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陶瓷防热瓦用应变隔离垫的制备及性能

宇航材料工艺 2017年第3期47卷 61-63页

作者：周洁洁孙陈诚陈育阳徐云辉胡子君航天材料及工艺研究所先进功能复合材料技术重点实验室北京100076

通过SEM等手段对以芳纶纤维为原料,采用针刺工艺制备的应变隔离垫的微观结构、力学、粘接和耐温性能进行表征与分析。结果表明:当针刺密度为35针/cm2、材料密度为0.18 g/cm3时,材料具有很好的应变协调能力和力学性能,经200℃以下温度热... 详细信息

通过SEM等手段对以芳纶纤维为原料,采用针刺工艺制备的应变隔离垫的微观结构、力学、粘接和耐温性能进行表征与分析。结果表明:当针刺密度为35针/cm2、材料密度为0.18 g/cm3时,材料具有很好的应变协调能力和力学性能,经200℃以下温度热处理,材料无明显变化,强度仍可达0.9 MPa。在风洞考核环境下,陶瓷瓦热防护组件最高表面温度1 500℃,风洞考核后,组件无开裂、松动现象,验证了应变隔离垫用于陶瓷瓦粘接的可靠性。

关键词：应变隔离垫芳纶纤维毡应变协调

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桩土均质化横观各向同性模型理论研究

岩石力学与工程学报 2007年第4期26卷 853-859页

作者：胡琦凌道盛陈云敏浙江大学建筑工程学院浙江杭州310027

在应变协调的假定基础上,将桩土地基进行均质化,结合横观各向同性材料的本构方程,给出均质化后复合地基弹性模量以及泊松比的求解方法。通过与有限元方法计算结果的对比,验证本方法的正确性。最后将该方法运用于一大型深基坑工程的坑底... 详细信息

在应变协调的假定基础上,将桩土地基进行均质化,结合横观各向同性材料的本构方程,给出均质化后复合地基弹性模量以及泊松比的求解方法。通过与有限元方法计算结果的对比,验证本方法的正确性。最后将该方法运用于一大型深基坑工程的坑底隆起问题分析,并分析工程桩对坑底回弹和围护结构变形的影响。通过与实测结果比较表明,本方法能很好地反映工程桩对坑底回弹和围护结构变形的影响,同时大大简化建模工作量与计算量。

关键词：桩基工程回弹应变协调均质化横观各向同性有限元

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钢管混凝土空间桁拱徐变计算的单一单元模型

应用力学学报 2023年第5期40卷 1188-1193页

作者：陈历强邓继华谭建平田仲初谭平长沙理工大学土木工程学院长沙410114 长沙理工大学桥梁工程安全控制教育部重点实验室长沙410114 广州大学工程抗震研究中心广州510405

采用空间杆单元模拟结构杆件,基于徐变作用下钢管与核心混凝土黏结良好因而应变协调的特点,结合徐变的时间步增量分析方法,建立适合钢管混凝土空间桁拱徐变分析的单一单元模型并开发了程序,对湖南茅草街大桥(主跨为368 m的中承式钢管混... 详细信息

采用空间杆单元模拟结构杆件,基于徐变作用下钢管与核心混凝土黏结良好因而应变协调的特点,结合徐变的时间步增量分析方法,建立适合钢管混凝土空间桁拱徐变分析的单一单元模型并开发了程序,对湖南茅草街大桥(主跨为368 m的中承式钢管混凝土拱)进行了《公路钢管混凝土拱桥设计规范》(JTG-T D65-2015)和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)规定的两种徐变模式下拱肋下挠、截面应力以及杆件内力重分布的对比分析。结果表明:本研究的钢管混凝土杆件单一单元模型相对于常规的双单元模型能提高计算效率;两种徐变模式下计算的由徐变引起的拱肋下挠、截面应力重分布非常明显,杆件内力重分布不太明显;相对而言,后一种徐变模式下徐变对拱肋受力行为的影响更强些。

关键词：钢管混凝土空间桁拱徐变单一单元模型应变协调

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湖北长阳半峡背斜岩层应变分析

湖北地质 1997年第1期15卷 16-23页

作者：简文星吴树仁徐瑞春中国地质大学资源学院

利用核部Ｍ型小褶皱、层间小褶皱、方解石脉及劈理等地质标志体，对半峡背斜进行了系统的线应变测量；在此基础上，运用长短轴法，Ｆｒｇ法及Ｒｆ／Φ法对南津关组、分乡组鲕粒灰岩的鲕粒应变进行测量、统计与分析。应变分析结果表明：... 详细信息

利用核部Ｍ型小褶皱、层间小褶皱、方解石脉及劈理等地质标志体，对半峡背斜进行了系统的线应变测量；在此基础上，运用长短轴法，Ｆｒｇ法及Ｒｆ／Φ法对南津关组、分乡组鲕粒灰岩的鲕粒应变进行测量、统计与分析。应变分析结果表明：半峡背斜岩层发生过两次明显的变形。第一次在半峡背斜形成之前，岩层在成岩作用或构造作用下形成的变形。第二次是在半峡背斜形成过程中发生的变形，半峡背斜不同构造部位、不同岩性的应变值与褶皱弯滑作用形成的应变协调一致。

关键词：半峡背斜线应变鲕粒应变长短轴法 Frg法 Rf/Φ法应变协调

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竹筋与混凝土粘结滑移数值模拟研究

竹筋与混凝土粘结滑移数值模拟研究

作者：楚帅福州大学

学位级别：硕士

钢筋混凝土结构从被发明以来,展现出其优越的力学性能而被广泛应用。然而,钢筋与混凝土在制造的过程中,需消耗难以估量的不可再生资源,废弃物的产生也极大的污染了生态环境。随着人们对“可持续发展建筑”、“绿色建筑”提出,竹资源被... 详细信息

钢筋混凝土结构从被发明以来,展现出其优越的力学性能而被广泛应用。然而,钢筋与混凝土在制造的过程中,需消耗难以估量的不可再生资源,废弃物的产生也极大的污染了生态环境。随着人们对“可持续发展建筑”、“绿色建筑”提出,竹资源被视作一种可再生环保材料再次进入国内外学者的视野。但是竹筋与混凝土粘结强度差、材料强度的离散性等问题也限制了其发展。为了更加深入了解竹筋与混凝土粘结性能问题,本文作出相关研究:(1)对于竹筋与混凝土粘结性能差的特点,通过对竹筋表面涂刷环氧树脂粘结无机颗粒或有机颗粒的方法,并通过竹筋混凝土拉拔试验进行了研究。结果表明:拉拔试验破坏形式以竹筋与混凝土界面发生滑移破坏为主;表面处理后的竹筋,与混凝土之间的粘结性能显著改善,而涂刷环氧树脂后粘结无机颗粒相对有机颗粒效果后粘结力更大。(2)重点研究了竹筋与混凝土之间粘结性能的影响因素,其中主要包括混凝土的强度等级和竹筋的粘结长度,针对表面粘结无机颗粒的竹筋,提出了竹筋混凝土粘结滑移本构,并对粘结强度以及锚固长度的计算公式做出推导。结果表明:公式计算数据与试验较为贴合。(3)针对表面粘结无机颗粒的竹筋,建立考虑滑移和不考虑滑移的竹筋混凝土简支梁ABAQUS有限元模型,分析竹筋混凝土梁受力破坏过程、承载力以及裂缝的发展等,并对考虑滑移与不考虑滑移进行了对比分析。考虑滑移时,分析配筋率、竹筋表面不同处理方式对梁中竹筋与混凝土应变协调的影响。分析表明:不同配筋率下,梁在达到极限承载力时跨中某处混凝土应变与竹筋应变比值基本稳定2.00左右;竹筋表面处理方式对混凝土与竹筋的应变比值较为明显,当竹筋表面无处理时,跨中某处梁达到极限承载力时跨中某处混凝土应变与竹筋应变比值为3.16,而竹筋表面粘结无机颗粒时,应变比值为2.03,粘结有机颗粒的为2.69,由此可发现竹筋表面的处理方式对竹筋混凝土应变协调影响较大。(4)在考虑滑移的情况下,即竹筋应变与混凝土应变不协调的情况下,对竹筋表面粘结无机颗粒的竹筋混凝土梁承载力进行推导。(5)并在考虑滑移的情况下,利用Spring2单元模拟竹筋与混凝土粘结滑移进行建模,得到混凝土强度等级、混凝土保护层度、梁截面高度以及竹筋表面不同处理方法对竹筋混凝土梁受力性能的影响。

关键词：竹筋-混凝土粘结滑移拉拔试验 ABAQUS有限元模型应变协调

AZ31镁合金室温多向压缩过程孪生行为的研究

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AZ31镁合金室温多向压缩过程孪生行为的研究

作者：崔凯旋福州大学

学位级别：硕士

本文选用具有强烈{0001}基面织构的商用AZ31镁合金热轧板材为研究对象,设计了两种不同初始取向的正方体样品,选择不同的应变速率、变形路径和道次变形量,在室温下进行多向压缩试验,利用电子背散射衍射(EBSD)技术对变形过程中的微观组织... 详细信息

本文选用具有强烈{0001}基面织构的商用AZ31镁合金热轧板材为研究对象,设计了两种不同初始取向的正方体样品,选择不同的应变速率、变形路径和道次变形量,在室温下进行多向压缩试验,利用电子背散射衍射(EBSD)技术对变形过程中的微观组织及织构演变进行定量表征,系统研究了变形条件对镁合金多向压缩过程中孪生行为的影响,详细分析了预变形产生的孪晶组织对后续变形行为的影响,阐明了变形条件对孪生及其变体选择机制的影响规律。主要研究结果如下:(1)在准静态多向压缩过程中的孪生行为与变形路径和道次变形量密切相关。沿TD-RD-ND路径压缩时,道次应变量较小时,每道次发生孪生的体积分数较少,沿RD压缩时主要在残余基体中发生孪生,孪晶片层数量增多,而预变形孪晶片层会阻碍孪生片层的扩展,第三道次沿ND压缩时,一次孪生发生退孪生,孪生片层减少,强度降低。道次应变量增加时,孪生体积分数增加,第二道次压缩时在预变形孪生区域发生二次孪生,在第三道次压缩时,二次孪生区域仍发生孪生,减少退孪生的发生,防止强度降低。对于ND-RD-TD路径,沿ND压缩时,变形以滑移为主,产生少量压缩孪晶和二次压缩孪晶,这些预压缩孪晶由于数量较少,对随后变形行为没有明显的影响。多向压缩过程中的织构演变主要受拉伸孪生影响,道次应变量越大,织构变化越明显,每道次压缩后,利于拉伸孪生的晶粒取向发生孪生转到压缩轴附近,不同孪生变体有利于弱化织构。预变形产生的孪晶与后续变形中产生的孪晶片层相互交叉,分割细化晶粒并弱化基面织构。(2)在动态塑性多向压缩过程中,相比于准静态变形,加工硬化率明显提高,而且孪生的发生程度增加,但由于每道次发生孪生的体积分数较大,织构弱化不明显,在经过三道次压缩后,动态塑性样品晶粒的细化效果明显优于准静态样品,且晶粒细化更均匀。(3)多向压缩过程中,{10(?)2}孪生变体的选择基本符合Schmid定律,而且以多种方式相连的孪生片层间(如晶内不同孪生变体相遇、相邻晶粒间孪晶对和穿过多个晶粒的孪晶链)普遍存在应变协调关系,大部分相连孪生对具有较大的Schmid因子和应变协调因子,随着道次应变量的增加,产生不同二次孪生变体的晶粒数量增加,动态塑性变形过程中孪生的Schmid因子和应变协调因子有所减小。

关键词：多向压缩 AZ31镁合金孪生孪生变体应变协调

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镁合金塑性变形中孪生行为的研究

镁合金塑性变形中孪生行为的研究

作者：陈慧聪重庆大学

学位级别：硕士

镁及其合金是所有金属工程材料中密度最小的,表现出良好的铸造成型、切削以及焊接性能,在汽车、航空、交通、通信以及日常生活中有很大的应用潜力,因此得到广泛关注。轧制态AZ31板材具有强烈的基面织构,导致其力学行为的各向异性,塑性... 详细信息

镁及其合金是所有金属工程材料中密度最小的,表现出良好的铸造成型、切削以及焊接性能,在汽车、航空、交通、通信以及日常生活中有很大的应用潜力,因此得到广泛关注。轧制态AZ31板材具有强烈的基面织构,导致其力学行为的各向异性,塑性变形能力差,所以加工成型能力较差,严重限制了镁合金板材的大规模应用。本文对具有初始轧制织构的AZ31镁合金进行了连续压缩实验,并借助光学显微镜、X射线衍射和背散射电子衍射等分析技术,探索镁合金形变过程中的拉伸孪生行为以及孪生对镁合金性能的影响。研究结果表明:(1)镁合金变形过程孪生的启动与其晶界取向有关,初始晶界取向差较小,孪生越容易形核;单向加载情况下,初始材料受力情况简单,孪晶变体的激活遵循施密特一般规律,即拥有较高施密特因子的孪生变体优先启动。(2)沿初始轧制态试样RD方向连续压缩时,孪晶晶界数目与孪晶体积分数呈现不同的变化趋势:当应变量小于2%时,应变增加孪晶界数量会迅速增加;当应变量继续增加至6%的过程中,孪晶界数量基本保持不变;继续变形孪晶界数目会随着孪晶吞并基体晶粒而迅速减少;而在整个变形过程中,孪晶体积分数呈现一直上升的趋势直至孪生完全,这主要是因为孪晶会以孪晶界迁移的方式生长,当同种孪生变体的相互合并或者孪晶完全吞并基体晶粒时,孪晶界会随之消失而孪晶体积分数会达到极值。(3)在初始变形下,基体晶粒内部会优先启动施密特因子较大的拉伸孪生变体,随着应变的增加,其他低施密特因子变体也会被激活来协调均匀塑性变形;而在产生孪晶的晶粒中,孪生变体一般都具有较大的施密特因子。在整个变形过程中,虽然少数晶粒的拉伸孪生变体具有较高的施密特因子,但是由于其拉伸孪生变体所需周围相邻晶粒提供较大的协调应变张量而无法被激活;而部分晶粒虽然取向偏离初始织构方向,但是它们产生相应的拉伸孪生变体所需相邻晶粒提供的协调应变远小于上述晶粒,故综合考虑局部变形协调因素后,这些晶粒中的变体会被激活来协调均匀塑性变形。(4)镁合金材料塑性变形过程中在晶界处会产生较多的孪生对,通过EBSD原位观察本文得到孪生对的形成要素和机理:孪生对对应的两个孪晶可以为同一种孪生变体类型也可以为不同的孪生变体类型,但是要保证孪生对形成处基体晶粒取向差与孪生对之间的取向差基本相同且两个孪晶都具有较大的施密特因子;孪生通过次序形核方式穿越晶界形成孪晶对,并以协同生长的方式共同长大吞并基体。由于孪晶对涉及多个晶粒的变形,通过在晶界处形成多个孪晶对,可以协调多晶粒的局部变形。(5)一个晶粒内部可同时启动多种孪生变体,变体都具有较高的施密特因子。其中变体取向差为60°的变体间相互作用会显著阻碍孪晶的正常生长,导致局部应力集中,晶体会通过新孪生形核的方式来协调塑性变形;此外位错反应在镁合金的孪晶反应过程起重要作用。(6)经过不同阶段的连续应变后,材料屈服强度由于不同的硬化机理而得到强化,根据应力-应变曲线和相关变形机制分析:变形量小于6%时,孪生片层数目较多,晶界体积分数大,此时孪晶对镁合金加工硬化贡献起主导作用;变形量增加,孪晶相互吞并,晶界体积分数骤降,此时孪晶体积分数的增加会是的不可动位错增加,导致加工硬化率的提高,同时,拉伸孪晶是的基体晶粒取向旋转86°导致的取向硬化也会对材料加工硬化有所贡献。

关键词： AZ31镁合金拉伸孪生变体施密特因子应变协调力学性能

挤压态AZ31镁合金的孪生行为及其塑性变形机理研究

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挤压态AZ31镁合金的孪生行为及其塑性变形机理研究

作者：梁迎春重庆大学

学位级别：硕士

本工作主要研究在单轴压缩和室温轧制的变形条件下,挤压态AZ31镁合金的孪生行为及其变体选择规律。分别沿不同方向进行单轴压缩和室温轧制,得到具有不同变形组织的挤压态AZ31镁合金,通过电子背散射衍射(EBSD)技术表征变形组织中微结构... 详细信息

本工作主要研究在单轴压缩和室温轧制的变形条件下,挤压态AZ31镁合金的孪生行为及其变体选择规律。分别沿不同方向进行单轴压缩和室温轧制,得到具有不同变形组织的挤压态AZ31镁合金,通过电子背散射衍射(EBSD)技术表征变形组织中微结构演变及孪生行为。结合具体的变形几何和晶体学计算,统计和讨论了样品中孪晶及孪晶对的变体选择规律,对不同变形条件下挤压态AZ31镁合金的塑性变形机理有了更加全面的认识。研究了变形组织中晶界取向差角和孪生面积分数等微结构特征,讨论了挤压态AZ31镁合金在变形过程中的塑性变形机理。研究表明:(1)沿ED(extruding direction)单轴压缩时,大多晶粒中{10-12}拉伸孪晶被激活,且在晶界处形成了大量的孪晶对;取向差角也主要集中在86?附近,而取向差在2?-5?范围内的小角度晶界所占的比例较少,且随变形量的增加,孪晶的面积分数也随之增加,即孪生是主导的变形机制。垂直ED压缩时,样品中孪晶及孪晶对的数量较沿ED压缩时明显减少,而取向差集中在2?-5?范围内的小角度晶界所占的比例却显著增加,这说明垂直ED压缩时,除了孪生外,滑移是主要的变形方式。(2)室温轧制后,以ED//ND(normal direction)轧制的样品中孪晶及孪晶对的数量最多,这与晶粒的取向有关,且取向差角在2?-5?范围内的小角度晶界少于单轴压缩同一变形量的样品,这是因为高应变速率下滑移来不及激活,而孪晶及孪晶对的形成可以缓解局部应力集中。分析和讨论了孪晶变体的选择规律,结果表明:(1)单轴压缩或轧制变形条件下,样品中形成的孪晶及孪晶对都具有较高的Schmid因子(SF),且多于70%的孪晶变体SF Rank均为1或2,即大部分孪晶的变体选择均符合Schmid定律。(2)单轴压缩的样品中,有超过一半的孪晶对几何协调因子m?Rank为1,室温轧制中孪晶对m?Rank为1的比例超过70%,故应变协调效应经常在孪晶对的变体选择中扮演重要作用。(3)SF和m?值均较高的孪晶对更容易在低角度晶界处形成,且该孪晶对可以很好的协同协调样品的宏观变形。

关键词：镁合金孪生变体选择 Schmid因子应变协调

基于准原位的AZ31镁合金动态载荷作用下变形行为的研究

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基于准原位的AZ31镁合金动态载荷作用下变形行为的研究

作者：何振宇沈阳工业大学

学位级别：硕士

镁合金质量轻、比强度和比刚度高且易回收的优点使其在广泛应用。在汽车、飞行器前端及汽车侧面、尾部的镁合金零部件会受到较高应变速率的冲击载荷作用,将会导致结构件在极短时间内失效,对设备的安全性能造成威胁,产生不可预料的后果... 详细信息

镁合金质量轻、比强度和比刚度高且易回收的优点使其在广泛应用。在汽车、飞行器前端及汽车侧面、尾部的镁合金零部件会受到较高应变速率的冲击载荷作用,将会导致结构件在极短时间内失效,对设备的安全性能造成威胁,产生不可预料的后果。因此,基于准原位镁合金在高应变速率动态压缩下的变形行为及其变性机理的研究具有重要意义。本文以挤压态AZ31镁合金为研究对象,基于准原位方法,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)设备在室温下对AZ31镁合金进行动态压缩实验。分别进行单轴及双轴动态压缩实验,利用电子背散射衍射技术(EBSD)及透射电子显微镜(TEM)对试样变形前后的微观组织进行表征,深入分析高速变形前后AZ31镁合金的微观组织及变形机理。单轴动态压缩实验中结果表明:挤压剪切AZ31镁合金在经过3%ERD(Extrusion radial direction,ERD)动态压缩后,有55.4%的激活孪晶具有高的Schmid因子(Schmid factor,SF)>0.3,满足Schmid定律。对SF在0-0.3的拉伸孪晶及其相邻晶粒激活的变形模式(滑移和孪生)的应变协调因子(m’)计算结果表明,低SF孪晶与优先形核的孪晶具有高m’以孪晶传递的形式被激活;柱面滑移和锥面滑移促进应力调节,对低SF拉伸孪晶的形核起到积极作用。双轴动态压缩实验结果表明:沿着ERD方向压缩激活大量拉伸孪晶;当反向加载之后,发生了退孪生现象,并伴随着少量拉伸孪晶激活。深入分析了不同的退孪生行为发现SF是退孪生主要原因,并且受到相邻晶粒m’影响。采用滑移迹线法确定激活的滑移系统,并与退孪生相结合,判断滑移对退孪生的促进作用。在复杂的双轴动态压缩过程中,激活了{10(?)1压缩孪晶以及{10(?)2-{10(?)2二次孪晶。根据TEM结果表明,在双轴压缩过程变形机制主要为滑移与孪生(退孪生)共同作用。在退孪生过程中,滑移诱导退孪生,对退孪生具有一定协调作用。高分辨透射分析结果表明:孪晶界由基面-柱面(BP)、柱面-基面(PB)和锥面-锥面({10(?)2 TB)组成并对退孪晶过程具有协调作用。

关键词： AZ31镁合金准原位应变协调退孪生