Q245R钢拉伸过程屈服载荷的声学测试实验研究

屈服载荷是评判塑性金属材料由弹性变形转化为塑性损伤的重要指标,由于材料内部组织发生塑性变形的不同时性和不均匀性,导致无法在材料损伤的早期确定屈服载荷值,影响材料损伤评价的准确性。本文采用声发射和非线性超声技术,对Q245R钢双边"V"型缺口试件的单轴拉伸过程进行在线测试,分别得到声发射测试条件下的屈服载荷值F_(As)和非线性超声测试条件下的屈服载荷值F_(βs)。通过与试件名义屈服载荷值F_s间的比较得到F_(As)F_(βs)F_s,证明了利用声发射和非线性超声技术能够实现材料损伤的早期检出。     

一种经验型疲劳小裂纹扩展模型

金属材料疲劳寿命由裂纹萌生和裂纹扩展寿命两部分组成，其中对于萌生寿命中的小裂纹分析是精确描述裂纹萌生寿命的关键．而小裂纹在扩展过程中由于尺寸相对较小，导致传统线弹性断裂力学预测方法失效，需要对其进行改进，考虑裂纹尖端塑性区引起的残余压应力对小裂纹扩展速度的影响．本文针对此问题进行了初步分析，通过对塑性区引起的残余应力的量化，结合小裂纹门槛值特性，提出了一种经验型修正的小裂纹扩展模型，用于定量预测裂纹的萌生寿命．使用铝合金6082-T6缺口试样进行了疲劳实验，并与理论结果进行了对比，验证了所提模型的有效性．     

基于电能耗散的金属材料疲劳损伤测量

根据电磁学原理，提出了基于电能耗散的疲劳损伤定义，指出其较能反映金属材料疲劳损伤的特征。获得了用电阻变化测量疲劳损伤的公式，应用计及疲劳极限和循环应力幅影响的非线性累积疲劳损伤模型，给出了金属材料疲劳损伤的剩余寿命预测公式。通过正火45^#碳钢的旋转弯曲疲劳试验，验证了本文提出的剩余寿命预测公式的可靠性，和韧性耗散测量疲劳损伤相比较；说明了用电阻测量疲劳损伤的合理性。     

船用金属材料声发射信号特性研究

利用声发射技术对6种船用金属材料拉伸试验过程中产生的声发射信号进行了详细研究。通过对材料从弹性、屈服、强化直至破坏过程中的声发射信号参数统计分析,总结了船用金属材料拉伸过程中声发射信号事件数量、幅度、频率随拉力变化的分布规律,为在船用金属材料与结构缺陷中进行声发射检测的设备参数的配置、传感器的选择和危险等级的划分提供了基础数据。     

混凝土路面的承载能力

本文以具有良好塑性性能的钢纤维混凝土为应用背景，采用塑性力学理论和有限元方法，对混凝土路面的承载能力进行了分析计算，并与塑性铰线理论和弹性薄板理论作了比较和讨论．     

预扭应变钢的损伤与拉伸破坏特性

预扭应变钢的损伤与拉伸破坏特性周利（西北西安工业大学，西安７１００７２）关键词预扭应变，塑性损伤，拉抻破坏，韧脆转变１引言由位错强化理论［１］可知，金属材料的塑性变形是位错运动与增殖的结果，强化效应是位错间交互作用造成位错运动受阻的外部表现．在拉拨强...     

MB2镁等四种金属材料的本构关系和动态断裂研究

采用炸药爆轰－分离飞片加载装置与电容传感技术相结合，由高速示波器连续记录靶板自由面速度剖面，通过波剖面的时间分辨测量，研究了ＭＢ＿２镁、ＬＹ－１２铝、钨合金、２１６９钢四种金属材料的动力学响应特性，给出了这几种材料在弹性－理想塑性模型假设下的本构关系，还给出了它们的动态断裂强度，并对标准化层裂强度与破坏比功、屈服强度之间的相关性进行了分析和讨论。     

30CrMnSiA钢板表面塑性损伤的激光检测

本文根据激光衍射谱谱面光强分布随塑性损伤的变化规律，用３０ＣｒＭｎＳｉＡ材料进行了实测，给出了应变与损伤变量Ｄ（Ｋ）的关系曲线，并对加载和卸载条件下的Ｄ（Ｋ）～ε曲线进行了比较。结果再次表明，用衍射光强比来定义损伤变量是可行的；该方法检测方便，计算简单，具有较高的精度，可望成为塑性损伤检测的一种有效方法；３０ＣｒＭｎＳｉＡ材料沿垂直于轧制方向拉伸的力学性能及损伤状态优于平行轧制方向，且用空穴面积百分数Ｆ＿Ａ得到验证；弹性变形对塑性损伤的影响可以忽略不计。     

Q235钢细观损伤声发射源动态观测实验研究

金属材料细观损伤过程伴随有瞬态应力波的释放,利用声发射检测技术可采集到应力波的信息,但由于缺少直观可视的手段,利用声发射信息定量评价金属材料的细观损伤存在困难。本文将SEMtester1000原位拉伸试验机、MZ1000正置显微镜和PCI-2型声发射检测系统相结合,搭建了声发射源动态观测实验系统。以Q235钢可视化原位拉伸实验为例,获取了晶体的滑移和夹杂物的断裂两种典型声发射源图像及对应的声发射信号。通过对不同声发射源信号的分析可知,滑移是一个持续的过程,复杂的滑移活动会产生多类型的声发射信号。夹杂物断裂是瞬态过程,产生典型的突发型声发射信号,能量较滑移信号更高。依据声发射源动态观察结果及图像分析,建立了基于声发射机制的Q235钢细观损伤模型。     

各向同性弹性损伤的双标量描述

损伤状态的描述是损伤力学中仍未完善解决的基本问题．我们旨在对此问题就最简单的一种情形——各向同性弹性损伤，进行较为全面的研究．首先，指出了古典各向同性损伤理论中，基于应变等效假设，用单个标量损伤变量描述损伤状态的局限性．然后，建立了一个用两个标量损伤变量描述的各向同性弹性损伤模型．此模型解除了古典理论的局限，能完全描述各向同性弹性损伤，并且得到本文数值实验的验证．最后，将本文模型与现有细观力学结果连接，给出了宏细观损伤变量之间的关系，使得细观量可以通过宏观量来反映，建立了一个用细观损伤材料常数描述细观缺陷特征的损伤本构模型     

利用红外热像技术快速预测材料的S-N曲线

研究材料疲劳一般采用试验的方法,但试验周期长, 所需试验试件和费用多,一直以来都是材料疲劳试验难以克服的困难,人们一直在探寻能快速得到材料疲劳性能的方法.本文在前人研究的基础上,采用红外热像技术,确定了材料的疲劳极限,并在"同种试件疲劳破坏消耗的塑性功不变"的假设下,通过建立塑性温升、热耗散、塑性功之间的关系给出了试件疲劳寿命的计算公式.由此经过简单的试验,理论上用一根试件,试验几个小时就可以快速确定材料的疲劳寿命,给出材料的S-N曲线.     

利用位移引伸计测定薄板单轴损伤演化曲线的试验方法研究

一套准确而又简便的测试损伤变量的实验方法，对于推动连续介质损伤力学的工程应用是至关重要的。本文系统研究了利用位移引伸计测定薄板材料单轴损伤演化曲线的试验方法。采用引伸计测量大圆弧变截面试样中心部位某一标距段的伸长量，然后计算得到弹性模量的变化，进而确定损伤变量。文中就试样形状尺寸的确定、主损伤区弹塑性大应变的测控和卸载弹性模量的稳定性、与精确测量等关键测试技术问题进行了深入细致的分析和实验研究，并从多角度对该试验方法的正确性进行了实验验证。文中还介绍了该试验方法在确定LY12-CZ铝合金薄板单轴损伤演化曲线的应用，实验表明本文建议的试验方法是简便有效的，初步奠定了发展标准化损伤曲线测试方法的基础。     

应用微相关技术研究裂端弹塑性变形

测量裂端附近区域的弹塑性变形，对于研究材料的损伤或微裂纹的产生，获得材料早期的损伤信息，为预防宏观裂纹的产生及扩展具有十分重要的意义。本文用A3钢材料制作边缘带裂纹的显微拉伸试件，试件表面进行了金相处理。试件是用由计算机控制的显微拉伸台进行加载试验。在加载过程中，利用环境扫描电镜对裂端附近的显微结构进行原位观察以及扫描记录。应用数字散斑相关技术对扫描电子显微镜记录的显微结构图进行分析处理，求出裂端附近的弹塑性变形。借助扫描电子显微镜，不仅可以定性观察应力集中区微裂纹的萌生及扩展过程，还可以结合数字散斑相关技术，对微区内的弹塑性变形进行测试，是研究微区域内材料变形的一个有效手段。     

网格法及其在大变形测量中的应用

网格法具有操作简单、测量范围大、易于自动处理等特点。本文首先介绍了网格法测量的基本原理,其次用仿真的实验对网格法进行了检验,最后用皮革材料进行了拉伸实验。由于对镜头误差得到了修正、变形前后的网格点得到了自动匹配,从而实现了大变形的自动高精度测量。     

疲劳裂纹扩展柔度法测量系统研究

为了寻求高温高压环境介质下的疲劳裂纹扩展的测量方法,本文研制了基于柔度法的疲劳裂纹扩展系统。根据显微镜的标定结果,验证该计算机自动测量系统给出了可信的测量结果。其中,位移由涡流位移传感器测得,载荷由试验机自带的标准传感器测得。计算机实时采集并处理测试信号,给出裂纹扩展速率。文中介绍了该系统的功能及应用前景。作为应用实例,给出了４２ＣｒＶ和ＩＲ３Ｍｏ等钢种的疲劳裂纹扩展速度及门槛值。     

一种绸布的冲击拉伸性能实验

采用改进的分离式Hopkinson拉杆测试技术对低强度材料进行动态拉伸。该装置采用铝杆作为透射杆,并且透射杆采用半导体应变片。针对一种芳纶绸布材料,进行了试样两端应力平衡、实验速度、半导体应变片与电阻应变片测量的验证,获得了不同速度下被测材料的本构曲线,并通过高速照相机清楚地观察了试样的整个破坏过程。实验结果表明,设计的实验方法行之有效。     

Numerical-graphical method for determining characteristics of damaged viscoelastic materials

A method for determining the material functions of nonlinear endochronic theory of aging viscoelastic materials (NETAVEM) with preliminary mechanical damage was developed. The proposed method is based on an analysis of the differences between two graphs of the stress dependence on time obtained in tension with the same constant speed of two specimens made of the same filled polymer material. One of the specimens was not preloaded, and the other was preloaded. The reduced time [1] contained in the NETAVEM constitutive relations and its dependence on the actual time are determined by the distances from the stress axis to two points corresponding to the same stress value and lying on the graphs for the damaged and undamaged specimens. The relaxation kernel is determined in the experiment with the undamaged specimen. These two material functions and the curve obtained for the damaged specimen are used to obtain the NETAVEM aging function, and then the function of viscosity can be calculated. As a result, all characteristics of the damaged material become known, and the strength of structures made of this material can be calculated.     

Uniaxial material damping measurements using a fiber optic lattice: A discussion of its performance envelope

Damping is the internal transfer of kinetic energy to other forms of energy. Today, most methods use either bending or torsional vibration to measure damping. This means that the strain field in the specimen is nonhomogeneous. If the damping of the tested material is linear, strain-independent, the values acquired with these traditional methods will be equal to the intrinsic material damping of the material. If, however, the damping is strain-dependent, nonlinear, the measured value will be an average of the damping of the specimen, and not equal to its intrinsic material damping. To address this problem, a method is required to experimentally determine the damping in uniaxial tension in order to produce the same strain level in all parts of the test specimen and hence obtain a measurement of the intrinsic material damping. Using such a method, it is possible to view the material damping as the phase angle between the stress and the strain in a harmonic oscillation. In this paper, a method is suggested for measuring this phase shift in uniaxial tension to determine the material damping properties. It uses a tensile test machine, an optical fiber Bragg grating technique and a lock-in amplifier. Measurements with the phase shift technique have been suggested previously, but its performance envelope has been overestimated. In this paper, the performance envelope is discussed and restricted. It is shown that the envelope depends on the specimen length, loss factor and test frequency. An optical strain measurement method is also believed to help avoid many electrical measurement problems seen with the originally proposed method.     

Measurement of uniform and localized heat dissipation induced by cyclic loading

An experimental technique is presented for measuring the heat dissipation and localization during cyclic loading of materials. The temperature field is measured by a number of thermistors and an infrared camera, which scans the specimen surface continuously. The specimen is mounted inside an isothermal chamber. The measured whole-field temperature can be used for detection of damage propagation and localization. The resolution of the technique under various boundary conditions is discussed using a onedimensional model for the heat loss under steady-state conditions. Applications of the technique are demonstrated for specimens made of fiber-reinforced ceramic and polymer matrix composites (PMCs). A methodology is proposed for measuring changes in damping and stiffness properties of viscoelastic polymer matrix composites using the temperature rise of a cyclic loaded specimen. It is demonstrated that for a ceramic matrix composite, where interfacial frictional sliding gives rise to heat dissipation, the temperature resolution can be used for detection of stress-strain hysteresis with an accuracy better than that of the stress-strain data.     

?????????????淨????????λ????о?

提出了用超声散斑干涉法来测量物体的位移,并且基于数字干涉和相移-频移技术对超 声散斑数字干涉测量法进行了初步的理论推导. 为了验证理论分析的结果,对一铝试件进行 了离面位移和面内位移的试验测量. 试验结果显示理论分析是正确的,在测量位移和变形时 此方法是有效可行的.