变形行为

摘要： TiAl合金以其低密度、高比强和良好的抗蠕变性等优点,已在航空发动机上获得应用。先进的β型γ-TiAl合金通过引入一定量的β/B2相,显著改善了合金的热加工能力,该类合金更适合热机械加工。对β型γ-TiAl合金热机械加工过程中的组织演化和变形行为形成完整的认识是制定和优化热加工工艺的前提。综述了β型γ-TiAl合金的不同初始组织在热机械加工过程中的组织演变及其动态再结晶机制,指出当热加工温度低于T_(γ,solv)时,组织演化主要与(α/α_(2)+γ)片层团的破碎有关;当热加工温度高于T_(γ,solv)时,主要与α相的动态再结晶有关,同时分析了β相的存在对(α/α_(2)+γ)片层团以及α相动态再结晶的影响,最后对β型γ-TiAl合金热变形过程中的基础问题进行了总结和展望。

摘要： 镁合金因其低密度被视为最轻的工程结构金属材料,但因较差的塑性变形行为限制了其广泛应用,因此增强镁合金的综合力学性能已经成为当前材料领域的研究热点.本文采用分子动力学模拟方法,研究了在拉伸载荷下石墨烯对金属镁变形行为和力学性能的影响.研究结果表明,石墨烯的嵌入能够明显提升金属镁的强度和杨氏模量,并对其塑性变形阶段的第二次应变强化产生较大影响.研究指出,石墨烯镁基(GR/Mg)复合材料和纯镁的塑性变形行为相同,在塑性变形过程中均发生了从密排六方到体心立方再到密排六方结构的相变.石墨烯嵌入位置对GR/Mg复合材料上下两部分镁基体的塑性变形行为有较大的影响.当石墨烯嵌入高度较小时,石墨烯下方的镁基体塑性变形能力较强,容易发生位错滑移,而当石墨烯嵌入高度较大时,石墨烯上下方的两部分镁基体的塑性变形能力相当,它们的塑性变形行为趋于同步.此外,本文对镁基体的相变机制也进行了详细分析.本文的研究结果对于设计高性能的石墨烯金属基复合材料具有一定的理论指导意义.

摘要： 针对新型多相Ti–43.5Al–6(Cr,Nb,Mo)–0.1B合金,采用热压缩试验方法和包套热挤压的方式对合金的高温变形行为和拉伸性能进行了研究。结果表明,在温度1100~1250°C、应变速率1~0.001s^(–1)下,压缩50%后,试样完整无裂纹,合金表现出优异的热变形能力。建立了真应变0.6时的耗散系数图,低耗散系数区(η0.55)主要分布在1160~1250°C、应变速率0.01~0.001s^(–1)工艺区间,高耗散系数区组织的再结晶体积分数较高,此区间为TCNM合金最优的热加工窗口。Tγ→0–80°C挤压+热处理后,获得了双态组织,其室温抗拉强度855MPa,伸长率为1.0%;Tγ→0–10°C挤压+900°C/6h/FC稳定化处理后,获得了层片取向沿挤压方向择优分布的近层片组织,合金的室温抗拉强度为1020MPa,伸长率为2.0%,800°C时抗拉强度为685MPa,表现出优异的强度和塑性匹配。

摘要： 研究在不同压力下由挤压铸造工艺制备的6082铝合金的热变形行为和显微组织演化。对合金进行热压缩实验并建立3D热加工图。采用光学显微镜、扫描电子显微镜以及背散射电子衍射技术研究合金的显微组织演化。结果表明,在较高挤压铸造压力下得到的试样在热变形过程中产生较多动态再结晶晶粒。在高温下由于第二相颗粒的溶解,挤压铸造压力对热变形后显微组织的影响减弱。此外,当较高挤压铸造压力下制备的样品在低温及中等应变速率下变形时,不均匀第二相分布容易导致流变失稳的发生。最后,得到挤压铸造态6082铝合金的最优加工区域为430~500°C和0.01~1s^(-1)。

摘要： 变形是环境荷载动态变化与结构性能演化耦合作用下大坝服役性态的直观表征,合理的变形行为分析与预测模型是科学诊断大坝健康态势并预测其未来运行行为的重要科学手段。考虑到严寒地区混凝土坝变形行为受环境温度变化影响显著,为有效解译环境温度动态波动导致的热变形特征,构建了基于实测边界温度的严寒地区混凝土重力坝变形行为分析模型。同时,为深入挖掘变形及其解释变量间复杂的因果函数关系,引入具有优良非线性训练能力的孪生支持向量回归(Twin Support Vector Regression,TSVR),并结合鲸鱼算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)对TSVR参数优化求解,据此提出了基于优化TSVR的混凝土重力坝变形预测模型。以严寒地区某混凝土重力坝为例,利用所建变形行为分析模型剖析了该坝某表孔溢流坝段坝顶水平位移变幅大且与其它测点水平位移变化规律相反的不协调变形行为的成因,研究结果对深入认识严寒地区混凝土坝变形行为具有重要价值;同时,基于优化TSVR的变形预测模型拥有出色的非线性信息挖掘与建模预测能力,为高精度预测大坝变形提供了一种新方法。

摘要： Al-Zn-Mg系铝合金作为一种轻质高强合金在航空航天和交通等领域有着重要的应用。获得更高的力学性能以及更优的耐腐蚀性能是Al-Zn-Mg系合金的发展方向,因此需要进一步优化其微观组织。在合金成分和热处理制度调控空间有限的情况下,微合金化成为该合金性能改善的一种重要手段。本文简要总结了微合金化元素对Al-Zn-Mg系铝合金力学性能、热加工行为及耐腐蚀性能的影响,重点关注了微合金化元素在不同工艺阶段下形成的第二相颗粒能有效细化晶粒并强烈阻碍位错运动;讨论了热加工变形过程中钉扎晶界及亚晶界、抑制回复再结晶的作用;阐述了提高合金耐腐蚀性能方法的内在机理。最后对Al-Zn-Mg系铝合金微合金化的研究方向进行展望,深入理解微合金化元素间、主微合金元素间的相互作用机理,实现微合金化元素的精准、精确投放将是未来主要的研究内容之一。明确微合金化元素在热加工过程中对变形组织及位错组态的调控作用将对提高合金耐腐蚀性能提供借鉴。

摘要： 为了提高铝型材挤压速度,对其挤压模具进行优化。通过分析铝合金型材在模腔内的变形行为表明,要提高挤压速度,必须减少挤压进程中产生的摩擦热和剪切热,并尽可能降低挤压力。对挤压比、分流比、模腔和模桥截面等因素进行优化,采用先进模具制造加工设备加工模具。优化前后的模具挤压对比结果表明:优化后的模具挤压速度明显提高,人工成本与能源消耗降低,生成效率提高,有利于铝型材生产企业提高产品竞争力。

摘要： 为探究波纹轧过程中铜/铝复合板应力-应变特点和组织演变规律,建立了三维有限元模型,并通过轧制试验验证了模型的准确性。针对波纹轧过程的复杂变化情况,分析了轧制变形区的应力-应变曲线,并通过扫描电子显微镜观察了铜板侧结合界面形貌和黏铝的质量分数。结果表明:当压下率为50%时,压应力在靠近出口的波谷处达到最大值(1306.28 MPa),等效应变在靠近出口的前波腰处达到最大值;波纹轧过程产生了3个搓轧区;出口处铜板侧多处黏铝的质量分数超过40%.铜板前波腰产生了剧烈变形,明显薄于后波腰。波纹轧过程中产生的多个搓轧区促进了金属表层破裂和新鲜金属流出,有利于异种金属结合。

摘要： 向金属中加入纤维、颗粒、晶须等增强体是提高金属复合材料力学性能的重要途径。而现代工业的不断发展对材料的多功能性提出了更高的要求。为改善材料的综合性能,保证其在高温、辐照等极端条件下的使用,研究人员设计了由纳米级交替层组成的材料体系——纳米多层金属复合材料。由于其具有极高的界面密度,可以有效地阻碍位错移动从而强化材料,同时促进了辐照缺陷的吸收,有效减轻金属的辐照损伤,在快堆、聚变堆等先进核反应堆中具有重要的应用前景。近年来,纳米多层金属复合材料在国内外得到了广泛而深入的研究,在制备技术、结构表征和综合性能等研究方面取得了长足的进步。以Cu/Nb纳米多层复合材料为例,综述了其制备技术、变形行为及热稳定性、抗辐照性、导电性等综合性能的研究进展,并探讨了纳米多层金属复合材料的发展趋势及应用前景。

摘要： 目的探究往复挤压工艺(CEC)与往复挤扭镦工艺(SETE)的变形特点,并研究单道次变形后的金属流动行为和应变分布特征。方法以低活化钢为材料,对CEC和SETE等2种工艺下的变形过程进行有限元模拟分析,获得3个道次变形后的CLAM钢等效应变云图,同时,开展相关试验以验证有限元模拟的准确性。结果往复挤压工艺(CEC)与往复挤扭镦工艺(SETE)均能实现多道次累积应变,其中SETE下的单道次累积应变量更大,其各道次等效应变分别比CEC下的等效应变高2.47、5.06、7.84。0.5道次变形后,SETE下的平均硬度值比CEC下的高6.1HV。结论在CEC与SETE下进行各道次变形后,边缘等效应变都高于心部等效应变,且1道次变形后应变均匀性相差不大,但随着道次的增加,SETE下的应变分布更加均匀。0.5道次变形后,CEC与SETE下的边缘晶粒尺寸均较心部晶粒尺寸细小,且SETE下的晶粒细化程度更高。

摘要： 采用型号为MTS-810带有加热装置的液压伺服拉伸实验机,研究了ZE42镁合金板材的高温拉伸变形行为,应变速率ε的取值范围为3.0×10-4s-1～0.17s-1,变形温度范围为300°C～450°C,采用Z参数和材料动态模型(DMM)建立了本构方程和热加工图.结果表明,ZE42镁合金板材热拉伸变形的平均激活能值为161kJ/mol,避开加工失稳区,ZE42镁合金板材热拉伸的稳态流变温度区间和应变速率区间分别为380～440°C和0.0003～0.01s-1.

摘要： 为了研究典型横截面形状对岩石在单轴压缩荷载作用下的强度和变形行为的影响,分别对横截面形状为圆形、正方形和长方形的岩石试件在3种不同高径比下的单轴压缩强度与变形特征进行了模拟.结果表明:相同面积不同横截面形状对岩石试件峰值强度影响不明显,但都呈现出随着高径比增加而峰值强度降低的规律.但是,横截面形状会明显影响岩石的峰后行为,圆形横截面试件峰后脆性最低,长方形横截面试件峰后脆性最高.

摘要： 通过热压缩试验研究了不同原始组织的TA17钛合金在温度区间750°C～950°C和应变速率0.01s-1～20s-1范围内的热变形行为,并且分析了原始组织晶粒尺寸对TA17钛合金热变形行为的影响.结果表明,TA17钛合金在750°C～900°C时的变形机制主要以动态再结晶为主,峰值应变随着温度升高和应变速率的降低而降低;而在900°C～950°C区间时以动态回复为主,峰值应变随着温度升高而增大.相同变形参数下,原始晶粒尺寸越小,热变形过程中的流变应力越小,动态再结晶程度越大.减小原始组织晶粒尺寸,可以有效提高TA17钛合金的热加工稳定性,扩大热加工的可加工区间.

摘要： 本研究针对铸件固定端上摆热处理过程建立了一个三维瞬态热力耦合模型.在热分析中,综合考虑了工件内部的导热及工件与环境之间的对流-辐射换热作用,以及材料的熔化与凝固过程中释放的潜热.在结构分析中,采用MISES准则判断材料的弹塑性状态,认为材料近似服从双线性等向强化的本构模型.基于该模型,对铸件固定端上摆热处理过程的热应力及变形行为进行了研究,结果表明:在支座平台长轴区、轴孔水平两端及支座平台与上摆联接处易出现较大应力;铸件的最大变形约为1.5mm,本研究对于制定铸件固定端上摆的热处理工艺具有重要的指导意义.

摘要： Ni-Ti形状记忆合金自20世纪90年代问世以来,在各种管接头、紧固件及医疗器械领域日益得到人们的重视.但是,Ni-Ti形状记忆合金属于中间合金,相变温度对化学成分强烈的敏感性、加工硬化率极快以及变形行为极其复杂,使得其难于加工制造且成本很高.因此,研究Ni-Ti形状记忆合金热模拟压缩变形行为,对于合理设计加工工艺,实现加工过程的精确控制,为构建镍钛合金的本构方程、制定镍钛合金薄壁管的成型工艺提供了理论指导，压缩试样随着压缩温度、应变速率或变形程度增大，动态再结晶越来越明显，应变速率一定，压缩实验的温度越高，Ni-Ti合金的流变应力越低。1050°C在应变速率0.1s-1压缩时Ni-Ti合金的峰值应力仅为650°C压缩时的19.4%，真应变在0.02以内时，随着真应变的增加，流变应力迅速增加达到峰值。真应变大于0.02后，随着真应变的增加，流变应力趋于平衡。

摘要： 开展了130°C和不同应力水平(10/125/150/175MPa)下,先加载再升温条件下的5A90铝锂合金的单轴拉伸蠕变时效试验,分析了5A90合金在不同应力作用下蠕变变形行为.结果表明:蠕变时效过程分为升温阶段和恒温阶段,总变形包括弹性变形、升温热膨胀、沉淀导致的晶格收缩变形和蠕变变形,其中材料从室温升温至130°C的线膨胀量为0.07％,时效18h后晶格收缩导致的线收缩量为0.018％.对于蠕变变形,175MPa条件下,升温过程产生明显蠕变变形,125MPa和150MPa条件下,升温至120°C后才开始发生明显的蠕变变形;125、150和175MPa条件下,恒温阶段蠕变应变分别达到0.039％、0.063％和0.079％,稳态蠕变应变速率分别为1.43×10-3、2.23×10-3和3.06×10-3％/h.

摘要： 黄泛区粉土工程性质差,必须改良后方可作为铁路路堤填料.基于无侧限抗压强度试验建议的木质素-石灰复合改良剂掺入比范围,进行了一系列动三轴试验,研究了不同改良剂及掺入比对黄泛区粉土累积塑性变形、滞回曲线和回弹模量的影响,并利用安定理论及能量耗散理论,对改良效果进行了归类和评价,得到了木质素-石灰复合改良剂的最优掺入比.试验结果表明,当木质素-石灰的掺入比为6％:3％时,改良粉土表现出更强的抵抗循环荷载的能力和更稳定的安定行为,可作为木质素-石灰复合改良剂的最优掺入比;安定理论与能量耗散理论对改良粉土变形行为的归类有较好的一致性,基于能量耗散理论的归类方法更加高效,可将两种判别方式联合使用,对长期循环荷载作用下路堤填料的变形行为进行判别.

摘要： 本文利用Gleeble-1500D对含钛低合金钢进行热模拟压缩实验研究,考察了变形速率与变形温度对该合金钢动态再结晶行为的影响,并构建了该种合金的变形本构关系和动态再结晶模型.研究结果表明,当变形温度较高、变形速率较小时,越易发生动态再结晶,但是平均晶粒尺寸也越大.运用模型结果进行模拟仿真,发现模拟结果与实验获得的微观结构相近,表明了应力-应变本构关系和动态再结晶模型能较好的预测实验结果.

摘要： 对于热冲压的高强钢焊管,由于焊缝区域和母材区域的组织和力学性能不同,会导致在热冲压过程中两者的变形行为不同,这对高强钢管材的热成形产生了很大影响.本文以BR1500HS高强钢激光焊管为对象,研究焊缝对管材变形行为的影响.采用感应加热将管材加热到900-1000°C,然后迅速置入模具进行合模和密封,通入高压气体对管材进行胀形.分析不同温度和胀形压力下高强钢管材的变形行为.结果表明,加热温度越高,焊缝对管材的极限胀形率影响越明显,极限胀形率越小.当加热温度为900°C时,极限胀形率为49.5％.高强钢管材在高温下胀形时,焊缝是薄弱区域,断裂位置总是在焊缝处.

摘要： 从位错线滑移着手并结合晶体结构的特征,在细观层面和宏观唯象层面详细探讨了拉伸变形的本质行为,即微塑性变形具有不同时性和不均匀性,并贯穿于拉伸应力-应变曲线的各个阶段.着重分析了应变速率对拉伸性能的影响,并从刚度修正、应变速率控制等方面探讨了GB/T228.1-2010的科学性及其实际运用方面的困难及建议.

摘要： 本发明属于汽车用钢技术领域，主要涉及一种抑制中高锰钢局部变形塑性失稳行为的方法。通过在中高锰钢退火前，退火过程中或者退火后进行电脉冲处理，甚至在变形过程中进行电脉冲同步加载均会抑制局部变形带的形核和传播，在应力‑应变曲线上表现为应力锯齿的波动幅度减弱甚至消失。其中，脉冲电流密度3～100A/mm2，频率50～5000Hz，脉冲占空比10～90％，处理时间为1～3600s。除此之外，该电脉冲处理工艺还能增强中锰钢的加工硬化能力并提高抗拉强度。该工艺处理效率高，操作简单，工艺窗口宽，具有良好的工业化应用前景。

摘要： 本发明公开了一种面向高速变形过程的多相金属材料本构行为快速计算方法，通过晶体塑性有限元方法对多相材料中各个单一纯相的力学行为进行预测，后通过金相组织测定、比例混合的方法对多相状态下材料所表现出的宏观本构行为进行了预测。该方法可对高应变率状态下材料单一相的力学行为做出准确、快速预测，因此可适用于涉及钢、钛合金等具有较复杂相成分材料的高速加工、锻压等变形过程。该方法避免了对于同一材料，经过不同热处理后由于微观组织变化导致力学性能显著改变而需要对材料力学行为进行重新测定的过程，在工业生产实际中可显著降低成本、提高模拟和分析效率，对零件加工变形过程的计算机辅助分析和设计具有重要的意义。

摘要： 本发明公开了一种采用可变形微通道的癌细胞动态行为检测系统，该检测系统包括显微镜、高速相机、视觉处理模块、微流控芯片、微量进样注射器、进样精密注射泵、收样注射器、收样精密注射泵以及压力控制装置；微流控芯片设置有微通道、压力仓以及可变形薄膜；压力控制装置与压力仓连通，用于控制可变形薄膜朝向微通道内的膨胀变形量，以在微通道内形成狭窄通道；狭窄通道用于实现对细胞悬浮液中的细胞进行机械挤压；视觉处理模块用于识别高速相机采集的图像，并根据预先存储的癌细胞特征参数对细胞中的癌细胞进行快速检测。上述检测系统能够实现对多种癌细胞的灵活、准确、实时检测，解决了现有微流控芯片结构固定、功能单一的问题。

摘要： 本发明公开了一种考虑实时行为电价分区多模态变形负荷预测方法，该方法包括：对区域负荷按地理及类型两个维度进行分区；对分区历史负荷数据进行经验模态分解和数据变形发掘数据特征及提升数据利用率；将历史负荷数据、实时电价、用户行为数量以及相关环境量作为输入集成学习器完成预测，将各分区的预测结果合并得到最终预测结果。所提方法能够实现电力系统短期负荷预测，提高负荷预测精度。

摘要： 本发明公开了一种蠕变损伤及变形随时间演化行为的预测方法，包括以下步骤：通过材料高温拉伸试验，得到抗拉强度σb；通过高温蠕变试验，获得对应的蠕变应变曲线、最小蠕变速率以及蠕变寿命tf；得到不同温度对应的阈值应力σth；建立抗拉强度σb以及阈值应力σth与温度T之间的函数关系；分别建立基于阈值应力σth和抗拉强度σb的最小蠕变速率及蠕变寿命tf预测公式；建立蠕变损伤本构模型，蠕变损伤本构模型包括应变速率公式和损伤速率公式；通过求解应变速率公式，得到应变变形随时间的演化行为；通过求解损伤速率公式，得到损伤随时间的演化行为。本发明克服了传统蠕变损伤本构模型难以外推的缺点，可实现准确的外推，预测精度高。

摘要： 所公开的橡胶材料变形行为预测方法即使从微观层面也可以以良好的精度对橡胶材料变形行为进行分析。更具体地，该橡胶材料变形行为预测方法创建橡胶内已混入有填料的橡胶材料的三维模型，对构成所述三维模型的橡胶层部分提供已基于根据分子动力学得到的厚度信息和温度信息确定了应变和应力之间关系的结构条件，并且分析橡胶材料变形行为。在所述橡胶材料变形行为预测方法中，优选地，对于应用了所述结构条件的三维模型使用有限元方法来分析橡胶材料变形行为。

摘要： 本发明涉及一种铝合金热变形行为和成形后屈服强度的预测方法，包括以下步骤：S1、通过拉伸数据来求解铝合金的本构模型；S2、将工程应力‑应变曲线转化为真实应力‑应变曲线；S3、建立铝合金的统一粘塑性本构模型，以得到铝合金在变形过程中的位错密度、硬化以及晶粒尺寸与粘塑性流动行为之间的关系；S4、将变形后的铝合金进行DSC分析；S5、将变形后的铝合金进行XRD分析；S6、根据上述的计算结果，得到元素浓度、析出相体积分数以及析出相尺寸；S7、建立屈服强度预测模型；S8、求得模型参数。本发明所涉及到的计算分析过程简单，参数少，便于推广应用，并且模型精度较高，能通过铝合金热冲压实验进行验证。

摘要： 所公开的橡胶材料变形行为预测方法即使从微观层面也可以以良好的精度对橡胶材料变形行为进行分析。更具体地，该橡胶材料变形行为预测方法创建橡胶内已混入有填料的橡胶材料的三维模型，对构成所述三维模型的橡胶层部分提供已基于根据分子动力学得到的厚度信息和温度信息确定了应变和应力之间关系的结构条件，并且分析橡胶材料变形行为。在所述橡胶材料变形行为预测方法中，优选地，对于应用了所述结构条件的三维模型使用有限元方法来分析橡胶材料变形行为。

摘要： 本发明涉及一种拱坝变形行为表征可视化分析系统，包括三维场景信息平台、数据管理模块、有限元分析模块、场信息模块及场表征模型模块。所述的三维场景信息平台以高精度的拱坝工程场景模型为基础，为其他功能模块提供操作平台并直观展示其计算结果；所述的数据管理模块对拱坝变形数据进行自动化采集及有效信息提取；所述的场信息模块联合有限元分析模块构建拱坝变形监测场；所述的场表征模型模块基于变形监测信息对坝体的整体变形特性进行表征。本发明的可视化分析系统，能够实现拱坝变形测点信息查询、数据有效信息提取、变形监测场构建及整体变形行为表征等功能，并依托真实工程场景对各种成果进行直观展示，为高效分析拱坝变形行为提供基础。

摘要： 本实用新型公开了一种用于研究水平循环荷载下桩竖向沉降及变形行为的试验装置，包括箱体、模型桩和用于图像采集的高清CCD相机。箱体内通过支撑结构安装有水平导轨和伺服电机，伺服电机的输出轴依次通过传动带和丝杠带动一螺母滑块，螺母滑块与水平导轨固定；模型桩的顶部设有用于安装砝码的结构，以实现模拟上部荷载的效果；模型桩的上部、且在与螺母滑块高度一致的位置处设有滚动轴承，滚动轴承的外环上设有水平接触杆；水平导轨带着螺母滑块进行水平方向上的位移时，实现对模型桩的水平循环加载过程。利用本实用新型可以研究桩基在不同竖向与水平方向荷载耦合作用下竖向沉降及变形机理。