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相似文献
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1.
采用INSTRON准静态压缩试验机和分离式霍普金森压杆装置,研究固溶态AM80镁合金在室温准静态和冲击载荷下的变形行为及组织演变。准静态载荷下,流变应力随应变率(3×10-5~4×10-1 s-1)的升高逐渐降低,表现为负应变率敏感性;冲击载荷下,流变应力随应变率(7.00×102~5.20×103 s-1)的升高而升高,呈现出明显的正应变率敏感性。冲击载荷下AM80镁合金的变形机制以基面滑移和孪生为主,大量细小致密的形变孪生以及适量非基面滑移的启动是AM80镁合金在冲击载荷下流变应力明显高于准静态载荷的重要原因。此外,随应变率的升高,AM80镁合金变形的均匀性明显增强,当应变速率升至3.65×103 s-1时,冲击变形所引起的局部绝热温升软化大于应变硬化与应变速率硬化的总和,部分晶粒产生了明显的动态回复,使得孪晶密度和变形均匀性反而降低。  相似文献   

2.
利用分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)系统对空心微珠体积分数为0.4的空心微珠/1199Al复合泡沫在1 700~2 900s-1应变率范围内的动态压缩力学性能、吸能性能进行了研究,还利用SEM扫描电镜对压缩试件断口进行微观组织分析,与准静态条件下材料的压缩力学性能及压缩变形机制进行了对比。结果表明,空心微珠/1199Al复合泡沫是一种应变率敏感材料,与准静态结果相比,在高应变率下复合材料的流动应力和塑性应变有明显的增大,应变率硬化效应对复合材料的流动应力的影响明显大于应变硬化的影响。复合材料的准静态和动态压缩变形机制存在一定差异,动态载荷作用下,空心微珠/1199Al复合泡沫内部空心微珠的压缩和基体材料的充填同时发生,组分之间具有良好的协调变形能力。  相似文献   

3.
王振  张超  王银茂  王祥  索涛 《爆炸与冲击》2018,38(2):295-301
利用电子万能试验机和改进的分离式Hopkinson压杆测试了飞机风挡无机玻璃在2种准静态应变率(4×10-4、4×10-3 s-1)和2种动态应变率(200、400 s-1)下的单轴压缩力学行为,并利用高速摄像机记录试样破坏过程。实验结果表明:玻璃破坏时表现为典型的脆性材料,随着应变率的提高,材料的压缩强度显著提高。通过观察试样变形过程及变形后的形貌可知,玻璃在压缩载荷下的破坏模式为横向张应力引起的裂纹成核、沿轴向扩展与联结交错导致的失效破坏,并从微裂纹成核扩展和能量耗散的角度对材料的应变率效应做出了合理的解释。  相似文献   

4.
以泡沫陶瓷复合材料在防护工程中的应用为背景,利用MTS(Material Test System,材料试验机)对该型材料进行了准静态压缩实验。得到了应变率在10-5~10-3s-1范围内的应力应变曲线,并对实验结果进行了理论分析和数值模拟。研究表明,泡沫陶瓷复合材料的力学性能在准静态一维应力压缩条件下显示出明显的应变率效应,同时其应力应变曲线可用一种经验的脆性材料本构模型进行较好地拟合。而在一维应变压缩条件下,材料的应力应变曲线则显示出明显的三段式特征:弹性段、平台段和密实段,同时材料的吸能幅值随着应变率的增大而增加。  相似文献   

5.
The study on the compressive behavior of ptfe/al energetic composite   总被引:1,自引:0,他引:1  
金属/氟聚合物含能复合材料是一类新型的高级含能材料. 研究了室温下Al含量和应变 率对PTFE/Al含能复合材料压缩性能和反应性能的影响,所加载的应变率为6\times 10^{-3}s^{-1}\sim8\times 10^{3}s^{ -1}. 材料压缩性能的应变 率效应明显:与静态加载相比,动态加载下材料模量和强度明显提 高,但应变降低. 材料的损伤过程主要包括塑性变形、开裂和反应3部分. 随着Al含量的增 加,材料准静态和动态压缩强度均呈先升后降的趋势,在 Al含量为35\%时达到 最高值102.6 MPa和154 MPa; 引发反应所需加载的应变率增加,但对应的应力值 差别不明显,基本在165 MPa左右, 材料引发后反应完全性降低.  相似文献   

6.
PTFE/Al含能复合材料的压缩行为研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
金属/氟聚合物含能复合材料是一类新型的高级含能材料.研究了室温下Al含量和应变率对PTFE/Al含能复合材料压缩性能和反应性能的影响,所加载的应变率为6×10-3s-1~8×103s-1.材料压缩性能的应变率效应明显:与静态加载相比,动态加载下材料模量和强度明显提高,但应变降低.材料的损伤过程主要包括塑性变形、开裂和反应3部分.随着Al含量的增加,材料准静态和动态压缩强度均呈先升后降的趋势,在Al含量为35%时达到最高值102.6 MPa和154 MPa;引发反应所需加载的应变率增加,但对应的应力值差别不明显,基本在165 MPa左右,材料引发后反应完全性降低.  相似文献   

7.
利用分离式Hopkinson压杆(SHPB),对干燥石英砂进行了被动围压下的动态压缩实验,发现石英砂表现出了明显应变率效应。通过激光粒度分析测量了动静态压缩后的试件的级配曲线,发现同一应力水平下准静态压缩比动态压缩后的试件的颗粒破碎量更大。而通过拟合相对破碎率与外力功之间的关系,发现准静态压缩在颗粒破碎方面能量利用率更高也即破碎效率更高,而这正是脆性颗粒材料应变率效应的本质原因。  相似文献   

8.
准静态压缩应力-应变曲线测量方法的探索   总被引:4,自引:1,他引:3  
田杰  胡时胜 《实验力学》2005,20(2):265-269
本文介绍了用应变片直接测量材料的准静态应力-应变曲线的试验研究。在MTS810材料试验机上分别对93W、G50、砂浆等几种材料进行了准静态压缩试验。由于仪器的系统误差不能由MTSCod规准确的得到材料的真实的弹性变形。为此在试件的中部贴应变片得到材料的弹性变形,塑性变形仍旧由MTSCod规记录,从而得到试样的真实的应变,准确获得准静态压缩应力-应变曲线。试验结果表明:在试件中部贴应变片的方法能够准确得到该材料的杨氏模量;在试件两端垫块的刀口上安置Cod规可得到材料的应力应变曲线。两者的合理组合即可得到准确而完整的准静态压缩应力-应变曲线。试验中还发现准静态实验中试件的断面加工不平,偏心压缩等都会影响E的准确测量。  相似文献   

9.
利用材料试验机和SHPB装置研究了常态下纯锆的准静态和动态压缩力学性能。塑性变形阶段的流动应力及硬化率随应变率提高而增大,应变10%~20%段的应力-应变曲线表现出凹向上趋势。金相观测表明孪晶是纯锆的重要变形机制,孪晶密度随应变及应变率的增长而增大。大应变时,在动态压缩试样表面观测到与压缩轴呈45°的宏观裂纹。试样纵向剖开后,金相观测到发展的绝热剪切带。  相似文献   

10.
蓝宝石(A12O3)是透明陶瓷玻璃,它相较传统陶瓷(A12O3)有优良的透光性,而且保留了陶瓷优良的力学性能。利用电子拉伸机和分离式霍普金森杆设备对试样进行准静态应变率为(10?4、10?3、10?2 s?1)和4种动态应变率(850、1 100、1 300、1 450 s?1)下的单轴压缩力学行为,用高速摄像机记录了蓝宝石透明陶瓷玻璃试样在准静态和动态压缩下的破坏过程。实验结果表明:从加载过程中的应力应变曲线是由加载段和失效段组成的,该材料是典型的脆性材料,并且有明显的应变率效应,随着应变率的提高,蓝宝石透明陶瓷玻璃的抗压强度也会提高;准静态和动态压缩下蓝宝石透明陶瓷玻璃都是在宏观裂纹扩展作用下失效破坏。通过分析不同应变率下蓝宝石透明陶瓷玻璃的破坏过程,分析得到该材料的失效是在加载的过程中,在蓝宝石透明陶瓷玻璃承载能力最低的区域出现裂纹源,然后裂纹成形并沿着加载方向扩展,然后裂纹之间相互交错,最终达到饱和状态破坏失效;在高应变率下,极短的时间内产生多处裂纹源,需要更大的能量去使裂纹成形、扩展,宏观上就表现为应变率效应。  相似文献   

11.
塑料球栅阵列封装PBGA的可靠性分析中,考虑封装过程中SnAgCu焊料与铜焊盘界面间产生的金属间化合物(Intermetallic compound,IMC)的影响,并引入内聚力模型(Cohesive zone model, CZM),利用ANSYS对热循环作用下焊点/IMC界面的脱层开裂情况进行研究。结果表明:热循环作用下,在封装器件中焊点承受较大的应力应变,且远离中心的外侧焊点具有比内侧焊点更大的应力应变。IMC的存在极大的降低了焊点的可靠性。界面分层最先发生在最外侧的IMC/焊点界面的两端,随着热循环次数的增加,分层逐渐沿着界面两端向里扩展。在热循环的前几个阶段,各个界面的最大损伤值增大较快,随着热循环的继续加载,界面最大损伤值逐渐趋于稳定。整个过程中四号焊点界面的损伤值始终最大。  相似文献   

12.
焊锡材料的应变率效应及其材料模型   总被引:2,自引:0,他引:2  
秦飞  安彤 《力学学报》2010,42(3):439
采用分离式霍普金森压杆和拉杆实验,研究了含铅Sn37Pb、无铅Sn3.5Ag和Sn3.0Ag0.5Cu 3种焊锡材料在600~2 200 s~(-1)应变率下的力学性能,得到了它们在不同应变率下的应力应变曲线.根据实验数据建立了3种焊锡材料的应变率无关弹塑性材料模型和率相关Johnson-Cook材料模型,并用于模拟板级电子封装在跌落冲击载荷下焊锡接点的力学行为.结果表明,高应变率下无铅焊料比含铅焊料对应变率更敏感,其抗拉强度为含铅焊料的1.5倍,其韧性也明显高于含铅焊料;在跌落冲击过程中,焊锡接点经历的应变率可达到1 000 s~(-1)左右;给出的率相关Johnson-Cook材料模型能预测出比率无关的弹塑性模型更合理的应力应变结果.  相似文献   

13.
This paper presents a comprehensive experimental and theoretical investigation of the deformation behavior of high-purity, polycrystalline α-titanium under quasi-static conditions at room temperature. The initial material in this study was a cross-rolled plate with a strong basal texture. To quantify the plastic anisotropy and the tension–compression asymmetry of this material, monotonic tensile and compressive tests were conducted, on samples cut along different directions of the plate. A new anisotropic elastic/plastic model was developed to describe the quasi-static macroscopic response of the aggregate. Key in its formulation is the use of an anisotropic yield criterion that captures strength-differential effects and an anisotropic hardening rule that accounts for texture evolution associated to twinning. A very good agreement between FE simulations using the model developed and uniaxial data was obtained.  相似文献   

14.
Rate effects for adhesively-bonded joints in steel sheets failing by mode-I fracture and plastic deformation were examined. Three types of test geometries were used to provide a range of crack velocities between 0.1 and 5000 mm/s: a DCB geometry under displacement control, a wedge geometry under displacement control, and a wedge geometry loaded under impact conditions. Two fracture modes were observed: quasi-static crack growth and dynamic crack growth. The quasi-static crack growth was associated with a toughened mode of failure; the dynamic crack growth was associated with a more brittle mode of failure. The experiments indicated that the fracture parameters for the quasi-static crack growth were rate independent, and that quasi-static crack growth could occur even at the highest crack velocities. Effects of rate appeared to be limited to the ease with which a transition to dynamic fracture could be triggered. This transition appeared to be stochastic in nature, it did not appear to be associated with the attainment of any critical value for crack velocity or loading rate. While the mode-I quasi-static fracture behavior appeared to be rate independent, an increase in the tendency for dynamic fracture to be triggered as the crack velocity increased did have the effect of decreasing the average energy dissipated during fracture at higher loading rates.  相似文献   

15.
ABSTRACT

An approximate theoretical analysis is presented for a rigid, perfectly plastic clamped beam struck transversely at the mid-span by a mass which produces Finite transverse displacements. An alternative quasi-static procedure is proposed for estimating the dynamic plastic response of a beam when struck by a heavy mass that travels at a low speed. The theoretical basis of this method is explained and the accuracy is examined by an error analysis. Finally, it is suggested that this quasi-static procedure could be used for estimating the dynamic plastic response of other structures that are struck by a heavy mass traveling at a low speed,  相似文献   

16.
本文通过微纳米压入法结合数值模拟研究了无铅焊料合金SnAg3.5 的弹塑性力学性能,分别采用圆柱形压头及两种不同锥角压头对无铅焊料合金进行压入测试:基于圆柱形压头测试过程中接触面积恒定的特点得到了无铅焊料的弹性模量,进一步采用塑性应变梯度理论对两种锥角压头的测试结果予以修正并通过数值模拟反分析得到相应的特征应力值,同时基于压入特征塑性应变与压头锥角的关系式得到两种不同锥角压头下的特征应变值,在此基础上经求解方程组得到焊料合金的初始屈服应力与应变强化因子,进而得到了焊料合金的幂强化弹塑性本构关系.该方法剔除了压入尺度效应的影响并保证了所得本构关系的唯一性,给出了一种通过原位压入测试表征金属材料弹塑性力学性能的有效方法.  相似文献   

17.
Dislocation events are seen as excursions or pop-in events in the load–displacement curve of nanoindentation experiments. Two nanoindenters have been used to examine the difference between quasi-static and dynamic loading during indentation. Yield excursions were present in the load–displacement curves of both the statically and dynamically loaded single crystal nickel samples. Only one major excursion occurred in each quasi-static indent, nominally loaded at 100 μN/s while staircase yielding was observed under dynamic loading indentation with a 45 Hz oscillation of 2 nm superimposed on a 60 μN/s loading rate. Thermal activation analysis is used to explain the arrest and reinitiation of the yielding with activation volumes being modeled. For nanoindentation experiments differences between quasi-static and dynamic loading are described by the models presented. It is proposed that insight into the plastic deformation mechanisms associated with such plastic instabilities will provide one of the keys to length scale effects necessary to understanding nanostructures.  相似文献   

18.
Electromigration is a major road block on the way to realization of nanoelectronics. Determination of plastic deformation under high current density is critical for prediction of electromigration failure. A new displacement–diffusion coupled model is proposed and implemented using finite element method. The model takes into account viscoplastic behavior of solder alloys, as a result, vacancy concentration evolution and electromigration process are accurately simulated. Finite element simulations were performed for lead-free solder joints under high current density and compared with experimental moiré interferometry measurements. The comparison validates the model.  相似文献   

19.
I型定常扩展裂纹尖端的弹黏塑性场   总被引:2,自引:1,他引:1  
Jia Bin  王振清  李永东 《力学学报》2005,37(4):421-427
考虑材料在扩展裂纹尖端的黏性效应,假设黏性系数与塑性应变率的幂次成反比,对幂硬化材料中平面应变扩展裂纹尖端场进行了弹黏塑性渐近分析,得到了不含间断的连续解,并讨论了I型裂纹数值解的性质随各参数的变化规律. 分析表明应力和应变均具有幂奇异性,并且只有在线性硬化时,尖端场的弹、黏、塑性才可以合理匹配. 对于I型裂纹,裂尖场不含弹性卸载区. 当裂纹扩展速度趋于零时,动态解趋于准静态解,表明准静态解是动态解的特殊形式;如果进一步考虑硬化系数为零的极限情况,便可退化为Hui和Riedel的非线性黏弹性解.  相似文献   

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