蠕变行为

摘要： 利用一种基于变形机制的本构模型对P91钢蠕变行为进行了研究。结合试验数据发现,最小蠕变速率与蠕变过程中的施加应力呈现出明显的指数关系,且与不同的变形机制间存在紧密联系。通过将位错滑移、位错攀移以及晶界滑移三种变形机制引入传统Norton幂律方程,对P91钢在580°C~620°C温度、135 MPa~200 MPa应力条件下的蠕变行为进行模拟分析。结果表明,利用该模型可以较好地描述P91钢的蠕变曲线,包括蠕变的初始阶段、稳态阶段以及加速阶段。此外,模型计算结果及扫描电镜观察分析进一步表明,在当前温度应力范围内P91钢蠕变断裂形式为穿晶断裂。

摘要： 纳米/微米银膏作为一种潜在的无铅焊料,近年来被探索应用于芯片的封装中。基板镀层、烧结温度、银浆中金属颗粒粒径、溶剂种类等均会影响封装结构的电学、热学和力学性能。相同烧结温度下,银浆中银颗粒的粒径对烧结制备的封装结构可靠性至关重要。西北工业大学、西安建筑科技大学姚尧教授团队在相同条件下分别制备了粒径为7.35μm、5.81μm和2.90μm的3种微米银,对相同烧结条件下不同粒径微米银的宏观和微观力学性能开展研究。使用铰接式拉伸和剪切试件测试了微米银的剪切和拉伸强度,发现在300°C下烧结50 min形成的节点拉伸强度和剪切强度随着纳米银粒径的增加逐渐降低。

摘要： 甜高粱发酵生产燃料乙醇时产生的甜高粱渣中含有丰富的纤维素及半纤维素,可用来进一步构筑功能复合材料.为了研究甜高粱渣对复合材料热稳定性及力学性能的影响规律,文章选取高密度聚乙烯与甜高粱渣为主要原料,采用注塑成型法制备复合材料,并借助傅里叶变换红外光谱及化学成分分析仪研究甜高粱渣的表面官能团及组分含量,采用扫描电子显微镜分析复合材料的微观形貌,通过热重分析评价复合材料的热稳定性,利用万能力学试验机和动态热机械分析仪分析复合材料的力学性能.研究结果表明;作为生物大分子,甜高粱渣会降低复合材料的热稳定性及冲击强度,但对复合材料的抗蠕变能力、抗应力松弛能力及弯曲强度均有不同程度的增强作用;当甜高粱渣的含量为40％时,复合材料的界面结合情况良好,弯曲强度可达40 MPa,较高密度聚乙烯纯料提高了46％,展现出较高的力学性能.

摘要： 本工作研究了Mg-11Gd-2Y-1.5Ag-0.5Zr合金在225～275°C/110～150 MPa条件下的高温蠕变行为和组织演变.结果表明:合金在225°C/110～150 MPa蠕变状态下,蠕变应力指数n=3.4,蠕变机制为位错滑移机制;在250°C/110～150 MPa蠕变状态下,蠕变应力指数n=4.7,蠕变机制为位错滑移机制;在275°C/110～130 MPa蠕变状态下,蠕变应力指数n=5.8,蠕变机制为位错滑移机制;在275°C/130～150 MPa蠕变状态下,蠕变应力指数n=10.5,幂律蠕变定律失效,蠕变机制较为复杂.根据蠕变激活能Q值对蠕变机制的分析结果与蠕变激活能n值分析结论基本一致.合金在同一温度下,晶粒尺寸随着应力的增大而增大;在同一应力下,晶粒尺寸随着温度的升高而减小.在本研究中,110～150 MPa的高应力范围内,合金在250°C以下有着良好的抗蠕变性能.

摘要： 为研究HTPB固体推进剂装药长期自重载荷下的蠕变规律,获取影响立式贮存装药应力、应变及位移变化的主要参数,开展了低应力水平推进剂试件蠕变试验,获取蠕变过程应变—时间曲线;考虑推进剂材料和装药载荷等参数的不确定性,开展老化不同时间的固体推进剂装药在固化降温、不同时长重力和内压载荷联合作用下的蒙特卡洛随机有限元分析,获取各参数对蠕变结果的重要度变化规律.结果表明,Norton本构方程与试验结果在低应力水平下一致性较高,平均相对误差小于5％;装药在长期自重下会产生蠕变,随立式贮存次数的增加,装药应力逐渐减小,位移和应变逐渐增大;卧式贮存10年时,应变与固化降温初始结果相差不足2％,位移仅增加16.3％,同等条件下,立式贮存发动机应变和位移分别增加了 75％和110％,考虑老化因素时,应变进一步增加;影响蠕变结果的各因素重要度与老化时间和立式贮存次数密切相关,发动机立贮20次时,质量m、模量E、泊松比v 平均重要度分别为0.58、0.16和0.1.

摘要： 焊料良好的力学行为是微电子芯片高可靠性的重要保证.在交变温度载荷作用下,焊料层的蠕变特性往往直接决定电子芯片的使用寿命.因此开展焊料蠕变行为测试,了解电子芯片热疲劳失效机理是力学专业学生理解并应用力学理论解决工程实际问题的有效尝试.该文结合国家新旧能源转换背景,研发了一组芯片焊料蠕变测试与损伤检测平台,开展了SnAgCu焊料蠕变性能及微电子功率模块的热疲劳失效行为研究,为工科学生创造了良好的创新型实践条件.教学实践结果表明,此次实验有助于学生掌握材料蠕变行为的检测原理、过程以及在微电子芯片热疲劳评估中的应用,加深了学生对专业知识在工程实际应用的认识,提升了学生的学习兴趣.

摘要： 采用木质素磺酸钙(CL)填充高密度聚乙烯(HDPE)制备CL/HDPE复合材料,利用SEM、DSC、XRD对CL/HDPE复合材料进行表征,并对其强度、蠕变行为及应力松弛等力学性能进行测试.结果 表明,CL/HDPE复合材料具有良好的结合界面和热稳定性;CL的加入可以提高CL/HDPE复合材料的弯曲强度,但对其冲击强度会产生不利影响;CL含量的增加有利于提高CL/HDPE复合材料的抗蠕变性能和抗应力松弛能力,而温度的升高会对CL/HDPE复合材料的蠕变行为和应力松弛产生不利影响.

摘要： 研究了Al2 O3f/Mg-6Al-0.5Nd-1Gd复合材料的高温蠕变行为.结果表明:随着蠕变温度由483K升高到513K,外加应力从60MPa增大到90MPa,复合材料的稳态蠕变速率增加,压缩蠕变性能变差;复合材料的蠕变行为主要受到位错攀移控制;复合材料中由于Al2 O3短纤维增强相的添加,提高了材料的蠕变表观激活能Qc和蠕变表观应力指数n;复合材料在载荷恒定时,随着蠕变温度由483K提高到513K,复合材料材料的蠕变门槛应力由57.2 MPa降低为32.3 MPa.

摘要： 聚乙烯(PE)涂料具有广泛的工业应用价值.这种涂层能够承受长期的应力,这会导致涂层改变其原有性能,并且在某些特定情况下更加贴合使用需求.本文研究了PE涂层多轴向经编涤纶纤维织物在拉伸载荷作用下的蠕变行为,并对其在三个具代表性的角度上的蠕变行为进行了研究.通过数学模型来分析粘弹性和粘塑性变形的数据,结果表明,织物的蠕变变形是各向异性的.此外,蠕变变形值与纤维的体积和分布状态以及载荷有关.因此提出一种多轴向经编针织物非线性粘弹性和粘塑性的数学模型,该模型得到的数据与实验结果吻合较好,说明了该模型在多轴向经编针织物蠕变性能预测中的潜在应用.

摘要： 铀基非晶是一类新型的亚稳合金材料,在核工业和军工领域有广阔的应用前景,为认识其力学性能演化,需系统开展蠕变实验研究.文中针对U65Fe30Al5非晶条带试样,利用纳米压痕测试技术研究了载荷和加载速率对其蠕变行为的影响.结果表明:随着载荷或加载速率的增加,在相同蠕变时间内蠕变位移呈现增大趋势,但当加载速率高于特定阈值(约50mN/s)时该位移保持恒定;随载荷的增加,蠕变应力指数不断变大,而随加载速率的增大该指数呈现减小趋势,并在高于特定阈值时不再变化.与常规晶态合金相比,铀基非晶合金具有更大的应力指数,这可能与材料中具有更多的自由体积相关.该研究为了解铀基非晶合金的蠕变性能提供了重要的基础数据,有利于提升对这类新材料的认识.

摘要： 通过对改进型9Cr-1Mo耐热钢焊接接头进行高温拉伸蠕变试验,获得了其在温度为545°C和565°C、应力范围从175～225MPa条件下的蠕变应变-时间曲线,并研究了其蠕变变形及断裂行为.借助光学显微镜和扫描电镜等手段对耐热钢焊接接头蠕变后的微观组织及断口进行了观察和分析,结果表明,在本试验条件下,改进型9Cr-1Mo耐热钢焊接接头蠕变断裂位置都处于焊接热影响区,断面收缩率的值为82.12％～87.57％.

摘要： 粘弹性行为的时间依赖性是聚合物材料的基本特性之一.在本研究中,研究了聚酯纤维多轴经编织物在拉伸和剪切模式下的蠕变行为.在3个温度(15°C,40°C,60°C)和几个应力水平(1MPa,2.5MPa,4MPa或0.02MPa,0.04MPa,0.06MPa)中,对多轴径编织物的短蠕变进行了3个加载方向.实验结果符合Burgers和Findley模型,并且这两种模型可以准确地预测复合材料的蠕变行为.本文主要集中于使用Burgers和Findley模型去获得与压力水平、温度和多轴经编织物的结构有关的参数.两种模型的拟合结果与实验数据一致.Findley模型的双参数和Burgers模型的四个参数在压力水平、温度和加载方向的体积分数有密切的关系.具体来说,参数A在较高的温度下具有较高的值,这与加载方向上纤维含量的影响是相反的.参数n随温度升高而升高,但不受纤维含量的影响.在Burgers参数方面,参数E1,E2和η1有一个共同的缺点,即温度升高.这些先前提到的参数的变化特性在纤维含量上是与温度的变化是相反的.温度和纤维含量对松弛时间没有明显的影响,但随着压力的增加,松弛时间呈上升趋势.

摘要： 冰雪建筑是一种以冰、雪作为主要建造材料的建筑形式,在高纬度寒冷地区最为常见.基于材料特殊性，冰雪结构的可靠度研究及健康监测相比其他结构形式更加重要。冰雪结构因其材料特殊性，具有严重的蠕变行为及气温敏感性，材料的力学性质随时间、温度及外力作用的改变明显。通过结构健康监测技术，除监测结构振型敏感部位的振动信号等传统指标外，针对冰雪结构特点，对其结构内部温度、冰雪融化程度、材料力学性能等专门化指标进行监测、反馈和分析，形成一体化无线传输分析系统，对冰雪结构进行全方位监测。而要实现上述健康监测目标，则包含数据采集系统、信号处理、结构分析等诸多不同领域的内容。中国东北地区冬季气候严寒，适合发展冰雪建筑的研究工作，顺应国家文化发展趋势，开展对冰雪结构的研究工作，对地区经济转型具有重要意义。

摘要： 通过对有/无Ru单晶镍基合金进行长期时效、蠕变性能测试及组织形貌观察,研究了元素Ru对镍基单晶合金组织结构与蠕交行为的影响.结果表明,无Ru-6％W-6％Mo单晶镍基合金在1080°C长期时效期间沿{111}晶面析出富含难熔元素的针状TCP相,确定出该TCP相为相,6％W-6％Mo合金中加入2％Ru后,可抑制合金中析出TCP相.与无Ru-6％W-6％Mo合金相比,6％W-6％Mo合金加入2％Ru后,可使单晶合金在980°C/200MPa的蠕变寿命由123h提高到275h,寿命提高幅度达123.6％.合金在蠕变期间的变形机制是位错在基体中滑移和剪切γ'相,蠕变后期,主、次滑移位错的交替开动,致使其筏状γ'相转变成不规则的扭曲形态.与2％Ru合金相比,无Ru合金中析出了大量的针状相,可致使其在近针状相区域发生裂纹的萌生与扩展,是无Ru合金具有较低蠕变抗力和较短蠕变寿命的主要原因.

摘要： 本文对纯PTFE带基布针刺非织造滤料在常温20°C下四级不同载荷的蠕变行为及在180°C以上高温下蠕变行为进行测试,通过对实验数据进行处理分析,得到常温下蠕变曲线,该曲线与典型蠕变曲线基本吻合;该材料在220°C以上时,即使在较小的载荷下,也会短时间内出现较大的变形并断裂,故该材料不适合在220°C以上温度下使用.

摘要： 本文以先进超超临界火电机组为背景，结合金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等技术研究了Alloy 617B合金在7500C不同应力条件下的持久蠕变断裂行为及变形过程中的微观组织变化。研究结果表明,该合金750°C外推105h的蠕变断裂强度可达到80MPa,蠕变断裂曲线呈典型的三阶段特征;随着应力减小,Alloy 617B合金持久蠕变试样的断口由穿晶向沿晶断裂转变,微裂纹、空洞的数量和尺寸也有所降低;初生M23C6的尺寸随蠕变时间的增长有所粗化,边缘有球化趋势,同时二次M23C6也逐渐增长变粗,分布更加广泛;γ'相在断口附近的分布较少.

摘要： 本文中利用超高分子量聚乙烯、聚芳酯、芳三和聚酯纤维材料,设计制备了四种含有不同承力层纤维的囊体材料,通过蠕变性能测试仪测试囊体材料在高应力状态下不同温度环境中的蠕变性能.并通过分析不同温度状态下的蠕变性能测试曲线和样条状态,评价材料的抗蠕变性能.测试结果表明,聚芳酯和芳三纤维制备的囊体材料具有较优异的抗蠕变性能,而超高分子量聚乙烯纤维制备的囊体材料更容易在高载荷、高温度的蠕变性能测试过程中出现永久性的形变.

摘要： 本文中利用超高分子量聚乙烯、聚芳酯、芳三和聚酯纤维材料,设计制备了四种含有不同承力层纤维的囊体材料,通过蠕变性能测试仪测试囊体材料在高应力状态下不同温度环境中的蠕变性能.并通过分析不同温度状态下的蠕变性能测试曲线和样条状态,评价材料的抗蠕变性能.测试结果表明,聚芳酯和芳三纤维制备的囊体材料具有较优异的抗蠕变性能,而超高分子量聚乙烯纤维制备的囊体材料更容易在高载荷、高温度的蠕变性能测试过程中出现永久性的形变.

摘要： 一种预测变应力下铝铜合金蠕变时效行为的方法，在蠕变试验机上进行单轴拉伸应力时效处理，在特定温度不同的应力水平下进行蠕变实验，获得不同应力下的蠕变曲线，然后将实验空冷到室温后进行拉伸实验，获得不同应力时效时屈服强度的变化；用X射线方法计算步骤一蠕变过程位错密度的演变，通过透射电镜观测得到蠕变过程主要强化相θ′和θ″尺寸和体积分数的变化；建立预测铝铜合金变应力下蠕变和时效强化的宏微观统一本构模型；确定材料常数，采用粒子群优化算法得到模型中的参数值。本发明解决了现有方法只能在较窄应力范围下使用的弊端，对准确预测实用材料和构件复杂应力下的蠕变量和性能演化具有重要的指导意义，可以应用在构件制造的数值模拟中。

摘要： 本发明提供了一种基于蠕变延性的高温蠕变寿命预测模型，基于能量守恒和熵守恒建立的蠕变寿命与蠕变延性的相关性，并考虑蠕变延性随蠕变应变速率的变化，提出以下预测模型：本发明可实现不同蠕变机制下高温蠕变寿命的预测，预测可靠性高。

摘要： 本发明公开了一种应用于蠕变时效成形的柔性模具，包括压边条、单元体、侧壁、固定板、液压缸、底座、托架、液压控制系统、液压油接管，托架和呈点阵式分布的多个液压缸均设在底座上，侧壁和固定板设在托架上，固定板上开设有与液压缸位置对应的通孔，单元体包括单元体主体和球形端头，单元体主体匹配穿过通孔，单元体主体的下端与液压缸的活塞相连，压边条设在侧壁上；球形端头的上表面呈球形曲面，球形端头的表面顶部构成模具型面；液压控制系统通过控制液压缸内活塞的升降来调节模具型面的变化。本发明还提供了一种基于柔性模具的蠕变时效成形方法。本发明解决了面对不同曲率构件成形需要频繁更换型面甚至替换模具的问题。

摘要： 本发明提供了一种基于蠕变激活能的高温蠕变寿命预测解析计算方法，基于蠕变激活能的应力相关性，建立一种蠕变寿命预测方法，将推导出的参数k1,μ,D,m代入以下寿命预测模型：即可精准有效的预测出材料的高温蠕变寿命，解决不同应力水平下由于蠕变机制变化引起的蠕变寿命预测难题，提高长时寿命预测精度。

摘要： 本发明公开了一种塑性瞬态蠕变条件下考虑与载荷无关的拘束参量的蠕变孕育期预测方法，在Davies工作的基础上，提出了考虑拘束效应的蠕变孕育期预测模型。利用韧性耗散损伤模型，引入了与载荷无关拘束参量Q*计算考虑拘束效应的蠕变孕育期。使用紧凑拉伸试样(CT)施加主载荷进行蠕变模拟实验，本发明的有益效果：能够在结构中简洁有效的预测出塑性瞬态蠕变条件下蠕变孕育期。

摘要： 本发明公开了一种弹性瞬态蠕变条件下耦合残余应力和拘束效应高温结构的蠕变孕育期预测方法，本发明在Davies工作的基础上，提出了耦合残余应力和拘束效应的蠕变孕育期预测模型。利用参考应立法，引入了弹性追随因子Z计算考虑残余应力的蠕变孕育期。使用紧凑拉伸试样(CT)通过预压缩产生残余应力，并施加主载荷进行蠕变实验。本发明能够在结构中简介有效的预测出弹性瞬态蠕变条件下蠕变孕育期。

摘要： 本发明公开了一种弹性瞬态蠕变条件下考虑与载荷无关的拘束参量的蠕变孕育期预测方法，在Davies工作的基础上，提出了考虑拘束效应的蠕变孕育期预测模型。利用韧性耗散损伤模型，引入了与载荷无关拘束参量Q*计算考虑拘束效应的蠕变孕育期。使用紧凑拉伸试样(CT)施加主载荷进行蠕变模拟实验，本发明的有益效果：能够在结构中简洁有效的预测出弹性瞬态蠕变条件下蠕变孕育期。

摘要： 本发明公开了一种塑性瞬态蠕变条件下耦合残余应力和拘束效应的蠕变孕育期预测方法，在Davies工作的基础上，提出了耦合残余应力和拘束效应的蠕变孕育期预测模型。利用韧性耗散损伤模型，引入了与载荷无关拘束参量Q*计算考虑拘束效应的蠕变孕育期。使用紧凑拉伸试样(CT)施加主载荷进行蠕变模拟实验，本发明的有益效果：能够在结构中简洁有效的预测出塑性瞬态蠕变条件下蠕变孕育期。

摘要： 本发明公开了一种稳态蠕变条件下耦合残余应力和拘束效应的蠕变孕育期预测方法，在Davies工作的基础上，提出了耦合残余应力和拘束效应的蠕变孕育期预测模型。利用韧性耗散损伤模型，引入了与载荷无关拘束参量Q*计算考虑拘束效应的蠕变孕育期。使用紧凑拉伸试样(CT)施加主载荷进行蠕变模拟实验，本发明的有益效果：能够在结构中简洁有效的预测出稳态蠕变条件下蠕变孕育期。

摘要： 一种预测变应力下铝铜合金蠕变时效行为的方法，在蠕变试验机上进行单轴拉伸应力时效处理，在特定温度不同的应力水平下进行蠕变实验，获得不同应力下的蠕变曲线，然后将实验空冷到室温后进行拉伸实验，获得不同应力时效时屈服强度的变化；用X射线方法计算步骤一蠕变过程位错密度的演变，通过透射电镜观测得到蠕变过程主要强化相θ′和θ″尺寸和体积分数的变化；建立预测铝铜合金变应力下蠕变和时效强化的宏微观统一本构模型；确定材料常数，采用粒子群优化算法得到模型中的参数值。本发明解决了现有方法只能在较窄应力范围下使用的弊端，对准确预测实用材料和构件复杂应力下的蠕变量和性能演化具有重要的指导意义，可以应用在构件制造的数值模拟中。