线交点的理论关系,探讨了基体和第二相对这两条曲线,亦即对ε值的影响。根... 详细信息

本文采用自行设计和改进的滚动刀口径向引伸仪,精确地测定了若干典型金属材料的真应力(σ)-真应变(ε)曲线。根据最大均匀应变ε对应于σ-ε曲线和dσ/1dε-ε曲线交点的理论关系,探讨了基体和第二相对这两条曲线,亦即对ε值的影响。根据在双对数坐标上硬化曲线出现阶段性的事实,分析了硬化指数n,n对基体和第二相敏感的问题。研究表明,dσ/dε-ε曲线主要取决于基体状态,而口σ-ε曲线则受第二相影响较大。n对基体较敏感;n则对第二相较敏感。n的出现是一个值得重视的问题。文中最后讨论了n和ε的关系,指出一定条件下只存在n=ε的近似关系。

关键词：硬化曲线均匀应变第二相金属金属材料

冷轧带钢硬化曲线的建立——微型计算机在轧钢生产中的应用(Ⅲ)

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鞍钢技术 1985年第6期 69-75+79页

作者：李庚唐鞍山钢铁学院

冷轧带钢时,带钢的屈服强度随变形程度增加而增加,从而引起轧制金属变形抗力增加。这种随变形程度增加金属屈服强度增加的现象被称为硬化。表示金属屈服强度随变形程度增加的规律曲线,叫硬化曲线。揭示轧制时金属硬化的规律和求出考虑... 详细信息

冷轧带钢时,带钢的屈服强度随变形程度增加而增加,从而引起轧制金属变形抗力增加。这种随变形程度增加金属屈服强度增加的现象被称为硬化。表示金属屈服强度随变形程度增加的规律曲线,叫硬化曲线。揭示轧制时金属硬化的规律和求出考虑硬化来计算金属屈服强度的数学模型或硬化曲线,对正确制定冷轧带钢压下规程是有重要意义的,也是必须的。因为,金属的屈服强度是计算轧制力时不可少的主要变量。冷轧时带钢的硬化规律,主要取决于金属的材质、变形程度、变形速度和变形温度。从理论上,只能定性的来确定硬化规律,而在定量上的确定是十分困难的。

关键词：条件屈服强度计算值变形温度变形速度冷轧带钢硬化曲线引伸计引伸仪变形程度