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温度对氮化硅材料动态疲劳特性的影响

王红洁 , 王永兰 , 金志浩 , 周惠久

无机材料学报

研究了一种Si3N4陶瓷材料在室温、800及1100℃条件下的动态疲劳特性.结果发现与ZrO2及玻璃陶瓷相似,在高应力速率区,仍出现断裂应力随应力速率的提高而迅速下降的现象。同时应力腐蚀指数n随温度的升高而下降.通过断口分析,表明Si3N4陶瓷材料高温动态疲劳失效主要是由于晶间玻璃相软化流动造成的.

关键词: Si3N4 , null , null

石墨对球铁断裂韧性的影响

李中华 , 刘艾 , 周惠久 , 匡震邦

金属学报

本文在球铁三点弯曲试件的裂纹尖端区模拟球铁材料的微观结构,建立了宏观与微观相结合的局部复相离散计算模型和复相材料中J积分基本关系式,编制了适合计算多相材料弹塑性大应变及J积分的有限元程序,对石墨形状、大小及体积百分比等对球铁应力强度因子及断裂韧性的影响作了比较全面的分析,和相应实验结果符合得较好。

关键词:

加载速率及温度对碳素钢脆性转化的影响

柳永宁 , 朱金华 , 周惠久 , A.KILDEGAARD , J.A.KRISTENSEN

金属学报

本文研究一种经正火处理的碳素钢在不同加载速率以及不同试验温度下的动态断裂韧性。发现材料存在一个由加载速率决定的韧脆转化。用热激活概念分析断裂过程:J_(Id)=J_a+J_t,J_a是非热激活部分,与温度和速度无关;而热激活部分J_t=(K/K_0)~nexp(Q_f/(nkT)),控制着断裂过程的温度和速度敏感性。加载速率引起的脆性转化和改变温度引起的脆性转化有相同机制,它们与原子的热运动过程有关。脆性转化的本质是J_t在降低温度以及增加形变速率的过程中不断减小,导致材料由韧向脆转变。

关键词: 碳素钢 , brittle fracture transition , loading rate , temperature , activation energy

12CrMo钢F+M双相组织对两相内应力应变分布影响的有限元分析

李中华 , 罗景华 , 王永兰 , 匡震邦 , 邵谭华 , 周惠久

金属学报

本文用弹塑性大应变轴对称有限元程序,较详细地分析了12CrMo钢F+M双相组织的显微结构(马氏体体积分数,尺寸,基体相)变化时两相内局部及平均应力应变分布形态,特别是对两相材料微观断裂机制有重要作用的水静应力和最大剪应力的分布与变化.由计算的应力应变分布形态所展示的亚微观断裂性质与实验观察相符.

关键词:

残余压应力场中裂纹扩展的闭合模型

李航月 , 胡奈赛 , 何家文 , 周惠久

金属学报

分析了残余压应力对裂纹闭合的影响机理,在此基础上建立残余应力场中裂纹扩展闭合力的预测模型,讨论了裂纹闭合的尺寸效应,将模型延伸至短裂纹和表面裂纹的范围.对形变强化组织影响闭合进行了讨论

关键词: 残余应力 , crack closure , crack propagation

(Ⅰ+Ⅱ)型载荷下LY12的J积分与COD的关系

沙江波 , 孙军 , 邓增杰 , 周惠久

材料研究学报

应用大应变有限元方法和断裂实验研究了铝合金LY12在(Ⅰ+Ⅱ)型载荷下弹塑性断裂参量J积分与COD随外载荷变化规律及相互关系,结果表明:1)(Ⅰ+Ⅱ)型下LY12的J积分和COD关系为:J=dn·σ0·DⅠ+ds·T0·DⅡ;J=d·σ0.2·D.其中dn、ds、d为系数,随复合比而变,σ0、T0为裂尖屈服带上正应力和切应力、DⅠ和DⅡ为COD(D)的Ⅰ型和Ⅱ型分量;2)随Ⅱ型分量增加,LY12的起裂J积分和D值增加

关键词: 复合型 , J-integral , COD

12CrMo钢F+M双相组织对强度和硬化特性影响的有限元分析

李中华 , 王永兰 , 罗景华 , 匡震邦 , 邵谭华 , 周惠久

金属学报

本文用有限元网格模拟12CrMo钢铁素体(F)+马氏体(M)双相组织的显微结构,利用轴对称弹塑性大应变有限元程序,计算了几种不同马氏体含量12CrMo钢的应力应变曲线,和相应的实验结果吻合较好.结果表明:马氏体含量是影响双相组织强度的主要因素。在低应变时,双相组织的流变应力和马氏体含量成线性关系,在高应变时呈非线性关系.强度随马氏体岛的直径减小而略增大.当马氏体含量为50%时,以马氏体为基体的双相组织强度高于以铁素体为基体的.计算的应力应变曲线在颈缩之前可用两段幂硬化规律近似,第一阶段的硬化指数n_1≈0.30—0.45,n_1对基体相比较敏感,而对第二相的尺寸、形状变化不敏感.硬化的第二阶段代表了12CrMo钢双相组织的应力应变曲线上绝大部分硬化规律。和n_1相反,n_2对第二相尺寸、形状变化比较敏感.对基体相不敏感.n_2在数值上约等于(1/2)n_1,和Mileiko理论值接近,但n_2大于实际测量的最大均匀应变ε_u.

关键词:

温度对聚氯乙烯缺口冲击强度及断面粗糙度的影响

于杰 , 金志浩 , 周惠久

材料研究学报

研究了温度对聚氯乙烯PVC 缺口冲击强度、断口形貌特征及断面粗糙度的影响。结果表明,PVC 缺口冲击强度和断面粗糙度参数R_s 随温度变化,在脆化温度T_h 处存在极小值,前者取决于真实断裂表面积大小;后者受控于局部高强变形及裂纹分叉扩展综合作用。低温冲击断面上易观察到裂纹分叉扩展形成的弧形条纹及分层。

关键词: PVC , temperature , impact strength , fracture surface roughness

金属材料屈服强度的应变率效应和热激活理论

唐长国 , 朱金华 , 周惠久

金属学报

对4种金属材料进行了应变率为10~(-4)—10~3s~(-1)的拉伸试验,结果表明,屈服强度随应变率的升高分两阶段线性升高.提出了位错线热振动对加载频率响应的热激活作用机理,依据该机理计算所得Ⅰ、Ⅱ区临界应变、与实测值相符、并在此基础上将应变率对屈服强度影响的机制图重新划分为:Ⅰ区、富热激活区;Ⅱ区,贫热激活区.

关键词: 屈服强度 , strain rate , thermal activation

Ⅰ+Ⅱ载荷下Al单晶裂纹尖端形变和损伤行为的SEM原位分析

沙江波 , 邓增杰 , 周惠久

材料研究学报

应用扫描电镜原位拉伸的方法和有限元法研究了Al单晶在不同Ⅰ+Ⅱ型复合载荷下裂纹尖端变形损伤行为和裂端的变形场、约束场.实验结果表明:①复合裂端变形是钝一锐化模型,钝锐化分别由均匀滑移和集中滑移控制;②复合损伤及断裂是均匀滑移的结果,裂纹沿裂端最大约束的方向扩张;③随H型分量的增加,裂纹启裂的COD值增加;@各复合比下裂端启裂等效应变εf与最大裂端约束R

关键词: 复合型 , null , null

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