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相似文献
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1.
S30408奥氏体不锈钢因其优异的力学性能和耐低温性能而被广泛用于制作LNG等低温罐车罐体的内容器。此类罐体的内容器在其支撑部位不但承受内压引起的恒定应力还会承受惯性载荷引起的交变应力,容易发生渐进的塑性应变累积即棘轮效应。但目前还缺乏有效预测S30408低温棘轮效应的本构描述。利用几种较为先进的本构模型对低温S30408奥氏体不锈钢棘轮应变进行模拟,发现这些本构模型存在循环初期过低预测和循环后期过高预测的缺点,并且这种过高预测会随着循环圈数的增加而增大。基于Ohno - Wang II模型,关联形变马氏体含量与各向同性强化与随动强化,并给出马氏体极限含量dL的演化规律,进而提出一种含马氏体相变的循环塑性本构模型。与其它模型相比,该模型能有效改善在循环初期预测值过低和后期预测值过高的情况,同时能够较好地预测循环加载过程中形变马氏体的含量。  相似文献   

2.
在统一粘塑性循环本构理论框架下,以Ohno-Abdel-Karim非线性随动硬化模型为基础,建立了一个循环本构模型。模型通过引入塑性应变幅值记忆效应,并在塑性应变记忆项中加入恢复系数,提高了对循环硬化材料单轴棘轮行为的预言能力。将模型应用于316L不锈钢单轴棘轮行为的描述中,模拟不同平均应力、应力幅值下的棘轮应变,均与实验数据吻合较好,证明本文改进的本构模型能合理地描述循环硬化材料的单轴棘轮行为。  相似文献   

3.
304不锈钢室温单轴循环棘轮行为的粘塑性本构描述   总被引:3,自引:0,他引:3  
在统一粘塑性循环本构模型的框架下对循环硬化的304不锈钢的单轴棘轮行为进行了本构描述。模型中通过随动硬化背应力演化和各向同性变形阻力演化对304不锈钢在非对称应力循环下的循环附加硬化和循环流动特性进行了分析,同时考虑了加载历史对循环棘轮行为的影响。将模型应用于304不锈钢室温单轴循环棘轮行为及其对加载历史依赖性的描述中,预言结果与实验结果吻合较好。  相似文献   

4.
内压循环下薄壁圆筒的环向棘轮应变预测   总被引:2,自引:0,他引:2  
焦荣  陈旭 《应用力学学报》2003,20(4):147-150
对单轴和比例加载下的棘轮应变进行预测目前仍有较大困难。本文考虑将移动极限面加入材料双面本构模型中,对原提出的叠加型随动强化律进行了修正,可以对较多循环数的1Crl8Ni9Ti不锈钢薄壁圆管的环向棘轮应变做出预测。  相似文献   

5.
在350℃和700℃下SS304不锈钢的非比例多轴循环变形行为进行了系统的实验研究。在此基础上,在统一粘塑性本构理论的框架下改进和发展了一个新的循环本构模型。该模型给出了新的背应力演化方程,引入了非比例度参量,考虑了温度效应和最大塑性应变幅值记忆效应,能够对材料的高温非比例多轴应变循环变形行为和棘轮行为进行统一描述。模型的模拟结果与实验结果比较表明:该模型对SS304不锈钢高温非比例多轴循环变形行为的描述比较合理。  相似文献   

6.
对调质42CrMo钢的棘轮-疲劳交互作用的实验结果进行了分析,揭示了材料在非对称应力循环下的全寿命棘轮变形特征和低周疲劳损伤演化特性.在统一粘塑性循环本构模型框架下,基于连续损伤力学理论,提出一个耦合损伤的牯塑性本构模型.该模型中将损伤分为宏观弹性损伤和塑性损伤两部分,并采用不同的损伤演化方程来描述这两类损伤.针对材料不同的失效模式,分别采用损伤变量门槛值和最大应变作为失效判据.将模型应用于调质42CrMo钢单轴应力循环下全寿命棘轮行为的描述和低周疲劳寿命预测中,模拟结果和实验结果吻合较好.  相似文献   

7.
304不锈钢室温和高温单轴循环塑性的实验研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
对304不锈钢进行了室温和高温单轴应变控制和应力控制下的系统循环试验。揭示和分析了循环应变幅值、平均应变及其历史和温度历史对材料应变循环特性的影响以及应力幅值、平均应力及其历史以及温度对循环棘轮行为的影响。也讨论了应变循环和应力循环间交互作用对材料循环塑性行为的影响。研究表明,无益单轴应变循环特性还是非对称单轴应力循环下的棘轮效应不仅取决于当前温度和加载状态,而且强烈依赖于其加载历史。研究得到了一些有助于304不锈钢室温和高温单轴循环行为本构描述的结果。  相似文献   

8.
超弹性镍钛形状记忆合金因其良好的力学性能以及独特的超弹性和形状记忆效应已广泛应用于土木工程、航空航天和生物医疗等多个领域,在实际服役环境中超弹性镍钛合金元件不可避免地会承受不同应力水平的循环载荷作用,亟待建立描述相变棘轮行为(即峰值应变和谷值应变随着正相变和逆相变循环的进行不断累积)的循环本构模型.为此,基于已有的超弹性镍钛形状记忆合金在不同峰值应力下的单轴相变棘轮行为实验研究结果,在广义黏塑性框架下,对Graesser等提出的通过背应力非线性演化方程反映超弹性镍钛形状记忆合金超弹性行为的一维宏观唯像本构模型进行了拓展,考虑了正相变和逆相变过程中特征变量的差异及其随循环的演化,以非弹性应变的累积量为内变量引入了正相变开始应力、逆相变开始应力、相变应变和残余应变的演化方程,同时通过峰值应力与正相变完成应力的比值来确定演化方程中的相关系数,建立了描述超弹性镍钛合金单轴相变棘轮行为的本构模型.将模拟结果与对应的实验结果进行对比发现,建立的宏观唯像本构模型能够合理地描述超弹性镍钛形状记忆合金的单轴相变棘轮行为及其峰值应力依赖性,模型的预测结果和实验结果吻合得很好.  相似文献   

9.
对316L不锈钢的非比例循环粘塑性本构描述   总被引:1,自引:0,他引:1  
对循环硬化的316L不锈钢提出了一个考虑非比例循环加载下流动和硬化特性的粘塑性本构模型。模型中,通过随动硬化的背应力演化以各向同性阻力演化非比例循环路径及其历史的依赖关系来表征材料的非比例循环附加硬化和非比例循环流动特性,将模型用于预测316L不锈钢的圆形,正菱形应变路径的复杂循环变形行为,其预言结果与实验结果吻合很好。  相似文献   

10.
张涛  金鑫  陈蓉  朱明亮  郭素娟 《力学季刊》2022,43(3):502-511
对双相不锈钢开展拉伸和应力循环控制下的原位试验研究,选择特征区域对其局部微变形行为的产生、分布和演化进行了研究和讨论.结果表明:双相不锈钢在较低的载荷作用下内部出现明显的应变梯度,随着拉伸载荷或循环周次的增长,其局部微应变不断增加,最大应变在奥氏体相、小晶粒、狭窄晶粒和不平整的晶界区不断汇集,同一时刻的局部最大微应变远大于宏观应变;循环载荷作用下双相不锈钢在微观尺度产生了局部微棘轮变形效应,微棘轮应变随着循环周次的增加不断累积,其增长速度逐渐降低并趋于饱和;随着循环周次的增加,最大微棘轮变形区逐渐扩展、联通形成大塑性变形带,晶粒走向呈45°方向时,变形带贯穿两相向垂直加载方向发展,而晶粒呈树根状走向时,由于受到两相交互和铁素体的阻碍作用,微棘轮变形带主要集中在奥氏体中沿着奥氏体晶粒走向发展.  相似文献   

11.
Experimental results of monotonic uniaxial tensile tests at different strain rates and the reversed strain cycling test showed the characteristics of rate-dependence and cyclic hardening of Z2CND18.12N austenitic stainless steel at room temperature, respectively. Based on the Ohno-Wang kinematic hardening rule, a visco-plastic constitutive model incorporated with isotropic hardening was developed to describe the uniaxial ratcheting behavior of Z2CND18.12N steel under various stress-controlled loading conditions. Predicted results of the developed model agreed better with experimental results when the ratcheting strain level became higher, but the developed model overestimated the ratcheting deformation in other cases. A modified model was proposed to improve the prediction accuracy. In the modified model, the parameter mi of the Ohno-Wang kinematic hardening rule was developed to evolve with the accumulated plastic strain. Simulation results of the modified model proved much better agreement with experiments.  相似文献   

12.
在293~873 K的环境下,采用分离式霍普金森杆装置对高氮钢试样进行了102~103 s-1应变率下的动态加载实验。结合准静态实验结果,分析了应变率和温度对材料塑性流动特性的影响。结果表明:高氮钢的动态力学行为具有很强的应变率敏感性和温度敏感性。当应变率达到400 s-1或更高时,流动应力随应变率的增加显著升高;在同一应变率下,流动应力随温度的降低明显升高。研究了温度和应变率耦合效应对材料塑性行为的影响,得出温度软化效应在高氮钢高温动态塑性变形中起主导作用。基于经典的Johnson-Cook(J-C)模型,通过对实验数据的分析,得出了高氮钢材料的修正J-C本构方程,经验证修正J-C方程预测结果与实验结果吻合。  相似文献   

13.
Perfectly elastoplastic constitutive model is modified through a smoothing factor introduced by Liu [Liu, C.-S., 2003. Smoothing elastoplastic stress–strain curves obtained by a critical modification of conventional models. Int. J. Solids Struct. 40, 2121–2145]. The new model allows plasticity to happen in a non-zero-measure yield volume in stress space, rather than that of conventional zero-measure yield surface, and within the yield volume the plastic modulus is varying continuously. It endows a specific strain-hardening rule of flow stress and is able to describe the phenomena of strain hardening, cyclic hardening, the Bauschinger effect, mean-stress relaxation, strain ratcheting, out-of-phase hardening, as well as erasure-of-memory. In order to suppress the over prediction of ratcheting we consider a scalar function of smoothing factor, which can simulate the saturation behavior of uniaxial/multiaxial strain ratcheting. These effects are demonstrated through numerical examples. The existence of stress equilibrium point and limiting surface is a natural result without requiring an extra design. Moreover, the non-linear constitutive equations can be converted into a linear system for augmented stress in the Minkowski space, of which the symmetry group is a proper orthochronous Lorentz group SOo(5, 1). The augmented stress is a time-like vector, moving on hyperboloids inside the cone. When taking the Prager kinematic hardening rule into account we can simulate some cyclic behaviors of SAE 4340 and grade 60 steels within a certain accuracy through the use of only three material constants and a fixed smoothing factor. To simulate the ratcheting behaviors of SS304 stainless steel we allow the smoothing factor to be an exponential decaying function of λ.  相似文献   

14.
15.
This work follows a series of experiments carried out earlier at INSA of Rouen (Hassan, T., Taleb, L., Krishna, S., 2008. Influence of non-proportional loading paths on ratcheting responses and simulations by two recent cyclic plasticity models. Int. J. Plast. 24, 1863–1889). It investigates the elastoplastic cyclic behavior of a 304L stainless steel at room temperature. In a first step the cross path effect on ratcheting is confirmed, as well as the crucial role of the loading path non-proportionality. Strain controlled tests are also conducted for different strain amplitudes and loading paths. Cross-hardening effect appears more important when the shearing sequence is followed by the axial one. Moreover for alternating axial and shearing cycles, this phenomenon occurs after each crossing sequence leading to a very significant strain hardening, at least of the same order as the one obtained after a circular strain path. Yet, the magnitude of the observed over hardening does not necessarily seem a function of the cumulated plastic strain.  相似文献   

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