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基于数字图像相关法的Mg含量对Al合金Protein-Le Chatelier效应影响的实验研究 被引量:2
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作者 杨素丽 符师桦 +2 位作者 蔡玉龙 张迪 张青川 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期237-245,共9页
利用数字图像相关法研究了常温与恒定应变率(5.00×10^(-3)s^(-1))下Mg含量(质量分数)分别为2.30%,4.57%,6.10%及6.91%四种Al-Mg合金Portevin-Le Chatelier(PLC)效应的宏观变形行为.实验发现,Mg含量的增加导致强化效果的增强;低Mg含... 利用数字图像相关法研究了常温与恒定应变率(5.00×10^(-3)s^(-1))下Mg含量(质量分数)分别为2.30%,4.57%,6.10%及6.91%四种Al-Mg合金Portevin-Le Chatelier(PLC)效应的宏观变形行为.实验发现,Mg含量的增加导致强化效果的增强;低Mg含量(2.30%)合金中锯齿跌落幅值基本保持不变,而在高Mg含量(4.57%,6.10%,6.91%)合金中随应变增加而增加.锯齿跌落幅值随Mg含量增加而逐渐增大,在高Mg含量合金中趋于饱和.宏观局域变形带的观察结果表明PLC带宽不随Mg含量或者应变改变而变化,带内变形量随着Mg含量或者应变的增加而逐渐增大.此外,在低Mg含量合金的加载曲线后段(应变约为0.3时)观测到了特殊的周期性的衰减锯齿,相应的时域PLC带演化表明加载曲线的周期性转变大锯齿对应着空间上PLC带的转向,幅度逐渐减小的振荡对应着PLC带的传播,且在转向前后PLC带均向上连续传播. 展开更多
关键词 Portevin-Le Chatelier效应 数字图像相关法 Mg含量 动态应变时效
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基于宏观模型的FRP筋纤维混凝土梁拉伸刚化效应研究
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作者 安茹 李源康 +1 位作者 陈国雄 符师桦 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第2期67-74,共8页
在混凝土中添加纤维能有效控制纤维增强聚合物(Fiber Reinforced Polymer, FRP)筋混凝土梁的裂缝宽度并提高梁的延性。本研究结合纤维混凝土受拉本构关系,引入一个减弱系数描述纤维混凝土开裂后的刚度,建立了能够反映FRP筋纤维混凝土梁... 在混凝土中添加纤维能有效控制纤维增强聚合物(Fiber Reinforced Polymer, FRP)筋混凝土梁的裂缝宽度并提高梁的延性。本研究结合纤维混凝土受拉本构关系,引入一个减弱系数描述纤维混凝土开裂后的刚度,建立了能够反映FRP筋纤维混凝土梁拉伸刚化效应的三维有限元模型。在不同纤维含量和不同配筋率下,模拟获得了与实验结果一致的荷载-位移响应。此外,有限元分析得到的裂缝形态与实验结果良好吻合,且随着减弱系数的减小,裂缝扩展减缓,极限荷载下裂缝数量增多,宽度减小。研究还表明,减弱系数随纤维含量特征参数的增大而线性减小,其线性斜率受配筋率的影响微弱,而截距受配筋率的影响明显。 展开更多
关键词 FRP筋 纤维混凝土梁 拉伸刚化 有限元 减弱系数
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The Mechanism of Critical Strain of Serrated Yielding in Strain Rate Domain
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作者 符师桦 蔡玉龙 +2 位作者 杨素丽 张青川 伍小平 《Chinese Physics Letters》 SCIE CAS CSCD 2016年第2期79-82,共4页
The mechanism of the critical strain of serrated yielding is studied via tension tests at various strain rates. Betore the critical strain, it is deduced that dislocations are not pinned at high strain rates, and disl... The mechanism of the critical strain of serrated yielding is studied via tension tests at various strain rates. Betore the critical strain, it is deduced that dislocations are not pinned at high strain rates, and dislocations at low strain rates are pinned but cannot escape. The critical strain depends on the first pinning process at high strain rates and on the first unpinning process at low strain rates. The calculated results based on the two criteria are in good consistency with the experiment. 展开更多
关键词 of IS The Mechanism of Critical Strain of Serrated Yielding in Strain Rate Domain that RATE HIGH
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FRP筋混凝土梁拉伸刚化效应模型研究 被引量:1
4
作者 陈国雄 安茹 符师桦 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第2期11-18,共8页
纤维增强聚合物(FRP)筋混凝土梁比传统钢筋混凝土梁表现出更大的挠度和更宽的裂缝。裂缝间混凝土承担拉力引起的拉伸刚化效应对FRP筋混凝土梁开裂后的变形行为有显著影响。本文通过在素混凝土受拉应力-应变关系中引入减弱系数,提出能反... 纤维增强聚合物(FRP)筋混凝土梁比传统钢筋混凝土梁表现出更大的挠度和更宽的裂缝。裂缝间混凝土承担拉力引起的拉伸刚化效应对FRP筋混凝土梁开裂后的变形行为有显著影响。本文通过在素混凝土受拉应力-应变关系中引入减弱系数,提出能反映拉伸刚化效应的新本构关系。建立有限元模型,获得与实验结果一致的变形响应行为,通过减弱系数评价了配筋率、混凝土强度、FRP筋弹性模量、混凝土中摻入纤维等对拉伸刚化效应的影响。随着配筋率和FRP筋弹性模量增大,减弱系数增大,拉伸刚化效应减弱;而增大混凝土强度或在混凝土中掺入纤维,减弱系数减小,拉伸刚化效应增强。结果表明该模型能够有效描述FRP筋混凝土梁的变形行为。 展开更多
关键词 FRP筋 混凝土梁 拉伸刚化 有限元
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数字散斑相关法研究镍钴基高温合金中的PLC效应 被引量:6
5
作者 符师桦 高越 +3 位作者 潘华烨 程腾 崔传勇 张青川 《实验力学》 CSCD 北大核心 2012年第5期581-586,共6页
作为航空发动机涡轮盘用新型材料,镍钴基变形高温合金在300~600℃温度区间内拉伸时会产生Portevin-Le Chatelier(PLC)效应。本文采用数字散斑相关方法,研究了镍钴基变形高温合金在400℃下拉伸变形过程中伴随PLC效应出现的应变局域化现... 作为航空发动机涡轮盘用新型材料,镍钴基变形高温合金在300~600℃温度区间内拉伸时会产生Portevin-Le Chatelier(PLC)效应。本文采用数字散斑相关方法,研究了镍钴基变形高温合金在400℃下拉伸变形过程中伴随PLC效应出现的应变局域化现象,即PLC带。实验结果表明,PLC带内的应变比试件平均应变大一个数量级,而带外部分应变接近于零。同时还观察到了带外部分的弹性收缩现象,即出现应变为负的区域。在拉伸全程中,PLC带与拉伸轴方向成约60°的夹角。PLC带的宽度均为4~4.5mm,远大于试件最小尺寸(厚度),这一点与铝合金中的带宽与试件最小尺寸相近这一现象截然不同。 展开更多
关键词 Portevin-Le Chatelier效应 动态应变时效 高温合金 数字散斑相关 PLC带
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自然时效对6061铝合金锯齿形屈服的影响 被引量:5
6
作者 符师桦 蔡玉龙 +1 位作者 张青川 伍小平 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3728-3732,共5页
对固溶处理淬火后自然时效时间不同的6061铝合金在室温下进行恒定应变率的拉伸试验,研究了自然时效对锯齿形屈服效应(Portevin-Le Chatelier,PLC)的影响。实验发现,材料强度、锯齿周期和临界应变三者在自然时效0~1 h期间均无明显变化,... 对固溶处理淬火后自然时效时间不同的6061铝合金在室温下进行恒定应变率的拉伸试验,研究了自然时效对锯齿形屈服效应(Portevin-Le Chatelier,PLC)的影响。实验发现,材料强度、锯齿周期和临界应变三者在自然时效0~1 h期间均无明显变化,在自然时效超过1 h以后随自然时效时间延长而增大;锯齿幅值在自然时效0~2 h期间随自然时效时间延长而减小,在自然时效超过2 h后趋于稳定值。自然时效过程中,强化效果明显的β''相在自然时效时间1~2h之间开始形成并随自然时效时间线性增加。结合动态应变时效模型的分析结果与实验相符合,揭示了有强化效果的析出相对PLC效应的作用机制:具有强化效果的析出相含量增多将缩短可动位错的等待时间,使得可动位错更难被钉扎,从而导致锯齿周期和临界应变增大。分析结果还表明,该合金中溶质原子主要以体扩散方式向可动位错聚集从而实现对可动位错钉扎。 展开更多
关键词 Portevin-Le Chatelier效应 动态应变时效 6061铝合金 自然时效
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5456铝合金PLC效应的两种临界机制研究 被引量:3
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作者 符师桦 程腾 +2 位作者 张青川 曹鹏涛 胡琦 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1453-1458,共6页
在不同温度下对5456铝合金进行拉伸实验,观察到低温下的正常临界行为和高温下的反常临界行为.对比不同温度下的应力应变曲线,分别定义上下包络线.临界应变之前的应力在低温时遵循下包络线,在高温时遵循上包络线.锯齿状应力-应变曲线在... 在不同温度下对5456铝合金进行拉伸实验,观察到低温下的正常临界行为和高温下的反常临界行为.对比不同温度下的应力应变曲线,分别定义上下包络线.临界应变之前的应力在低温时遵循下包络线,在高温时遵循上包络线.锯齿状应力-应变曲线在上下包络线之间振荡,且在低温时,锯齿方向朝上;高温时锯齿方向朝下.通过对应力和微观位错运动的分析讨论,提出了分别对应于上下包络线的2种稳定塑性变形,并给出相应的位错运动情况:下包络线对应着位错没有被溶质原子钉扎,上包络线对应着一部分位错已经被溶质原子钉扎但未能脱钉.正常临界行为取决于第一次钉扎,而反常临界行为取决于第一次脱钉. 展开更多
关键词 5456铝合金 Portevin-Le Chatelier(PLC)效应 动态应变时效 位错 拉伸实验
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析出相在铝镁合金Portevin-Le Chatelier效应中的作用研究 被引量:5
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作者 胡琦 张青川 +2 位作者 符师桦 曹鹏涛 龚明 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期514-521,共8页
本文研究了在相同退火热处理条件下,不同析出相含量的两种铝镁合金5456和5052在不同加载应变率下的P-LC效应.结果表明析出相对两种材料的P-LC效应有明显影响,并且析出相含量的不同所产生的影响不同.此外,析出相含量较少的5052合金的溶... 本文研究了在相同退火热处理条件下,不同析出相含量的两种铝镁合金5456和5052在不同加载应变率下的P-LC效应.结果表明析出相对两种材料的P-LC效应有明显影响,并且析出相含量的不同所产生的影响不同.此外,析出相含量较少的5052合金的溶质原子的扩散方式是管扩散,而析出相含量较多的5456合金不再局限于管扩散的方式,而是更为复杂. 展开更多
关键词 Portevin-Le Chatelier EFFECT 动态应变时效 铝镁合金
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Al-Mg合金中锯齿形屈服现象的热分析 被引量:5
9
作者 曹鹏涛 张青川 +2 位作者 符师桦 胡琦 高云 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期458-465,共8页
研究了在室温、定加载应变率拉伸的情况下Al-Mg合金中的锯齿形屈服现象.伴随着锯齿形屈服现象的发生,试件表面温度场会发生变化.而红外相机能以较高的时间、空间分辨率记录下随时间变化的试件表面温度场图像.通过分析这些热图像,探讨了... 研究了在室温、定加载应变率拉伸的情况下Al-Mg合金中的锯齿形屈服现象.伴随着锯齿形屈服现象的发生,试件表面温度场会发生变化.而红外相机能以较高的时间、空间分辨率记录下随时间变化的试件表面温度场图像.通过分析这些热图像,探讨了A,B两种类型带的传播规律,得到了局域变形带的带宽、倾角、传播速度等特征参数.在此基础上,引入热传导方程,求得了带内的应变率.实验和计算都发现B类型带产生时试件表面带外区域存在弹性收缩现象,由此提出以是否存在带外收缩变形作为划分A,B类型带的新标准. 展开更多
关键词 锯齿形屈服 红外测温 动态应变时效 应变局域化
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基于三维数字图像相关法的5456铝镁合金锯齿形屈服研究 被引量:4
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作者 蔡玉龙 符师桦 +4 位作者 王玉辉 田成刚 高越 程腾 张青川 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1491-1497,共7页
利用三维数字图像相关技术研究了常温下不同厚度5456铝镁合金板状试件在加载过程中的锯齿形屈服现象及其变形分布.统计分析锯齿跌落幅值和周期发现,2者均随应变增大而增大,且锯齿周期随厚度增大而增大,而锯齿幅值与厚度相关性较弱.在拉... 利用三维数字图像相关技术研究了常温下不同厚度5456铝镁合金板状试件在加载过程中的锯齿形屈服现象及其变形分布.统计分析锯齿跌落幅值和周期发现,2者均随应变增大而增大,且锯齿周期随厚度增大而增大,而锯齿幅值与厚度相关性较弱.在拉伸方向应变场和离面位移场中观察到了Portevin-Le Chatelier(PLC)带,PLC带宽不随应力跌落幅值变化而变化,随试件厚度增大而增大;PLC带倾角与应力跌落幅值、试件厚度无关,约为60°.将锯齿幅值和变形信息相联系,获得了锯齿幅值与带内最大应变成正比关系这一规律.通过变形时域分析发现,PLC带引起局部拉伸方向应变突增的同时,也引起相同区域离面位移的突变. 展开更多
关键词 5456铝镁合金 三维数字图像相关法 锯齿屈服 动态应变时效
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数字剪切散斑干涉法研究铝合金中Portevin-Le Chatelier带的离面变形行为 被引量:3
11
作者 高越 符师桦 +2 位作者 蔡玉龙 程腾 张青川 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期194-199,共6页
作为Portevin-Le Chatelier(PLC)带的重要特征之一,其离面变形仍缺乏实验研究.本文提出使用数字剪切散斑干涉法研究GB6061铝合金中PLC带的离面变形.通过图像相减得到的条纹图,实时观察了PLC带的几何形貌和传播过程,并获得了PLC带离面位... 作为Portevin-Le Chatelier(PLC)带的重要特征之一,其离面变形仍缺乏实验研究.本文提出使用数字剪切散斑干涉法研究GB6061铝合金中PLC带的离面变形.通过图像相减得到的条纹图,实时观察了PLC带的几何形貌和传播过程,并获得了PLC带离面位移分布.在1/15 s内,PLC带的最大离面位移为245 nm,位置偏向于PLC带传播的前沿.在条纹图中,PLC带传播前沿的亮条纹始终较窄.此外,实验还观察到PLC带位置变更和倾角转向的演化过程.实验表明,数字剪切散斑干涉法具有高灵敏度和防震性,是研究PLC带离面变形简便有效的方法. 展开更多
关键词 Portevin-Le Chatelier效应 数字剪切散斑干涉法 离面变形
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基于数字图像相关的玄武岩纤维增强混凝土抗压实验研究 被引量:1
12
作者 安茹 陈国雄 +1 位作者 李源康 符师桦 《实验力学》 CSCD 北大核心 2023年第4期446-454,共9页
制备不同玄武岩纤维(BasaltFiber,BF)掺量的玄武岩纤维增强混凝土(BasaltfiberReinforced Concrete,BFRC)试块,结合数字图像相关(Digital ImageCorrelation,DIC)方法研究了BF对混凝土抗压特性的影响。结果表明,混凝土中加入适量BF可以... 制备不同玄武岩纤维(BasaltFiber,BF)掺量的玄武岩纤维增强混凝土(BasaltfiberReinforced Concrete,BFRC)试块,结合数字图像相关(Digital ImageCorrelation,DIC)方法研究了BF对混凝土抗压特性的影响。结果表明,混凝土中加入适量BF可以提高其抗压强度和劈裂抗拉强度,但过量的BF会产生负面效果,且BFRC的抗压强度与劈裂抗拉强度呈线性关系;当BF掺量为0.6%时,增强效果最佳,其抗压强度比素混凝土增大24.40%,劈裂抗拉强度比素混凝土增大38.84%。通过DIC方法获取试件抗压破坏的全场应变演化,并通过应变场观察到微裂纹和宏观裂纹的发展过程。素混凝土微裂纹扩展路径单一,且宏观裂纹扩展速度较快;对于BFRC试件,微裂纹出现在多个区域,各区域微裂纹独自发展,且宏观裂纹路径较为复杂。基于应变场特征将BFRC的压缩破坏过程分为微裂纹萌生、微裂纹扩展、宏观裂纹扩展3个阶段,并分别讨论了BF在每个阶段的作用效果和机理。 展开更多
关键词 数字图像相关 玄武岩纤维混凝土 力学性能 应变场演化 裂纹扩展
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不同加载条件下位错和溶质原子交互作用的数值模拟 被引量:2
13
作者 何艳生 符师桦 张青川 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第22期370-376,共7页
动态应变时效,即位错和溶质原子的动态交互作用,对合金材料的力学性质产生重要影响.本文基于蒙特卡罗方法,建立了"多位错-溶质原子"二维动力学模型,分别模拟了单位错-恒定应力率、多位错-无应力、多位错-恒定应力和多位错-恒... 动态应变时效,即位错和溶质原子的动态交互作用,对合金材料的力学性质产生重要影响.本文基于蒙特卡罗方法,建立了"多位错-溶质原子"二维动力学模型,分别模拟了单位错-恒定应力率、多位错-无应力、多位错-恒定应力和多位错-恒定应力率四种条件下位错和溶质原子的演化过程.单位错-恒定应力率情况下,低应力率时位错被溶质原子钉扎而无法脱钉,高应力率时位错未被钉扎而一直运动,只有在适当应力率范围内,位错才呈现出反复的钉扎和脱钉;多位错-无应力时,溶质原子向正/负位错的下/上方偏聚;多位错-恒定应力时,位错运动受溶质原子钉扎的影响随应力增大而减小;多位错-恒定应力率时,集群化的钉扎和脱钉过程导致了位错总位移呈现阶梯状的演化.模拟结果表明:"位错-溶质原子"尺度上呈现了动态应变时效微观过程,与其理论描述相一致. 展开更多
关键词 动态应变时效 动力学模型 位错运动
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快速傅里叶变换分析6061铝合金在不同自然时效时间下的PLC效应 被引量:1
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作者 许建飞 符师桦 +1 位作者 黄锋 秦培成 《实验力学》 CSCD 北大核心 2021年第3期340-349,共10页
快速傅里叶变换对复杂波形曲线的频率组成分析具有高效性和独特性。利用该方法对不同自然时效时间的6061铝合金在恒定应变率下的拉伸应力曲线,进行了整体及局部的频谱分析,实验发现,随自然时效时间延长,材料的屈服强度和抗拉强度逐渐增... 快速傅里叶变换对复杂波形曲线的频率组成分析具有高效性和独特性。利用该方法对不同自然时效时间的6061铝合金在恒定应变率下的拉伸应力曲线,进行了整体及局部的频谱分析,实验发现,随自然时效时间延长,材料的屈服强度和抗拉强度逐渐增大,应力跌落幅值逐渐减小,应力锯齿类型由B型向A型过渡。整体频谱分析中,自然时效0~2h在1.9Hz处呈峰状分布,峰频和峰值随自然时效时间延长而减小;自然时效3~7h频谱上无峰状。局部频谱分析中,自然时效0~1h的峰值先逐渐增大后趋于平稳,二者的峰频先逐渐减小后趋于平稳;自然时效2h的峰值和峰频保持平稳。此外,本文提出一种简化频谱分析方法,获得了最优简化频谱曲线,更好地呈现了应力锯齿的频谱特征。结合动态应变时效微观机制,从溶质原子浓度与可动位错之间“钉扎-脱钉”的相互作用角度,对应力锯齿的频谱特征进行了解释。 展开更多
关键词 Portevin-Le Chatelier效应 自然时效 动态应变时效 快速傅里叶变换
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