陈祥伟
,
贺小华
,
代巧
,
彭剑
,
周昌玉
,
唐支翔
,
杜永勤
稀有金属材料与工程
分析了工业纯钛TA2的拉伸力学性能,按照多段幂次方法处理得到材料的特征参数值,分别基于整体和塑性二段EPRI方法建立失效评定图,用断裂试验验证了基于EPRI建立失效评定曲线的有效性,并与标准规范中的通用评定曲线进行比较.结果表明:对于工业纯钛TA2,各评定标准的通用曲线是偏于保守的,本工作的研究成果有望更准确的用于含缺陷钛制承压设备的安全评定.
关键词:
TA2
,
H因子
,
失效评定曲线
,
缺陷评定
代巧
,
周昌玉
,
彭剑
,
贺小华
稀有金属材料与工程
通过断裂实验、二维有限元分析(2-D FEA)、三维有限元分析(3-D)以及EPRI解等4种方法获得了工业纯钛(CP Ti)紧凑拉伸试验(CT)的J积分.结果表明,EPRI解获得的J积分与2-D FEA结果吻合,但是它们明显低于实验结果,而3-D FEA获得的J积分更接近于实验值.为了提高J积分的估算精度,提出了基于3-D FEA改进的EPRI解,并用实验结果进行了验证.此外,将由原EPRI解和改进的EPRI解获得的J积分建立的CP Ti失效评定曲线(FAC)与实验结果进行比较,发现EPRI解的改进不仅提高了J积分的估算精度,而且提高了FAC的可靠性.
关键词:
J积分
,
CP Ti
,
FEA
,
EPRI
彭剑
,
周昌玉
,
代巧
,
贺小华
,
唐支翔
,
杜永勤
稀有金属材料与工程
通过实验研究了工业纯钛TA2在室温下应变速率范围为1×10-4～1×10-2s-1的拉伸力学性能.发现TA2的拉伸力学性能存在显著的应变速率敏感性,随着应变速率的增加,材料的强度提高、塑性下降,应变速率敏感性指数较高.通过对Hollomon经验公式σ=Kεnεm的推导和TA2实验数据的分析发现应变速率敏感性指数m和应变硬化指数n分别会受到应变和应变速率的影响,并且它们之间均呈指数关系.因此对Hollomon经验公式提出了改进,得到了TA2在室温下改进的Hollomon模型.与传统的Hollomon经验公式及Johnson-Cook模型相比,改进的Hollomon模型的预测结果与实验结果更加吻合,能更准确地表现材料的拉伸力学性能.
关键词:
工业纯钛TA2
,
应变速率
,
拉伸力学性能
,
改进的Hollomon模型
代巧
,
周昌玉
,
彭剑
,
杨志锋
,
贺小华
,
於孝春
稀有金属材料与工程
通过试验、理论分析和有限元模拟对工业纯钛TA2室温蠕变条件下裂纹尖端应力应变场的参量表征及估算进行了研究.试验研究表明,在室温条件下,工业纯钛TA2存在明显的第1阶段蠕变现象.理论分析和有限元模拟表明,对TA2裂纹体进行保载时,裂纹尖端的应力应变场为HRR场,提出采用与时间相关的J积分来表征,并给出了估算方法.通过有限元计算,获得了TA2室温蠕变条件下CT试样的时间相关J积分值,论证了采用J积分来表征室温蠕变条件下TA2裂纹尖端应力应变场的合理性.将有限元计算与估算方法获得的J积分进行了比较,验证了估算方法的有效性和准确性.
关键词:
工业纯钛TA2
,
室温蠕变
,
裂纹表征参量
,
J积分
陈祥伟
,
贺小华
,
代巧
,
周昌玉
稀有金属材料与工程
基于中心复合实验设计方法,对材料性能、裂纹尺寸、操作压力等不确定参数对失效评定曲线的影响水平作了定性分析;同时利用参数敏感性分析方法,对上述不确定性参数对失效评定曲线的影响进行了定量分析.结果表明,定性和定量分析具有一致性.基于EPRI工程计算方法,利用概率理论建立了TA2材料的概率失效评定曲线(Probabilistic Failure Assessment Curve,PFAC);利用区间分析理论,建立了TA2材料的非概率失效评定曲线(Non-probabilistic Failure Assessment Curve,NPFAC),对比PFAC和NPFAC发现利用NPFAC进行缺陷失效评定是有效可行的.
关键词:
中心复合实验设计
,
区间敏感性
,
TA2
,
非概率失效评定曲线
彭剑
,
周昌玉
,
代巧
,
贺小华
稀有金属材料与工程
根据工业纯钛TA2在服役温度范围内(室温、353 K、423 K)的拉伸实验和蠕变实验获得了工业纯钛的拉伸应力应变曲线和蠕变曲线.由中低温蠕变实验数据发现工业纯钛在服役温度范围内会产生显著的蠕变现象,蠕变特征会随温度发生变化.随后,分别建立了工业纯钛在各温度下的弹塑性拉伸本构方程和蠕变本构方程.综合拉伸和蠕变本构方程建立了工业纯钛在服役温度范围内的等时应力应变曲线.等时应力应变曲线显著低于拉伸曲线,并且存在寿命相关性,随着寿命要求的提高等时应力应变曲线不断下降.值得注意的是在不同的温度下等时应力应变曲线随寿命要求的变化规律存在显著差别.根据等时应力应变曲线、结构允许的极限应变和结构设计寿命,本研究提出了工业纯钛与时间相关的许用应力曲线.
关键词:
工业纯钛
,
中低温蠕变
,
等时应力应变曲线
,
与时间相关的许用应力
