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基于3D模拟的双相钢中组元相间变形协调性

机械工程学报 2020年第12期56卷 85-91页

作者：金淼张文彬张庆玲贾祺祥郭宝峰陈雷燕山大学机械工程学院秦皇岛066004

双相金属材料通常可以兼顾两相的优点,但由于两相性能的异质性,使两相的变形不协调,受力状态及变形特征较为复杂。基于代表体元法(Representative volume element,RVE)构建奥氏体+铁素体双相钢3D仿真模型,进行不同两相比例压缩变形的数... 详细信息

双相金属材料通常可以兼顾两相的优点,但由于两相性能的异质性,使两相的变形不协调,受力状态及变形特征较为复杂。基于代表体元法(Representative volume element,RVE)构建奥氏体+铁素体双相钢3D仿真模型,进行不同两相比例压缩变形的数值模拟,分析变形协调特性,讨论组元相微观性能与双相钢宏观性能间的关联规律。结果表明,两相的相内应力、应变分布不均,其中等效塑性应变呈正态分布,而等效应力则呈负偏态分布。在初始变形阶段,两相间表现出显著的变形不协调性;随变形量的增加,两相间的变形协调性得到改善并趋于稳定。两相的塑性应变与宏观应变基本满足线性关系,两相应变增量分别与宏观应变增量之差的比值为一个与相比例相关的定值。引入与两相相比例相关的应变配分参数K,建立基于广义体积分数的应变混合公式,可更加准确地表征复相材料组元相应变与宏观应变间的关联规律,为分析复相材料相间变形协调行为提供理论支持。

关键词：双相钢组元变形协调性应变配分代表体元法

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双相钛合金高温变形协调性的CPFEM研究

金属学报 2019年第7期55卷 928-938页

作者：李学雄徐东生杨锐中国科学院金属研究所沈阳110016 中国科学院大学北京100049

基于率相关滑移为主的晶体塑性本构模型,结合Voronoi方法创建双相多晶体集合,研究不同组织特征的Ti-6Al-4 V合金的高温变形行为,重点关注双相组织中应力、应变空间分布特征及其演化,应力、应变相间分配,并提出一种变形协调性定量评估方... 详细信息

基于率相关滑移为主的晶体塑性本构模型,结合Voronoi方法创建双相多晶体集合,研究不同组织特征的Ti-6Al-4 V合金的高温变形行为,重点关注双相组织中应力、应变空间分布特征及其演化,应力、应变相间分配,并提出一种变形协调性定量评估方法。结果表明,多晶变形过程中,晶界及其附近是变形的优先响应区域;β晶粒与a晶粒之间存在包围结构特征可加剧局域应变的差异分配;晶粒长短轴比越大,周围异相界面越多,则其局域变形协调性越低。α和β相应力频率统计呈双峰形态,α相中平均应变较高,而β相中应力较高。随α相体积分数增加,拉伸屈服强度和应力协调系数降低,而应变协调系数先降低后升高。随α基面织构体积分数增加,拉伸屈服强度和加工硬化率升高,且应力协调系数升高,而应变协调系数先降低后升高。

关键词：双相钛合金 Voronoi 晶体塑性有限元法应力应变分配变形协调性

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腐蚀对预应力筋与混凝土间变形协调性的影响

安全与环境学报 2014年第4期14卷 5-10页

作者：王磊戴理朝张旭辉张建仁长沙理工大学土木与建筑学院长沙410114

针对腐蚀导致预应力筋与混凝土间黏结性能退化而引起的变形不协调对构件承载力的影响,结合8片梁的抗弯试验,通过定义变形协调系数表征腐蚀预应力筋与混凝土的应变比,进而量化变形协调性能,构造新的几何关系和平衡方程,推导变形协调系数... 详细信息

针对腐蚀导致预应力筋与混凝土间黏结性能退化而引起的变形不协调对构件承载力的影响,结合8片梁的抗弯试验,通过定义变形协调系数表征腐蚀预应力筋与混凝土的应变比,进而量化变形协调性能,构造新的几何关系和平衡方程,推导变形协调系数及构件受弯承载力的表达式,探讨了预应力筋与混凝土间变形协调系数随各影响因素的变化规律,并通过与相关文献试验结果的对比进行了验证。结果表明:腐蚀会引起预应力筋与混凝土间变形协调性下降,极限荷载时,变形协调性的退化使构件承载力降低,考虑腐蚀预应力筋与混凝土间的变形不协调,有助于提高承载力的计算精度;变形协调系数随腐蚀率、梁高、梁宽和混凝土强度增加而增大,随预应力筋重心至梁底距离增加而减小。

关键词：安全工程工程结构预应力混凝土腐蚀黏结性能变形协调性抗弯承载力

双相不锈钢热变形本构模型与组成相变形协调性研究

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双相不锈钢热变形本构模型与组成相变形协调性研究

作者：毛天桥燕山大学

学位级别：硕士

双相不锈钢具有铁素体和奥氏体两相结构,因而兼有奥氏体不锈钢优良的韧性、焊接性以及铁素体不锈钢的较高耐应力腐蚀性等特点,是一种真正意义上的高性能结构材料,广泛地应用于石化、造纸和石油等工业领域。但因其组成相本构特性与变形... 详细信息

双相不锈钢具有铁素体和奥氏体两相结构,因而兼有奥氏体不锈钢优良的韧性、焊接性以及铁素体不锈钢的较高耐应力腐蚀性等特点,是一种真正意义上的高性能结构材料,广泛地应用于石化、造纸和石油等工业领域。但因其组成相本构特性与变形机制存有较大差异,变形时应力、应变在两相间的分配不均匀,两相变形协调性差,进而导致材料变形过程中出现裂纹缺陷,成为双相不锈钢制造瓶颈。因此,理清双相不锈钢变形时组成相各自的本构特性,从而获得不同初始组织与变形条件下两相间的应力应变配分规律,明确两相变形协调性与初始组织以及变形条件间的关联关系,对突破双相不锈钢变形致裂敏感的技术瓶颈具有重要的工程意义,有助于双相不锈钢加工工艺的制定与新钢种的设计、研发。本文采用室温拉伸、光学金相（OM）、电子背散射衍射（EBSD）、热物理模拟等方法,研究了2 205双相不锈钢连铸坯不同区域的室温力学性能和热变形行为;选取变形时最易开裂的柱状晶区进行深入研究,得到了宏观流变曲线预测模型以及考虑组成相变形协调性的本构关系,并结合有限元分析计算了不同初始组织和变形条件下两相间的应力应变配分规律,讨论了双相不锈钢变形规律、开裂特征与机理,主要结果如下:（1）试验钢连铸坯不同区域的性能与变形规律存有差异,柱状晶区的力学性能最差,热变形时最易开裂。（2）试验钢柱状晶区材料的热变形流变应力随着变形温度的升高、应变速率的降低而减小;两相的变形机制不同,铁素体主要以动态回复为主,而奥氏体主要是动态再结晶;裂纹主要在相界处形核并沿相界或（和）铁素体相内扩展。（3）考虑变形过程中摩擦以及塑性热对流变应力的影响,修正了柱状晶区材料的流变曲线,从而建立了综合考虑温度、应变速率以及应变的流变曲线预测模型。通过与实验结果对比,验证了预测模型的正确性。（4）利用JMatPro软件,获得了组成相在不同条件下的流变曲线;基于摩擦、温度修正后的流变曲线,结合混合法则,得到了双相不锈钢不同热压缩条件下组成相的本构方程,明确了双相不锈钢变形过程中应力应变的配分规律。（5）基于组织调控所得材料的EBSD图,建立了具有不同奥氏体组织特征的二维模型;获得了基于Voronoi图建立二维、三维多晶体模型的方法。（6）考虑两相各自的本构关系,进行有限元计算。明确了两相变形协调性以及开裂（失效）的特征及相应规律,并将模拟结果与实验结果进行对比,验证了有限元模型的正确性。

关键词：双相不锈钢本构方程数值模拟变形协调性应力应变配分

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差厚管内高压成形变形协调性研究

应用基础与工程科学学报 2009年第3期17卷 477-484页

作者：刘钢初冠南余超苑世剑哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001 中汽成都配件有限公司四川成都610504

为了揭示差厚拼焊管内高压成形中,厚管与薄管的长度比和厚度比对变形协调性的影响规律,对不同长度比和厚度比拼焊管坯胀形过程进行了数值模拟研究,并分析了长度比和厚度比与轴向应变分布、减薄率分布的关系.通过拼焊管胀形实验获得了不... 详细信息

为了揭示差厚拼焊管内高压成形中,厚管与薄管的长度比和厚度比对变形协调性的影响规律,对不同长度比和厚度比拼焊管坯胀形过程进行了数值模拟研究,并分析了长度比和厚度比与轴向应变分布、减薄率分布的关系.通过拼焊管胀形实验获得了不同长度比拼焊管坯的胀形结果,对实验件轴向应变分布和变形协调性进行了测试分析.研究表明:变形协调性随差厚拼焊管长度比增大而提高,随厚度比增大而降低.差厚管内高压成形过程中,由于壁厚不同导致薄、厚管变形状态出现明显差异,薄管靠近焊缝区域的轴向拉应变最大,致使该处减薄率明显大于其它部位.变形协调性越好,壁厚均匀性越高.

关键词：差厚拼焊管变形协调性壁厚减薄率内高压成形

06Cr19Ni10/Q235层状复合材料在室温单向载荷下的变形协调性

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06Cr19Ni10/Q235层状复合材料在室温单向载荷下的变形协调性

双塔双层斜拉桥合理设计索力的确定及变形协调性研究

第十八届全国疲劳与断裂学术会议

作者：姜庆伟曾俊杰谭茹杜顺林蒋业华昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆钢新型复合材料开发有限公司

采用单向拉伸与压缩实验研究了真空热轧复合06Cr19Ni10/Q235层状复合材料室温力学性能及组元变形协调性,并研究了不同条件（覆层比例、变形速率、变形率、复合界面与载荷方向夹角等）对其变形协调性的影响。结果表明,以上因素对该复合... 详细信息

采用单向拉伸与压缩实验研究了真空热轧复合06Cr19Ni10/Q235层状复合材料室温力学性能及组元变形协调性,并研究了不同条件（覆层比例、变形速率、变形率、复合界面与载荷方向夹角等）对其变形协调性的影响。结果表明,以上因素对该复合材料变形协调性有较大影响,且因不协调变形产生的损伤集中于复合界面处。总结出06Cr19Ni10/Q235层状复合材料的变形协调性与相关因素关系的一般规律,对其工程实际应用提供了可靠实验数据和理论支撑。

关键词：层状复合材料变形协调性单向载荷 Q235 06Cr19Ni10 室温

来源： cnki会议评论

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双塔双层斜拉桥合理设计索力的确定及变形协调性研究

作者：贾少敏西南交通大学

学位级别：硕士

斜拉桥是由塔、索、梁构成的组合体系桥。斜拉索的存在,大大改善了主梁的受力状态,但也由于斜拉索的存在使斜拉桥成为了高次超静定结构,结构计算变得复杂。在设计工作中,如何确定斜拉桥的合理成桥状态,如何确定斜拉桥合理施工状态成为... 详细信息

斜拉桥是由塔、索、梁构成的组合体系桥。斜拉索的存在,大大改善了主梁的受力状态,但也由于斜拉索的存在使斜拉桥成为了高次超静定结构,结构计算变得复杂。在设计工作中,如何确定斜拉桥的合理成桥状态,如何确定斜拉桥合理施工状态成为设计任务的难点。斜拉桥是组合体系,通过斜拉索的联系,各构件间协调合作,调整某个构件的刚度可以调整结构体系的内力状态和变形。本文以实际工程为背景,利用有限元软件MIDAS/CIVIL建立全桥的有限元模型,对上述提到的几个问题进行分析研究。首先综合应用最小弯曲能量法、应力平衡法等确定了双塔双层斜拉桥的合理成桥状态,并应用一次施工成桥模型进行验算,证实了该方法的可行性;其次,利用正装迭代法,确定出双塔双层斜拉桥合理施工索力、施工状态。然后进行施工过程、成桥运营阶段验算,证实了该方法的可行性;最后应用变形协调性原理,研究分析了双塔双层斜拉桥各构件之间的相互影响作用,得出了一些规律性结论。

关键词：斜拉桥双塔双层斜拉桥合理成桥状态变形协调性结构行为

钛合金双态组织高温拉伸行为的晶体塑性有限元研究

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材料研究学报 2019年第4期33卷 241-253页

作者：李学雄徐东生杨锐中国科学院金属研究所沈阳110016 中国科学院大学北京100049

创建一个包含多变体结构特征的双态组织几何模型,提出一种变形协调性的评估方法,采用以率相关滑移为主的晶体塑性有限元本构关系,研究了具有不同组织特征的Ti-6Al-4V合金双态组织的高温拉伸行为。结果表明:在多晶变形过程中,α_p相承载... 详细信息

创建一个包含多变体结构特征的双态组织几何模型,提出一种变形协调性的评估方法,采用以率相关滑移为主的晶体塑性有限元本构关系,研究了具有不同组织特征的Ti-6Al-4V合金双态组织的高温拉伸行为。结果表明:在多晶变形过程中,α_p相承载了更多的应变;在变形后的样品中,出现了大致对称分布于拉伸方向两侧的高应变交叉条带;存在于α_p与β_T之间的包围结构特征,可加剧局域应变分配的差异;随着α_p相体积分数的升高应变量降低,整体应变协调性先较快降低而后平稳;随着α_s片层厚度的增加高应变条带特征弱化,整体应变协调系数升高;含双变体α_s片层团簇结构的β_T组织,其应变协调性低于含单变体和三变体的组织。

关键词：材料科学基础学科变形协调性晶体塑性有限元钛合金双态组织应力应变分配

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镁/铝复合管错距旋压成型有限元模拟及分析

太原理工大学学报 2021年第2期52卷 269-273页

作者：石宁王文先张婷婷陈洪胜太原理工大学材料科学与工程学院太原030024 太原理工大学先进成型与智能装备研究院太原030024 太原理工大学机械与运载工程学院太原030024

为了探究采用错距旋压制备镁/铝复合管过程中材料的变形行为,以及各工艺参数对复合管成型性的影响规律,采用ABAQUS/Explicit有限元模拟软件建立了AZ31镁合金/6061铝合金错距旋压数值模型,分析了旋压温度、减薄率、进给比等参数对内外管... 详细信息

为了探究采用错距旋压制备镁/铝复合管过程中材料的变形行为,以及各工艺参数对复合管成型性的影响规律,采用ABAQUS/Explicit有限元模拟软件建立了AZ31镁合金/6061铝合金错距旋压数值模型,分析了旋压温度、减薄率、进给比等参数对内外管变形协调性的影响。结果表明:提高旋压温度及减薄率有助于提升内管与外管的变形协调性以及成型质量,适当增加进给比有助于提升复合管表面成型精度;旋压温度为350℃时,单道次减薄30%,进给比为1 mm/r时,获得的复合管成型质量良好;界面处应力应变分布结果表明,复合管沿径向方向的等效应力呈现出梯度分布,造成内外管界面处塑性应变不连续,导致内外管变形不协调。通过数值模拟获得了可靠的加工区间,为实际成型提供了理论基础。

关键词：强力旋压镁/铝复合管材有限元模拟变形协调性