一、金属塑性成形过程延性断裂的准则及其数值模拟（论文文献综述）
温玥[1]（2020）在《基于韧性损伤力学的金属塑性成形研究及其数值模拟》文中进行了进一步梳理从力学的观点来看,金属塑性成形是一个包含材料非线性、接触非线性以及不断变化的边界条件等诸多因素的动态摩擦接触问题。由于在成形过程中材料受到复杂因素的影响,出现损伤、断裂、疲劳、磨损和腐蚀等力学行为所引起的材料破坏现象,严重的影响了产品的承载能力。而如何能够准确的鉴定和评估材料的性能和质量,预测其失效和破坏的过程,并合理的对所设计对象进行修改和优化则成为了目前首要解决的问题。本文旨在以理论分析、试验研究以及有限元模拟相结合的方法探讨金属材料在塑性成形过程中的力学行为和损伤失效机制。另外,通过本文介绍的方法应用于实际生产实践中,可为企业改进优化生产工艺参数提供理论依据。本文的主要研究工作如下:（1）基于Lemaitre各向同性损伤模型理论,编写用户材料子程序UMAT,并嵌入ABAQUS/Standard的接口中,可以有效的针对金属板材（SS400）的反挤压成形过程进行有限元隐式求解。在数值模拟的过程中,采用mesh-to-mesh网格重划分技术对应力应变集中区域的网格进行重划分,使得在大变形过程中畸变的网格通过数值转换得到规律的网格,以实现计算的收敛性并加强对局部计算精度的控制。计算结果表明,损伤的集中区域为材料与凹模刃口接触的流出方向的狭长区域,并随着凸模压加量的增加以及凹模刃口半径的减小而急剧上升。（2）考虑到AZ31B镁合金材料的各向异性特性和对成形温度的高度敏感性,将各向异性损伤模型引入到有限元程序框架中,对AZ31B镁合金管材在不同温度下热态内压成形过程进行模拟,并对其材料损伤演化规律及破坏形式进行预测。在对其数值模拟过程中,将Barlat各向异性屈服准则与Lemaitre各向异性损伤理论编入商业有限元软件ABAQUS的用户材料子程序VUMAT中,计算得到管材环向和轴向的损伤量。结果表明环向损伤量通常大于轴向损伤量,是影响其失效判据的主要因素,且通过提高成形温度和优化加载路径方式,可以有效的减缓材料的损伤演化进程并提高试件的成形质量。设计并完成相关管材热态内压试验,验证了数值模拟结果的有效性。（3）为了全面了解镁合金在塑性成形过程中材料的损伤演化及破坏机制,以宏观损伤力学和细观损伤力学理论为基础,分别依据M-K损伤模型理论,连续介质各向异性损伤模型理论和GTN细观损伤模型理论,对AZ31镁合金板材的温热冲压成形过程进行有限元数值模拟。在数值模拟过程中,分别将Hill48和Yld2000-2d各向异性屈服准则引入到材料的本构方程中,以体现AZ31镁合金板材在成形过程中所表现出的各向异性特性。通过编写用户材料子程序VUMAT将损伤模型嵌入到商业有限元ABAQUS/Explict的接口中,应用显式求解器求解并得到AZ31镁合金板材在温热冲压过程中的成形极限图和轧向、横向的损伤演化情况以及成形过程中的孔洞百分比等数据,验证金属材料塑性成形过程中的由于微孔洞形核、增长和微孔洞的聚合、串联所引起的材料失效的韧性损伤机制。
黄博[2]（2020）在《Q460D钢动态力学性能及Taylor杆拉伸撕裂数值预报研究》文中指出Q460钢作为建筑结构高强钢常被应用于鸟巢等大型地标性建筑中,基于建筑结构抗冲击爆炸性能研究的需要,其动态材料性能的研究具有迫切性和必要性。本文对Q460D钢在不同温度、应变率及应力状态下的力学性能进行了研究,标定了修正的Johnson-Cook本构关系与断裂准则。通过纯剪与平面应变状态的分析,研究了Q460D钢断裂的Lode角相关性,应用并标定Lode相关的EJMA断裂准则。接着开展Taylor撞击试验结合数值模拟,分析了引入Lode角对Taylor杆失效情况预报的影响。最后基于Taylor撞击试验探讨了材料性能表征对Taylor撞击试验数值模拟预报精度的影响。本文研究内容如下:1.材料力学性能测试及材料模型参数标定基于不同温度、应变率及应力状态下开展的系列材性试验,完成了修正Johnson-Cook本构关系九个参数及断裂准则六个参数的标定。结合纯剪与平面应变试验,研究了Q460D钢断裂的Lode相关性,标定了Lode相关的EJMA断裂准则三个参数,而其应变率项与温度项则延用修正Johnson-Cook断裂准则。2.Taylor撞击试验及数值模拟研究应用一级轻气炮系统开展Q460D钢Taylor杆撞击刚性靶板试验,得到各速度下Taylor杆的失效模式。同时结合数值模拟,研究了引入Lode角参数对Q460D钢Taylor杆失效情况预报的影响,并验证材料模型参数标定的有效性。3.Taylor撞击试验预报精度影响因素分析通过开展Q460D钢0°、45°及90°平板拉伸试验对Hill48屈服准则的标定、应用表格法对屈服阶段的合理表征以及对应变率敏感系数与高应变率塑性机制转变的分析,研究了各向异性、屈服平台及应变率敏感性对Taylor撞击试验数值模拟预报的影响情况。
杨鹏[3]（2020）在《深盲孔锻件热加工工艺优化研究》文中研究指明对于大型深盲孔锻件的成形工艺,选择直接机加工成形或一步挤压成形对锻件性能和模具损伤大,且操作难度大,可行性低。本研究提出“反挤压+芯轴拔长”两步工序的成形工艺。“反挤压+芯轴拔长”工艺可提高锻件锻造比,改善锻件性能,同时降低生产成本、设备损耗及机加工周期。但此工艺也存在诸多难点,如挤压时设备“闷车”及锻件表层裂纹;芯轴拔长时锻件变形均匀性不足,实心头部锻透性不佳,芯棒“退芯”及孔底金属折叠等问题。因此,本研究基于实际生产条件和成品质量分析,利用DEFORM建立G31L钢材料模型,研究反挤压与芯轴拔长过程中基本成形规律及工艺优化,以提高深盲孔锻件成品质量。G3l L钢为自主研发的新型钢种,DEFORM数据库无相应材料匹配。本研究对G31L钢的流变应力-应变曲线、弹性模量、泊松比、热膨胀系数、热导率、比热容进行系统检测,建立G31L钢材料模型,并通过Gleeble热模拟试验验证了材料数据模型的可靠性。为优化挤压后锻件成形质量及保护设备,研究了挤压过程中基本成形规律及关键工艺参数的影响。挤压过程的成形规律研究发现金属流动、载荷-行程曲线、损伤分布、等效应变场分布之间存在密切的耦合关系,挤压过程可分为初始挤压、稳定挤压和终了挤压三个阶段。关键工艺参数的影响研究发现:最佳挤压工艺为锻件初始温度为1200℃,挤压速度为80 mm/s,摩擦系数为0.2,模具预热温度为200℃。为提高深盲孔锻件变形均匀性和改善头部锻透性,本研究以现有拔长工艺为基础,分析了拔长过程中压下率、翻转角、送进量等工艺参数的影响规律,提出了45°翻转工艺和60°翻转工艺,并对锻件头、尾单周变形分析。结果表明:新工艺能明显改善锻件周向均匀性,且锻件头部采用压下率η≥10%与60°翻转的组合工艺可提高头部锻透性,尾部采用压下率η≤8%与45°翻转的组合工艺能有效控制尾部内孔畸变率。基于此工艺,依次进行三道次减径拔长,锻件均匀性得到改善,但头部应变场仍较低。为进一步优化头部变形进行了头部锥形锻造,发现头部锥形坡度等于5°时,头部低应变区得到改善。最后采用上下U型砧对锻件进行滚圆精整。基于优化后的工艺,进行了初步工业试制,锻件成形效果优良。本文建立的G31L钢材料数据模型,弥补了原数据库空白,关于反挤压和芯轴拔长成形过程中基本规律及工艺优化的研究结果对大型深盲孔锻件的实际生产提供理论指导和参考。
李丽[4]（2020）在《基于不同应力—应变曲线模型的铝合金板料成形极限研究》文中研究表明近年来,随着轻量化进程的不断推进,轻质铝合金的工业需求量日益增长,因此,亟需实现铝合金板料成形极限的精准预测。如何有效地提高板料的成形极限、准确地给出成形极限图（FLD）,一直是金属塑性成形领域的重点问题。在FLD的理论研究中,普遍采用应力-应变拟合曲线近似描述板料的真实应力-应变关系,但拟合曲线不能严格反映材料的实际情况,影响了板料成形极限的预测精度,不能为工业生产提供准确的参考。为此,本文在实验的基础上构建了幂指数、三次多项式拟合以及原始测量数据等不同应力-应变模型,通过理论推导、数值模拟和实验验证相结合的方法,系统地研究了应力-应变曲线模型对铝合金板料成形极限预测效果的影响。本文的主要研究内容和结论如下:1.以轻质铝合金6016-T4和7075-T6为研究对象,在力学性能实验的基础上构建了幂指数、三次多项式拟合应力-应变曲线模型以及应力-应变原始测量数据模型。在板料塑性应力-应变关系、屈服准则以及失稳理论的基础上,对铝合金板料成形极限的预测方法进行了深入研究。2.结合Marciniak-Kuczynski（M-K）理论给出了不同应力-应变曲线模型下板料成形极限的理论公式,通过Matlab编程计算得到了铝合金板料的理论成形极限曲线（FLC）,研究了凹槽角度对板料成形极限的影响。研究发现,应力-应变曲线模型对铝合金板料成形极限的理论预测结果有较大的影响。不同应力-应变曲线模型下的FLC理论预测结果之间存在明显差异,且差异性主要体现在成形极限图左半部分的平面应力状态及其附近区域。3.基于Dynaform软件对铝合金板料成形极限进行了有限元数值模拟分析,采用最大载荷准则与应变路径转变准则相结合的综合判断法,得到了基于不同应力-应变曲线模型的铝合金板料成形极限的数值模拟预测结果。研究发现,应力-应变曲线模型对铝合金板料成形极限的数值模拟预测结果有一定的影响。不同应力-应变曲线模型下的FLC数值模拟预测结果之间存在一定差异,且差异性主要体现在成形极限图左半部分的平面应力状态及其附近区域。4.基于Nakazima试验法和ARGUS光学非接触式应变测量手段获取了铝合金板料的成形极限数据,得到了其FLD的实验颈缩临界区。对比铝合金板料成形极限的理论预测结果、数值模拟预测结果与实验结果,研究结果表明,基于应力-应变原始测量数据模型的FLC理论预测结果、数值模拟预测结果均与实验结果的符合性最好,而基于两种拟合曲线模型的FLC理论预测结果、数值模拟预测结果均不同程度地超出了实验获取的颈缩临界区。基于应力-应变原始测量数据模型的FLD预测方法能够实现板料成形极限的精准预测,该方法更具准确性和优越性。
孔德阳[5]（2020）在《空间钢框架-组合楼板结构体系抗连续倒塌性能及结构钢延性断裂研究》文中指出建筑结构在漫长的服役生涯中将受到诸如爆炸、冲击、火灾等偶然事件的威胁而发生局部损伤破坏。若结构本身缺乏足够的鲁棒性,该局部损伤将迅速向剩余结构蔓延,并最终引起结构整体倒塌或者与初始损伤不成比例的破坏,这就是建筑结构的连续性倒塌。尽管结构连续倒塌事故发生的概率较低,但一旦发生将造成极大的人员伤亡、财产损失和恶劣的社会影响。以1968年伦敦Ronan Point公寓、1995年俄克拉荷马的联邦大楼以及2001年的纽约世贸大厦三起着名的倒塌事故为标志,各国专家与学者逐渐意识到建筑结构抗连续倒塌性能的重要性,并以此为契机催生出了一系列的研究成果。然而,需要指出的是,已有研究主要集中于梁-柱节点以及二维平面结构,而对空间结构的研究比较有限,尤其是高质量的空间楼板结构体系试验研究仍十分匮乏,因此无法充分考虑空间效应对结构抗连续倒塌性能的影响。本文的主要内容如下:（1）进行了两个大型2跨×2跨空间钢框架结构体系去中柱连续倒塌试验研究。试验中考虑了两种加载方式对空间钢框架结构体系的影响,包括集中荷载和均布荷载,而后者在试验中通过特殊设计的12点加载系统予以近似考虑。根据试验结果量化了不同加载方式对空间钢框架结构体系抗连续倒塌性能的影响程度,着重分析了在变形过程中各抗力机制（抗弯效应和悬链效应）的贡献。（2）采用相同的框架结构尺寸和节点类型,进行了去中柱空间钢框架-组合楼板结构的连续倒塌试验。详细介绍了试件的荷载-位移响应、破坏模式以及构件关键截面的应变发展。对中柱失效条件下空间钢框架-组合楼板结构体系抗力机制的发展以及竖向内力重分布进行了细致的比较和讨论。（3）利用ABAQUS/Static建立了空间钢框架及组合楼板结构体系简化有限元模型。该模型中钢梁、钢柱以及加载梁均采用梁单元模拟,梁-柱节点则基于组件法代之以若干非线性轴向连接器单元。另一方面,为考虑楼板在垂直于板肋和平行于板肋方向不同的结构响应,将楼板沿垂直肋方向划分为若干强弱条带,并采用组合壳单元近似模拟。楼板与钢框架间的组合效应则通过在栓钉位置处布置的“焊接”连接单元予以考虑。该简化有限元模型通过与本文中去中柱钢框架和组合框架倒塌试验以及课题组前期所进行的去边柱和去角柱组合框架倒塌试验的对比得以验证。利用验证后的有限元模型进行了大量参数化分析,包括压型钢板厚度,混凝土楼板厚度,主、次梁方向钢筋间距,楼板长宽比以及边界条件。（4）以组合楼板“条带模型”为基础,以虚功原理为基本原理推导出角柱失效条件下建筑结构抗连续倒塌性能简化计算方法。该方法充分考虑了结构变形过程中梁-柱节点转动中心的变化以及楼板在节点区域的应力集中现象。通过与本课题组前期所进行的去角柱组合框架倒塌试验以及本文中相应的有限元模拟结果的对比验证了该简化计算模型的正确性。（5）以Q345建筑结构钢为试验材料,进行了不同应力状态条件钢材断裂试验,包括光滑圆棒试件、缺口圆棒试件、双面开槽的平板试件、剪切平板试件、拉剪平板试件以及中间带有圆孔的平板试件。建立了相应的有限元模型,借助本文提出的改进的Mises屈服准则对断裂试验进行模拟,从而有效提取出不同试件的断裂参数（断裂应变 εf-p,应力三轴度水平η和Lode应力参数Lp）。选取7个具有代表性的断裂模型,并在三维空间断裂场（η,Lp,εf-p）内对比分析了各模型对Q345结构钢断裂场的预测精度。通过特殊设计的三孔拉伸试件进一步在结构水平比较分析所选断裂模型的有效性。
闫华东[6]（2020）在《工程铸钢材料的细观缺陷损伤演化分析与模拟》文中指出铸钢件因其设计合理性与实用性得到了工程界越来越多的关注。与热轧钢构件相比,铸钢件的浇注过程容易卷入气体、杂质等,并且缺少轧机轧制过程,导致铸钢中的缺陷数量远多于热轧钢中的缺陷数量。缺陷的存在破坏了材料的连续性,减小了构件受力时的有效截面面积,造成局部构件及整体结构力学性能下降。由于铸钢件总是带缺陷工作的,该问题制约了铸钢材料、构件和结构的进一步发展应用。只有充分认识缺陷对铸钢件和结构系统力学性能的影响,才能在设计与应用中充分体现铸钢件的优势。铸钢件中的宏观缺陷易于观测和发现,相关研究较多,在工程中已引起了相当的重视,制定了相应的检测、修补方法和措施。因此,本文重点研究了铸钢材料中的微细观缺陷,实际为等效直径大于62.23μm的细观孔洞。论文首先对铸钢材料的化学成分、微观结构、宏观力学性能进行研究;然后基于X射线断层扫描方法,对铸钢材料中细观缺陷的特征（数量、大小、形态和分布规律）进行统计分析,并按照细观缺陷的真实形态建立三维有限元模型,探讨细观缺陷特征对材料力学性能的影响;其次从缺陷形核、长大和聚合3个阶段研究了材料的变形与破坏机制;最后对GTN细观损伤模型进行改进并利用该模型实现了铸钢件承载能力的验算。主要研究内容及成果如下:1.铸钢材料化学成分、微观结构及宏观力学性能的研究。为了更全面、准确地掌握铸钢材料的特性,对工程常用铸钢材料G20Mn5N的化学成分、微观结构和宏观力学性能进行了试验研究,并与普通热轧钢Q345、高强热轧钢Q460进行了详细地对比分析。利用直读光谱仪对3种钢材的化学成分进行分析;利用光学显微镜对3种钢材的组织结构进行观察;利用扫描电子显微镜对3种钢材的拉伸断口进行分析;最后利用三维数字图像相关（DIC）方法对G20Mn5N铸钢试样的单调拉伸试验过程进行监测,求得该材料的各项宏观力学性能参数,并与已发表文献中Q345热轧钢和Q460热轧钢的宏观力学性能进行比较分析。结果表明,铸钢材料与热轧钢材料中含量相差最大的元素为镍元素,由于G20Mn5N铸钢中镍元素的含量比Q345热轧钢和Q460热轧钢中的镍元素含量高,所以铸钢的组织更均匀更细小,该微观结构特征又进一步影响了铸钢的宏观力学性能,主要表现为铸钢具有更好的韧性。2.铸钢材料中细观缺陷的数量、大小、形态及分布规律的研究。基于三维X射线断层扫描技术对工程中常用的G20Mn5N铸钢、Q345热轧钢和Q460热轧钢3种钢材中的细观缺陷进行观察,对比分析了铸钢与热轧钢材料中细观缺陷在数量、大小及形态方面的异同点。然后按照缺陷特征对铸钢材料中的细观缺陷进行分类,并对细观缺陷的分布规律进行统计。分析结果表明,铸钢材料中细观缺陷的数量约为热轧钢材料中细观缺陷数量的5倍,并且铸钢材料中细观缺陷的体积更大、形态更不规则;铸钢材料中的细观缺陷可以分为气孔、气缩孔和缩孔3类;缺陷的等效直径大小遵从三参数对数正态分布;材料中各类缺陷的分布是否均匀与其数量没有直接关系,而是由缺陷的形成原因所决定,缺陷之间的聚合倾向受缺陷数量的影响较大,数量越多发生聚合的概率越大。3.铸钢材料中细观缺陷特征对其力学性能的影响研究。基于G20Mn5N铸钢的三维X射线断层扫描数据,构建了与铸钢材料中细观缺陷大小相同、形态一致的三维实体模型,然后考虑细观缺陷的尺寸大小、形态特征等,建立了施加周期性边界条件的代表性体积单元（RVE）模型,以研究细观缺陷特征与材料宏观力学性能之间的关系。研究结果表明,不能将具有复杂形态的细观缺陷简化或理想化等效为球体,等效后的缺陷完全光滑,会造成较大的分析误差;细观缺陷的体积、形态对应力集中、材料弹性模量均有影响,缺陷体积越大、缺陷形态越不规则,缺陷引起的应力集中越严重、对材料弹性模量的折减就越大;临界应变值是缺陷增长速率由慢变快的分界点,初始缺陷体积分数越大,对应的临界应变则越小,但是缺陷形态对缺陷增长过程中临界应变的影响不显着。4.载荷作用下铸钢材料中细观缺陷演化过程的研究。基于中断的非原位X射线断层扫描试验,分别从缺陷形核、长大和聚合3个阶段揭示了材料的变形与破坏机制。由于材料微细观结构上的不均匀性,随着基体应变的不断累积,新的缺陷不断产生,在新缺陷产生的同时,伴随着缺陷体积的增长,当缺陷的大小、数量演化到一定程度后便会相互聚合形成裂纹。结果表明,材料内部缺陷的形核、生长和聚合行为是相辅相成的,并非完全独立的,对缺陷的某个演化阶段进行分析时不应该独立于其它阶段而单独分析;中心裂纹在轴向拉伸载荷的作用下沿垂直于载荷的方向进行扩展,由于受最大切应力和最小颈缩横截面影响,裂纹实际是沿2个45°方向的平面交替扩展。5.铸钢材料细观损伤本构模型研究及铸钢件承载能力校核。将Ramberg-Osgood弹塑性硬化准则、Thomason塑性极限载荷模型与GTN细观损伤模型进行耦合,耦合后的细观损伤模型有效解决了材料硬化与缺陷聚合问题;进一步研究了细观损伤模型参数的标定方法,将X射线断层扫描试验与反演法相结合确定了细观损伤模型的最优参数组合值,该方法克服了单一标定方法的局限性。最后基于不考虑损伤的本构模型和考虑了损伤的本构模型分别对铸钢件的承载力进行校核验算,结果表明,是否考虑损伤对铸钢件正常使用极限状态的校核结果影响不大,但是对铸钢件的极限承载力校核结果有较大影响。
金阳[7]（2020）在《新型铝锂合金的激光焊及其数值模拟分析》文中研究指明铝锂合金具有低密度、高比强度、高比刚度、耐腐蚀性好等特点,被认为是航空航天领域中理想的结构材料之一。作为一种先进的连接技术,激光焊具有能量密度高、焊接速度快、热影响区窄、焊缝深宽比大等特点,较适合于铝锂合金的焊接。对铝锂合金的激光焊接过程进行数值模拟,分析焊接温度场与接头残余应力场分布,可为焊接参数选择提供指导,减少试验次数。本文以2mm厚的新型铝锂合金作为研究对象,运用MSC.Marc有限元分析软件,在对新型铝锂合金激光焊接过程进行数值模拟分析基础上,确定激光焊接工艺方案及其参数,分析研究激光功率、离焦量、焊接速度对接头显微组织及力学性能的影响。为了进一步提高接头的强度系数,对铝锂合金激光焊接头进行焊后热处理,探讨不同热处理工艺对接头微观组织演变及力学性能的影响。数值模拟分析结果表明,激光焊接参数对温度场分布具有较大影响,当激光功率过大或者焊接速度过小时,接头焊缝区域变大;当激光功率过小或者焊接速度过大时,接头出现未焊透现象。在激光焊接过程中,焊缝及热影响区具有较大的温度梯度。模拟焊缝熔池与实际试验焊缝形貌对比分析显示,两者较吻合。接头应力场模拟结果表明,焊接完成后,残余应力主要集中在焊缝及热影响区。随着焊接参数的改变,残余应力的数值发生变化。正交试验确定铝锂合金激光焊接的最佳工艺参数为:激光功率3000W,焊接速度3m·min-1,离焦量0,在该参数获得接头的抗拉强度最高,为327.1MPa,约为母材强度的66%。接头拉伸断口表面分布有许多韧窝,整体呈韧性断裂特征。接头区域的显微硬度测试表明,焊缝区的硬度最低,热影响区的硬度相对较高。金相组织观察显示,接头焊缝组织呈树枝晶形态,在熔合线附近存在细小等轴晶区,焊态下接头焊缝中存在的θ′（Al2Cu）和δ′（Al3Li）等强化相的数量较少。采用不同的固溶+时效处理工艺对铝锂合金激光焊接头进行焊后热处理。热处理后焊缝组织晶粒有一定程度的长大,熔合线附近的等轴细晶区消失,焊缝区组织由树枝晶转变为等轴晶。热处理后接头区域析出了大量的θ′（Al2Cu）、δ′（Al3Li）、T1（Al2Cu Li）等强化相,其中经过双级时效处理的接头焊缝中析出强化相的数量明显大于焊态下及单级时效的接头焊缝。接头力学性能测试表明,热处理后焊缝区的硬度显着升高。与焊态下的接头相比,热处理后接头的抗拉强度与断后伸长率都所有提高,其中经过先高温再低温的双级时效热处理的接头性能最好,抗拉强度为446.1MPa,达到母材强度的90%。双级时效处理后的接头拉伸断口表面分布有大且深的韧窝,韧窝底部存在强化相粒子,呈明显的韧性断裂特征。
付钰[8]（2020）在《插齿切削参数对42CrMo齿圈加工变形及表面粗糙度的影响》文中指出齿圈是高功率传动系统中的重要结构之一,为了保证传动的稳定性以及齿圈的使用寿命,齿圈的材料性能与加工工艺特别重要。由于齿圈通常孔径大,壁薄,刚度低,在切削过程中受到切削力、切削热、残余应力、工装夹具等多因素影响后,容易发生加工变形,影响其加工精度。论文针对42CrMo齿圈强度高、硬度大,在插齿加工过程中切削力大、切削温度高、刀具磨损快,导致齿圈变形大和齿面表面粗糙度难以保证的问题,利用有限元仿真,结合插齿切削试验,研究插齿切削参数对42CrMo齿圈切削力、切削温度、加工变形和表面粗糙度的影响,利用优化算法求解多目标优化模型寻求合理的插齿切削参数,为提高42CrMo齿圈插齿加工效率、保证加工质量提供参考。论文的主要研究工作包括:（1）分析齿圈插齿加工过程中的切屑形成以及插齿切削参数对切削力、切削温度的影响,基于插齿加工运动学原理与齿轮啮合原理建立插齿刀刀齿模型与工件齿槽模型;利用有限元仿真软件对42CrMo齿圈插齿加工过程进行仿真分析,探究插齿切削参数对切削力、切削温度的影响。（2）基于均匀设计试验开展42CrMo齿圈插齿加工试验,研究在实际加工过程中切削参数对齿圈变形和表面粗糙度的影响;基于切削试验结果,利用DPS数据处理系统通过逐步回归分析插齿切削参数对齿圈变形和表面粗糙度的影响规律,建立齿圈变形模型与表面粗糙度模型。（3）以加工时间、表面粗糙度为优化目标,齿圈变形作为约束,建立插齿切削参数多目标优化模型,利用粒子群算法进行优化求解,为42CrMo齿圈插齿切削参数选择提供指导。
李贝贝[9]（2019）在《装配式钢管混凝土框架-屈曲约束支撑结构抗震设计方法及地震易损性分析》文中研究说明近年来,国家和地方大力发展装配式钢结构建筑和推广减震新技术的应用。然而传统钢结构存在以现场焊接为主,装配化程度不高,质量保证难度大,不适应高层建筑抗震和抗风等问题。自汶川地震后,屈曲约束支撑减震技术得到了学术界和工程界广泛关注,但尚缺乏采用不同连接形式的屈曲约束支撑试验和理论研究。国内外学者对梁柱节点刚接的钢管混凝土组合框架研究较多,但缺乏单边螺栓连接装配式钢管混凝土框架与屈曲约束支撑协同抗震性能的深入研究。因此,本文提出装配式钢管混凝土框架-屈曲约束支撑结构体系,可以充分发挥屈曲约束支撑稳定的抗侧能力和屈服耗能能力、钢管混凝土柱优越的竖向承载能力和单边螺栓装配化连接能力,实现了结构各部件优势最大化,符合国家装配式钢结构建筑的发展理念。为了解此类新型组合结构体系的抗震性能、设计方法及地震易损性,开展了以下工作:（1）进行了五种采用不同连接形式的屈曲约束支撑滞回性能试验和数值分析。评价试件的破坏模式、轴向弹性刚度、芯板应变、累积耗能等指标,探讨支撑芯板耗能段应变需求和结构设计层间位移角之间的关系。提出考虑不同连接形式影响的屈曲约束支撑轴向等效弹性刚度计算公式,其理论值、试验值和有限元计算值之间吻合较好;明确了结构设计时应考虑节点板刚度对支撑总体刚度的贡献。（2）开展了两榀装配式钢管混凝土框架-屈曲约束支撑结构拟动力试验。从试件在不同地震强度作用下的破坏模式、位移时程曲线、层间剪力-层间位移角滞回曲线、刚度退化、延性系数和耗能时程曲线等指标评价此类新型组合结构的抗震性能。结果表明:小震时结构处于弹性阶段,支撑为结构提供较大的抗侧刚度;中震时支撑开始进入屈服阶段耗能;大震及超罕遇地震时支撑充分屈服耗能,保护主体结构免受严重损伤。（3）基于纤维模型理论,采用OpenSees有限元程序建立此类新型组合结构的弹塑性分析模型。节点域的剪力-剪切模型和组合节点的弯矩-转角模型是准确模拟此类新型组合结构的关键和核心,因此改进由方、圆钢管混凝土柱与组合梁形成节点域的剪切公式;提出单边螺栓连接组合节点在正、负弯矩作用下的初始转动刚度、塑性抗弯承载力和转动能力的最优计算公式,考虑组合节点的极限抗弯承载力,优化组合节点弯矩-转角模型以考虑屈服后的应变强化效应。通过试验数据验证了采用上述理论方法建立的有限元分析模型的准确性,探讨了是否考虑节点刚度对框架支撑体系层面抗震性能的影响。（4）提出了基于改进的能量平衡和整体失效模式的塑性设计方法来设计此类新型组合结构体系。以结构在设计地震作用下的整体失效模式为目标,提出考虑结构屈服后应变强化效应的能量平衡方程,建立此类新型组合结构整体屈服位移的计算公式;推导避免框架三类不利失效模式和实现整体失效模式的相关公式,推导过程中考虑组合节点在小震、中震和大震下的转动能力限值,有效解决了节点半刚性特征的性能化控制问题。设计6、9、12和20层典型结构,开展小震、中震和大震作用下的非线性时程分析。以层间位移角、残余层间位移角、节点转动和支撑位移延性为指标,验证了提出的塑性设计方法的可靠性和有效性。（5）发展了基于IDA的装配式钢管混凝土框架-屈曲约束支撑结构概率地震易损性分析方法。通过概率地震需求分析和能力分析建立典型结构非倒塌易损性曲线,评估结构在不同地震水平下发生不同极限状态的超越概率。提出以几何平均谱加速度作为地震动强度指标来评估结构抗倒塌能力的方法,简化了评估流程。建立了基于地震动逐次累加法的地震易损性分析方法,推导结构层面、子结构层面和构件层面发生不同损伤事件的概率分布函数;考虑识别倒塌点的认知不确定性。以6层和12层典型结构为例,从结构、子结构和构件层面充分评估了结构发生不同层次损伤状态事件的超越概率,有利于针对性地制订防震减灾规划,降低人员伤亡和财产损失。
万敏,程诚,孟宝,吴向东,蔡正阳[10]（2019）在《金属板材屈服行为与塑性失稳力学模型在微尺度下的应用》文中进行了进一步梳理板材屈服准则与塑性失稳模型是精准描述高性能构件成形或服役过程的基础与前提。在板材塑性成形过程中,试样几何尺寸、材料晶粒大小、自由表面粗化和织构分布等都会对材料的塑性变形行为产生不可忽略的影响,导致单一尺度下的本构模型和断裂准则不能有效预测微观尺度下的材料变形行为和各种缺陷,大大限制了合金板材在航空、航天、汽车、医疗等工业上的应用。对现有屈服准则的研究进展进行了较为全面的回顾,从Hill、Hershey-Hosford和Drucker这3个系列出发,分别进行了对比分析,并总结了目前国内外用于验证屈服准则的金属板材双向拉伸实验机发展状况。基于不同的破裂失稳机理,将失稳模型分为宏观失稳准则、韧性断裂准则和耦合材料损伤演化的韧性断裂准则,并分别进行了归纳和阐述。此外,随着微成形技术的逐步推广,也对宏观塑性成形理论在微尺度下的应用进展进行了说明,指出了宏观屈服准则和失稳模型在微尺度下的不足和缺陷。最后讨论了宏观屈服准则和失稳模型今后的发展趋势以及宏观塑性成形理论在微尺度下的应用前景。
二、金属塑性成形过程延性断裂的准则及其数值模拟（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、金属塑性成形过程延性断裂的准则及其数值模拟（论文提纲范文）
（1）基于韧性损伤力学的金属塑性成形研究及其数值模拟（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.2 损伤力学的发展及其在金属成形中的应用 |
| 1.3 金属塑性成形过程中的数值模拟算法及技术 |
| 1.4 本文开展的主要工作 |
| 2 材料本构、损伤基本理论及其数值算法 |
| 2.1 材料屈服准则及其参数的确定 |
| 2.2 塑性强化模型 |
| 2.3 加载、卸载准则 |
| 2.4 宏观损伤力学理论 |
| 2.5 细观损伤力学模型 |
| 2.6 应力应变更新计算 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 SS400板材反挤压成形研究 |
| 3.1 SS400板材反挤压试验过程 |
| 3.2 大应变测量试验技术 |
| 3.3 SS400板材反挤压成形材料微观结构分析 |
| 3.4 反挤压成形的数值模拟和有限元分析 |
| 3.4.1 Lemaitre各向同性损伤模型的数值算法 |
| 3.4.2 有限元建模 |
| 3.4.3 网格重划分技术在数值模拟中的应用 |
| 3.4.4 反挤压板材成形过程中材料损伤演化及破坏机理分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 AZ31B镁合金管材热态内压成形研究 |
| 4.1 AZ31B镁合金管材热态内压成形试验 |
| 4.1.1 试验设备 |
| 4.1.2 试验过程 |
| 4.1.3 工艺参数的选取及优化 |
| 4.1.4 试验结果 |
| 4.2 试验材料参数的获取 |
| 4.3 AZ31B镁合金管材热态内压成形材料微观结构分析 |
| 4.4 材料裂纹处工业CT成像 |
| 4.5 热态内压成形的数值模拟和有限元分析 |
| 4.5.1 服从Y1d2000-2d屈服准则各向异性损伤模型的数值算法 |
| 4.5.2 有限元建模 |
| 4.5.3 管材热态内压过程的材料损伤演化及破坏机理分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 AZ31镁合金板材温热冲压成形研究 |
| 5.1 AZ31镁合金板材的温热冲压成形试验 |
| 5.2 AZ31镁合金板材的材料参数的获取 |
| 5.3 AZ31镁合金温热冲压试样微观结构分析 |
| 5.4 基于M-K理论的成形极限图预测 |
| 5.5 温热冲压的数值模拟和有限元分析 |
| 5.5.1 GTN各向异性损伤模型的数值算法 |
| 5.5.2 单向拉伸试验数值模拟 |
| 5.5.3 AZ31镁合金板材温热冲压数值模拟 |
| 5.5.4 温热冲压成形的材料损伤演化及破坏机理分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 研究工作总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）Q460D钢动态力学性能及Taylor杆拉伸撕裂数值预报研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究目的和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 金属材料断裂准则研究现状 |
| 1.3.2 材料动态力学行为的研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 Q460D钢材性试验及本构模型标定 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 MJC本构模型简介 |
| 2.3 MJC本构模型应变项标定 |
| 2.3.1 准静态光滑圆棒拉伸试验 |
| 2.3.2 试验结果分析及参数标定 |
| 2.4 MJC本构模型应变率项标定 |
| 2.4.1 不同速率光滑圆棒拉伸试验 |
| 2.4.2 霍普金森压杆试验 |
| 2.5 MJC本构模型温度项标定 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于Q460D钢的EJMA断裂准则标定 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料断裂准则简介 |
| 3.3 高应力三轴度状态试验及参数标定 |
| 3.3.1 准静态缺口圆棒拉伸试验 |
| 3.3.2 MJC断裂准则应力三轴度项参数标定 |
| 3.4 剪切与平面应变试验及参数标定 |
| 3.4.1 平板剪切试验 |
| 3.4.2 平面应变拉伸试验 |
| 3.4.3 EJMA断裂准则参数标定 |
| 3.5 应变率项与温度项的参数标定 |
| 3.5.1 应变率项参数标定 |
| 3.5.2 温度项参数标定 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 Q460D Taylor杆撞击刚性靶板数值模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Taylor撞击试验概况 |
| 4.3 Taylor撞击试验失效模式 |
| 4.3.1 镦粗失效 |
| 4.3.2 拉伸撕裂与花瓣开裂 |
| 4.4 基于Q460D钢 Taylor撞击试验数值模拟分析 |
| 4.4.1 模型建立 |
| 4.4.2 数值模拟预报结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 Taylor撞击试验数值预报影响因素研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 各向异性对数值预报的影响 |
| 5.2.1 Hill48屈服准则 |
| 5.2.2 平板拉伸试验 |
| 5.2.3 Hill48屈服准则子程序校验 |
| 5.2.4 Hill48 屈服准则对Taylor撞击试验预报结果 |
| 5.3 屈服平台对数值预报的影响 |
| 5.4 应变率敏感性对数值预报的影响 |
| 5.4.1 应变率敏感系数C值的影响 |
| 5.4.2 高应变率塑性变形机制转变的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（3）深盲孔锻件热加工工艺优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超高强度钢的研究现状 |
| 1.3 大型锻件反挤压技术的研究现状 |
| 1.3.1 关键挤压参数对挤压力和损伤的影响 |
| 1.3.2 关键挤压参数对变形均匀性的影响 |
| 1.4 大型锻件拔长技术的研究现状 |
| 1.4.1 大型实心锻件拔长技术 |
| 1.4.2 大型空心锻件拔长技术 |
| 1.5 课题意义及主要研究内容 |
| 1.5.1 研究目的和意义 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第二章 有限元基础理论与技术处理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 刚塑性有限元数值模拟基础理论 |
| 2.2.1 刚塑性有限元法基础 |
| 2.2.2 有限元变分原理 |
| 2.2.3 传热问题 |
| 2.2.4 损伤模型 |
| 2.3 关键技术处理 |
| 2.3.1 迭代求解器选择 |
| 2.3.2 工件接触 |
| 2.3.3 网格划分 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 G31L钢材料模型的建立 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 G31L钢本构方程 |
| 3.2.1 试验材料及方法 |
| 3.2.2 真应力-真应变曲线 |
| 3.2.3 建立本构方程 |
| 3.2.4 本构方程的验证 |
| 3.3 G31L钢热物理性能 |
| 3.3.1 G31L钢性能参数计算 |
| 3.3.2 G31L钢性能参数测量 |
| 3.3.3 材料模型建立及导入 |
| 3.4 G31L钢数据模型验证 |
| 3.4.1 验证性试验介绍 |
| 3.4.2 载荷-时间曲线对比分析 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 深盲孔锻件反挤压工艺优化研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 反挤压过程有限元模型建立 |
| 4.2.1 几何模型分析 |
| 4.2.2 网格划分 |
| 4.2.3 边界条件 |
| 4.3 反挤压过程中基本变形规律研究 |
| 4.3.1 挤压过程中温度场的演变特征 |
| 4.3.2 挤压过程中金属流动规律研究 |
| 4.3.3 挤压过程的载荷-行程曲线 |
| 4.3.4 挤压过程中等效应变场的演变特征 |
| 4.3.5 挤压过程中损伤演变特征 |
| 4.3.6 实际挤压件分析 |
| 4.4 反挤压工艺参数影响规律研究 |
| 4.4.1 锻件初始温度的影响 |
| 4.4.2 挤压速度的影响 |
| 4.4.3 摩擦系数的影响 |
| 4.4.4 模具预热温度的影响 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 深盲孔锻件芯轴拔长工艺优化研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 芯轴拔长过程有限元模型建立 |
| 5.2.1 几何模型分析 |
| 5.2.2 网格划分 |
| 5.2.3 边界条件 |
| 5.3 深盲孔锻件芯轴拔长的基本变形规律研究 |
| 5.3.1 径向单砧压下锻件等效应变分布规律 |
| 5.3.2 轴向相邻砧压下锻件等效应变场分布规律 |
| 5.4 深盲孔锻件拔长工艺研究 |
| 5.4.1 现有工艺存在的不足 |
| 5.4.2 周向新翻转工艺制定 |
| 5.4.3 新翻转工艺对头部单周变形的影响 |
| 5.4.4 新翻转工艺对尾部单周变形的影响 |
| 5.4.5 新工艺对锻件多道次拔长的影响 |
| 5.5 深盲孔锻件孔底金属折叠问题优化 |
| 5.6 深盲孔锻件头部锥形锻造工艺及滚圆工艺 |
| 5.6.1 头部锥形锻造工艺 |
| 5.6.2 滚圆工艺 |
| 5.7 初步工业试制结果分析 |
| 5.8 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 :攻读硕士期间发表论文 |
（4）基于不同应力—应变曲线模型的铝合金板料成形极限研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 铝及铝合金 |
| 1.2.1 铝及铝合金的分类及性能 |
| 1.2.2 铝合金板料的主要成形缺陷 |
| 1.2.3 铝合金板料的成形极限判定 |
| 1.3 成形极限的研究现状 |
| 1.3.1 FLD的实验获取 |
| 1.3.2 FLD的理论研究及研究现状 |
| 1.3.3 基于有限元法的FLD获取及研究现状 |
| 1.4 选题意义和研究内容 |
| 1.4.1 选题意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 板料拉伸失稳理论 |
| 2.1 应力-应变关系模型及屈服准则 |
| 2.2 拉伸失稳 |
| 2.2.1 单向拉伸失稳 |
| 2.2.2 双向拉应力下的拉伸失稳 |
| 2.3 Marciniak-Kuczynski理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于M-K理论的板料成形极限研究 |
| 3.1 铝合金板料的力学性能实验 |
| 3.1.1 实验材料与实验方案 |
| 3.1.2 7075 -T6 铝合金板料的性能与应力-应变曲线 |
| 3.1.3 6016 -T4 铝合金板料的性能与应力-应变曲线 |
| 3.2 基于应力-应变拟合曲线的成形极限计算 |
| 3.3 基于应力-应变原始测量数据的成形极限计算 |
| 3.4 凹槽角度对板料成形极限的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 成形极限图的有限元数值模拟研究 |
| 4.1 胀形试验数值模拟的有限元模型 |
| 4.1.1 模型的建立 |
| 4.1.2 网格的划分 |
| 4.1.3 模拟工序及参数的定义 |
| 4.2 数值模拟中使用的板料破裂判断准则 |
| 4.2.1 最大载荷判别准则 |
| 4.2.2 最大减薄率判别准则 |
| 4.2.3 应变路径转变判别准则 |
| 4.3 数值模拟结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 铝合金板料成形极限的实验研究 |
| 5.1 试验设备 |
| 5.2 成形极限的实验方案 |
| 5.2.1 胀形试验 |
| 5.2.2 极限应变的测量 |
| 5.3 实验方法获取的成形极限 |
| 5.4 成形极限的理论预测与实验结果的对比 |
| 5.5 成形极限的数值模拟与实验结果的对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）空间钢框架-组合楼板结构体系抗连续倒塌性能及结构钢延性断裂研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 抗连续性倒塌设计方法简介 |
| 1.2.1 概念设计法 |
| 1.2.2 拉结强度法 |
| 1.2.3 拆除构件法 |
| 1.2.4 关键构件法 |
| 1.3 建筑结构抗连续倒塌国内外研究现状 |
| 1.3.1 梁-柱节点抗连续性倒塌性能研究现状 |
| 1.3.2 平面框架结构体系抗连续性倒塌性能研究现状 |
| 1.3.3 空间钢框架结构体系抗连续性倒塌性能研究现状 |
| 1.3.4 空间楼板结构体系抗连续性倒塌性能研究现状 |
| 1.4 金属延性断裂研究现状 |
| 1.4.1 应力状态表征 |
| 1.4.2 金属延性断裂研究现状 |
| 1.5 研究现状总结及本文研究内容 |
| 2 空间钢框架结构抗连续倒塌性能试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验方案 |
| 2.2.1 试验模型选取 |
| 2.2.2 载和约束系统 |
| 2.2.3 测量方案 |
| 2.2.4 材料特性 |
| 2.3 试验结果 |
| 2.3.1 荷载-位移曲线及破坏模式 |
| 2.3.2 应变测量 |
| 2.3.3 位移及转角 |
| 2.4 抗力机制分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 考虑楼板组合效应的空间钢框架结构抗连续倒塌性能试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验概况 |
| 3.3 试验结果 |
| 3.3.1 荷载-位移曲线及破坏模式 |
| 3.3.2 梁应变分析 |
| 3.3.3 约束水平反力 |
| 3.3.4 位移与转角 |
| 3.4 抗力机制与内力重分布机理 |
| 3.4.1 抗力机制分析 |
| 3.4.2 竖向荷载内力重分布 |
| 3.4.3 楼板对空间组合结构体系抗连续倒塌性能的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 空间楼板结构体系连续倒塌数值模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 有限元模型及验证 |
| 4.2.1 有限元模型 |
| 4.2.2 有限元模型验证 |
| 4.3 参数分析 |
| 4.3.1 钢筋间距的影响 |
| 4.3.2 压型钢板厚度的影响 |
| 4.3.3 长宽比的影响 |
| 4.3.4 混凝土楼板厚度的影响 |
| 4.3.5 非线性动力反应分析 |
| 4.3.6 边界条件影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 角柱失效条件下抗连续倒塌简化计算方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基本假定 |
| 5.3 简化计算方法 |
| 5.3.1 基于虚功原理的结构响应计算基本方程 |
| 5.3.2 结构变形能 |
| 5.3.3 转动中心的确定 |
| 5.3.4 加、卸载条件 |
| 5.3.5 非线性动力响应 |
| 5.4 简化计算方法试验及有限元验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 建筑结构钢材延性断裂及本构关系研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 改进的Mises屈服准则 |
| 6.3 断裂模型 |
| 6.3.1 一参数模型 |
| 6.3.2 二参数模型 |
| 6.3.3 三参数模型 |
| 6.3.4 四参数模型 |
| 6.3.5 七参数模型 |
| 6.4 多应力状态下建筑结构钢韧性断裂试验 |
| 6.4.1 试验概述 |
| 6.4.2 试验结果 |
| 6.5 有限元分析 |
| 6.5.1 有限元模型 |
| 6.5.2 硬化曲线及屈服准则的确定 |
| 6.5.3 断裂应变及应力状态 |
| 6.6 断裂模型的评估 |
| 6.6.1 三维空间断裂场 |
| 6.6.2 三孔平板拉伸试验及其数值模拟 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A. 缩尺模型有效性验证 |
| B. 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 |
| C. 作者攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| D. 学位论文数据集 |
| 致谢 |
（6）工程铸钢材料的细观缺陷损伤演化分析与模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.2.1 课题背景 |
| 1.2.2 研究意义 |
| 1.3 铸钢材料与铸造工艺综述 |
| 1.3.1 铸钢材料的分类 |
| 1.3.2 铸造工艺简介 |
| 1.4 铸钢件无损探伤技术综述 |
| 1.4.1 磁粉探测 |
| 1.4.2 渗透检测 |
| 1.4.3 超声波检测 |
| 1.4.4 三维X射线断层扫描技术 |
| 1.5 损伤力学分析方法概述 |
| 1.5.1 宏观损伤力学 |
| 1.5.2 细观损伤力学 |
| 1.6 主要研究内容及技术路线 |
| 1.6.1 主要研究内容 |
| 1.6.2 技术路线 |
| 第二章 铸钢材料化学成分、微观结构及宏观力学性能的试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 化学成分分析 |
| 2.3 微观结构观察 |
| 2.3.1 金相组织 |
| 2.3.2 拉伸断口形貌 |
| 2.4 宏观力学性能测试 |
| 2.4.1 测试方法 |
| 2.4.2 测试试样与设备 |
| 2.4.3 测试结果 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 铸钢材料细观缺陷几何特征及分布规律研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 三维X射线断层扫描试验 |
| 3.2.1 试样 |
| 3.2.2 试验设备 |
| 3.3 试验结果分析 |
| 3.3.1 铸钢材料与热轧钢材料细观缺陷特征的对比分析 |
| 3.3.2 铸钢材料中细观缺陷的分类统计 |
| 3.3.3 铸钢材料中细观缺陷尺寸分布的统计分析 |
| 3.3.4 铸钢材料细观缺陷分布均匀性的统计分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 铸钢材料细观缺陷特征对其宏观力学性能的影响分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 细观缺陷三维模型的构建 |
| 4.2.1 数据获取 |
| 4.2.2 图像分割和三维重建 |
| 4.2.3 面网格优化 |
| 4.2.4 实体模型生成 |
| 4.2.5 有限元模型生成 |
| 4.3 代表性体积单元的有限元分析 |
| 4.3.1 代表性体积单元的概念 |
| 4.3.2 代表性体积单元的边界条件 |
| 4.3.3 均匀化方法 |
| 4.3.4 代表性体积单元模型 |
| 4.3.5 数值计算结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 铸钢材料细观缺陷演化过程的试验观测与分析研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 中断的非原位X射线断层扫描试验 |
| 5.2.1 试样 |
| 5.2.2 试验方案 |
| 5.3 试验结果分析 |
| 5.3.1 不同变形阶段的细观缺陷特征统计 |
| 5.3.2 细观缺陷演化过程的分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 细观损伤本构模型研究及铸钢件承载能力验算 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 改进的GTN细观损伤本构模型 |
| 6.2.1 GTN细观损伤本构模型的发展历程 |
| 6.2.2 GTN细观损伤模型的改进 |
| 6.3 改进的GTN细观损伤模型中参数值的标定 |
| 6.3.1 参数标定方法介绍 |
| 6.3.2 有限元模型的建立 |
| 6.3.3 参数标定过程研究 |
| 6.4 试验与数值结果对比分析 |
| 6.5 铸钢节点的承载力验算 |
| 6.5.1 工程概况 |
| 6.5.2 最不利工况下的有限元计算 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 研究与结论 |
| 7.2 主要创新性工作与意义 |
| 7.3 进一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表论文名录 |
（7）新型铝锂合金的激光焊及其数值模拟分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 铝锂合金的研究背景及发展概况 |
| 1.2 铝锂合金的主要焊接方法 |
| 1.2.1 钎焊 |
| 1.2.2 搅拌摩擦焊 |
| 1.2.3 钨极氩弧焊 |
| 1.2.4 电子束焊 |
| 1.2.5 激光焊 |
| 1.3 铝锂合金的焊接缺陷控制研究现状 |
| 1.3.1 焊缝气孔 |
| 1.3.2 焊接热裂纹 |
| 1.3.3 接头区软化 |
| 1.4 铝锂合金的激光焊接研究现状 |
| 1.5 铝锂合金焊接过程数值模拟分析研究进展 |
| 1.6 本课题的研究意义及主要研究内容 |
| 1.6.1 本课题的研究目的及意义 |
| 1.6.2 本课题的主要研究内容 |
| 第二章 铝锂合金的激光焊接过程数值模拟分析 |
| 2.1 激光焊接有限元分析理论基础 |
| 2.1.1 焊接温度场理论 |
| 2.1.2 焊接应力场理论 |
| 2.2 焊接过程数值模拟 |
| 2.2.1 网格模型的划分 |
| 2.2.2 初始条件与边界条件 |
| 2.2.3 热源模型的选取 |
| 2.2.4 定义材料属性 |
| 2.3 铝锂合金激光焊温度场模拟结果及分析 |
| 2.3.1 不同激光焊参数对温度场分布的影响 |
| 2.3.2 温度场的整体分布 |
| 2.3.3 焊件上不同节点的温度变化过程 |
| 2.3.4 模拟计算结果的试验验证 |
| 2.3.5 组合热源与单一热源模拟结果对比分析 |
| 2.4 铝锂合金激光焊接头应力场模拟结果及分析 |
| 2.4.1 焊接过程中的瞬时应力分布 |
| 2.4.2 焊接完成后的残余应力分布 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 焊接工艺及接头的组织与性能分析测试方法 |
| 3.1 试验材料 |
| 3.2 激光焊接工艺试验 |
| 3.3 接头焊后热处理研究 |
| 3.4 焊接接头的力学性能测试 |
| 3.4.1 室温拉伸试验 |
| 3.4.2 显微硬度测试 |
| 3.5 焊接接头的显微组织结构分析 |
| 3.5.1 金相组织观察与分析 |
| 3.5.2 焊缝区X射线衍射分析 |
| 3.5.3 拉伸断口扫描电镜(SEM)观察与分析 |
| 3.5.4 焊缝亚结构透射电镜(TEM)分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 铝锂合金激光焊接工艺优化及接头的组织与性能 |
| 4.1 铝锂合金激光焊接正交试验结果与分析 |
| 4.1.1 直观比较分析 |
| 4.1.2 极差分析 |
| 4.2 激光焊接工艺参数对焊缝成形的影响 |
| 4.2.1 激光功率的影响 |
| 4.2.2 离焦量的影响 |
| 4.2.3 焊接速度的影响 |
| 4.2.4 接头焊缝区XRD相结构组成分析 |
| 4.2.5 接头焊缝区TEM亚结构分析 |
| 4.3 新型铝锂合金激光焊焊缝等轴细晶区形成的机理 |
| 4.4 接头力学性能测试与分析 |
| 4.4.1 铝锂合金激光焊接头区域的显微硬度分布 |
| 4.4.2 接头拉伸断口扫描分析 |
| 4.5 铝锂合金激光焊接缺陷形成的机理探讨 |
| 4.5.1 焊缝气孔 |
| 4.5.2 焊接热裂纹 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 焊后热处理对铝锂合金激光焊接头组织与性能的影响 |
| 5.1 金相组织观察与分析 |
| 5.1.1 接头过渡区显微组织 |
| 5.1.2 接头焊缝区显微组织 |
| 5.2 接头焊缝区XRD相结构分析 |
| 5.3 接头区域的强化相演变析出 |
| 5.4 焊后热处理对接头力学性能的影响 |
| 5.4.1 不同热处理工艺对接头区域显微硬度的影响 |
| 5.4.2 不同热处理工艺对接头拉伸性能的影响 |
| 5.4.3 热处理态接头拉伸断口扫描观察与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（8）插齿切削参数对42CrMo齿圈加工变形及表面粗糙度的影响（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外现状研究分析 |
| 1.2.1 齿圈加工变形 |
| 1.2.2 齿轮表面粗糙度 |
| 1.3 论文研究内容安排 |
| 第2章 42CrMo齿圈插齿加工过程分析 |
| 2.1 插齿运动学分析 |
| 2.2 插齿过程仿真分析的流程 |
| 2.3 有限元分析模型的建立 |
| 2.3.1 插齿加工过程仿真分析模型的简化 |
| 2.3.2 刀具模型的建立 |
| 2.3.3 工件模型的建立 |
| 2.4 42CrMo齿圈插齿过程仿真关键技术 |
| 2.4.1 材料的本构模型 |
| 2.4.2 切屑分离—断裂准则 |
| 2.4.3 摩擦模型 |
| 2.4.4 热传导模型 |
| 2.4.5 网格划分 |
| 2.5 仿真结果 |
| 2.5.1 插齿加工切屑变形结果分析 |
| 2.5.2 插齿加工切削力分析 |
| 2.5.3 切削参数对切削力的影响 |
| 2.5.4 插齿切削温度分析 |
| 2.5.5 切削参数对切削温度的影响 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 42CrMo齿圈插齿加工试验设计 |
| 3.1 42CrMo齿圈插齿加工试验设计方法 |
| 3.2 试验条件 |
| 3.3 检测方法与检测结果 |
| 3.3.1 齿圈变形检测 |
| 3.3.2 表面粗糙度检测 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 切削参数对齿圈变形与表面粗糙度的影响 |
| 4.1 试验数据处理 |
| 4.2 切削参数对齿圈变形的影响研究 |
| 4.2.1 齿圈变形模型的建立 |
| 4.2.2 齿圈变形结果分析 |
| 4.3 切削参数对表面粗糙度的影响分析 |
| 4.3.1 齿圈表面粗糙度模型的建立 |
| 4.3.2 齿圈表面粗糙度结果分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 42CrMo齿圈的插齿切削参数优化 |
| 5.1 优化模型的建立 |
| 5.1.1 优化函数建立 |
| 5.1.2 约束条件 |
| 5.2 优化算法的选择 |
| 5.3 优化结果 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果 |
（9）装配式钢管混凝土框架-屈曲约束支撑结构抗震设计方法及地震易损性分析（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 屈曲约束支撑研究现状 |
| 1.2.2 框架-屈曲约束支撑结构研究现状 |
| 1.2.3 单边螺栓连接钢管混凝土节点及框架研究现状 |
| 1.2.4 抗震设计研究现状 |
| 1.2.5 概率地震易损性分析研究现状 |
| 1.3 当前研究存在的主要问题 |
| 1.4 技术路线与研究内容 |
| 第二章 考虑不同连接形式影响的屈曲约束支撑滞回性能试验与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试件概况 |
| 2.2.1 屈曲约束支撑设计 |
| 2.2.2 节点板设计 |
| 2.3 试验方案 |
| 2.3.1 加载装置 |
| 2.3.2 量测内容 |
| 2.3.3 加载制度 |
| 2.4 材料性能 |
| 2.5 试验过程与试验现象 |
| 2.5.1 试件BRB-GP1 |
| 2.5.2 试件BRB-GP2 |
| 2.5.3 试件BRB-GP3 |
| 2.5.4 试件BRB-GP4 |
| 2.5.5 试件BRB-GP5 |
| 2.5.6 试验现象总结 |
| 2.6 试验结果与分析 |
| 2.6.1 滞回特性 |
| 2.6.2 轴向弹性刚度 |
| 2.6.3 芯板应变和变形需求 |
| 2.6.4 拉压承载力不平衡特性 |
| 2.6.5 抗拉强度调整系数 |
| 2.6.6 延性和累积塑性变形 |
| 2.6.7 耗能性能 |
| 2.6.8 应变分析 |
| 2.7 小结 |
| 第三章 考虑不同连接形式影响的屈曲约束支撑滞回性能数值分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 精细化有限元分析模型 |
| 3.2.1 材料模型 |
| 3.2.2 部件间的相互作用 |
| 3.2.3 网格划分与单元类型 |
| 3.2.4 边界条件与数值阻尼 |
| 3.3 精细化有限元分析模型的试验验证 |
| 3.4 试件BRB-GP1的滞回性能全过程分析 |
| 3.4.1 芯板耗能段的变形发展 |
| 3.4.2 芯板单元和节点板的应力发展 |
| 3.5 试件BRB-GP2的滞回性能全过程分析 |
| 3.5.1 芯板耗能段的变形发展 |
| 3.5.2 芯板单元和节点板的应力发展 |
| 3.6 简化有限元分析模型的优化与试验验证 |
| 3.7 小结 |
| 第四章 装配式钢管混凝土框架-屈曲约束支撑结构拟动力试验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 拟动力试验简介 |
| 4.2.1 拟动力试验特点 |
| 4.2.2 拟动力试验原理 |
| 4.3 试件概况 |
| 4.3.1 模型选取 |
| 4.3.2 试件设计 |
| 4.4 试验方案 |
| 4.4.1 加载装置 |
| 4.4.2 量测内容 |
| 4.4.3 加载方案 |
| 4.5 材料性能 |
| 4.5.1 钢材材性 |
| 4.5.2 混凝土材性 |
| 4.6 拟动力试验过程 |
| 4.6.1 试件BBFD1 |
| 4.6.2 试件BBCF2 |
| 4.7 拟动力试验结果与分析 |
| 4.7.1 滞回特性 |
| 4.7.2 骨架曲线及其特征点 |
| 4.7.3 刚度退化 |
| 4.7.4 延性系数 |
| 4.7.5 耗能时程曲线 |
| 4.8 小结 |
| 第五章 装配式钢管混凝土框架-屈曲约束支撑结构弹塑性分析方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 有限元分析模型 |
| 5.3 组合梁柱模型 |
| 5.3.1 非约束混凝土模型 |
| 5.3.2 约束混凝土模型 |
| 5.3.3 钢材本构模型 |
| 5.4 钢管混凝土节点域模型 |
| 5.4.1 钢管柱剪切行为 |
| 5.4.2 核心混凝土剪切行为 |
| 5.4.3 节点域剪切模型试验验证 |
| 5.5 单边螺栓连接钢管混凝土组合节点模型 |
| 5.5.1 组合节点组件刚度 |
| 5.5.2 负弯矩作用下组合节点初始刚度 |
| 5.5.3 正弯矩作用下组合节点初始刚度 |
| 5.5.4 组合节点初始刚度最优计算方法 |
| 5.5.5 组合节点组件抗力 |
| 5.5.6 负弯矩作用下组合节点抗弯承载力 |
| 5.5.7 正弯矩作用下组合节点抗弯承载力 |
| 5.5.8 组合节点抗弯承载力最优计算方法 |
| 5.5.9 组合节点转动能力 |
| 5.5.10 组合节点转动能力的最优计算方法 |
| 5.5.11 组合节点弯矩-转角模型 |
| 5.6 组合框架试验验证 |
| 5.7 拟动力试验数值模拟与分析 |
| 5.7.1 有限元分析模型优化 |
| 5.7.2 试验与数值模拟比较 |
| 5.7.3 屈曲约束支撑响应分析 |
| 5.8 小结 |
| 第六章 基于改进的能量平衡和整体失效模式的塑性设计方法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 能量平衡概念 |
| 6.3 设计流程 |
| 6.3.1 设计流程图 |
| 6.3.2 结构整体屈服机制 |
| 6.3.3 设计基底剪力 |
| 6.3.4 设计侧向力 |
| 6.3.5 屈曲约束支撑设计 |
| 6.3.6 单边螺栓连接装配式钢管混凝土组合框架设计 |
| 6.4 设计实例 |
| 6.4.1 工程概况 |
| 6.4.2 12层结构设计流程 |
| 6.4.3 6、9和20层结构设计结果 |
| 6.5 结构非线性时程分析方法 |
| 6.5.1 非线性时程分析模型 |
| 6.5.2 地震动选取 |
| 6.6 非线性时程分析结果与讨论 |
| 6.6.1 层间位移角 |
| 6.6.2 残余层间位移角 |
| 6.6.3 节点转动 |
| 6.6.4 屈曲约束支撑位移延性 |
| 6.7 小结 |
| 第七章 基于IDA的装配式钢管混凝土框架-屈曲约束支撑结构地震易损性分析 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 概率地震易损性解析函数 |
| 7.2.1 考虑偶然不确定性的地震易损性函数 |
| 7.2.2 考虑认知不确定性的地震易损性函数 |
| 7.3 典型结构的建立 |
| 7.4 地震动的选取和调幅 |
| 7.5 非倒塌概率地震易损性分析 |
| 7.5.1 概率地震需求分析 |
| 7.5.2 概率抗震能力分析 |
| 7.5.3 概率地震易损性分析 |
| 7.6 基于Sa(T_1,5%)的倒塌概率地震易损性分析 |
| 7.6.1 倒塌易损性曲线 |
| 7.6.2 抗倒塌评估 |
| 7.7 基于Sa_(avg)(a,b)的倒塌概率地震易损性分析 |
| 7.7.1 倒塌易损性曲线 |
| 7.7.2 抗倒塌评估 |
| 7.8 基于地震动逐次累加的概率地震损伤分析 |
| 7.8.1 损伤事件及其概率分布 |
| 7.8.2 损伤事件极限状态限值的概率分布 |
| 7.8.3 6和12层结构概率损伤分析 |
| 7.9 小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术活动及成果情况 |
（10）金属板材屈服行为与塑性失稳力学模型在微尺度下的应用（论文提纲范文）
| 1 宏观屈服准则研究进展 |
| 1.1 Hill系列 |
| 1.2 Hosford系列 |
| 1.3 Drucker系列 |
| 1.4 屈服行为实验技术 |
| 2 破裂失稳模型研究进展 |
| 2.1 宏观失稳准则 |
| 2.2 韧性断裂准则 |
| 2.3 耦合型韧性损伤断裂准则 |
| 3 宏观塑性成形理论在微尺度下的应用进展 |
| 3.1 宏观屈服准则在微成形中的应用 |
| 3.2 破裂失稳模型在微成形中的应用 |
| 4 结论 |
四、金属塑性成形过程延性断裂的准则及其数值模拟（论文参考文献）
- [1]基于韧性损伤力学的金属塑性成形研究及其数值模拟[D]. 温玥. 北京科技大学, 2020(01)
- [2]Q460D钢动态力学性能及Taylor杆拉伸撕裂数值预报研究[D]. 黄博. 哈尔滨理工大学, 2020(02)
- [3]深盲孔锻件热加工工艺优化研究[D]. 杨鹏. 昆明理工大学, 2020(05)
- [4]基于不同应力—应变曲线模型的铝合金板料成形极限研究[D]. 李丽. 吉林大学, 2020(08)
- [5]空间钢框架-组合楼板结构体系抗连续倒塌性能及结构钢延性断裂研究[D]. 孔德阳. 重庆大学, 2020
- [6]工程铸钢材料的细观缺陷损伤演化分析与模拟[D]. 闫华东. 东南大学, 2020(01)
- [7]新型铝锂合金的激光焊及其数值模拟分析[D]. 金阳. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [8]插齿切削参数对42CrMo齿圈加工变形及表面粗糙度的影响[D]. 付钰. 武汉理工大学, 2020(09)
- [9]装配式钢管混凝土框架-屈曲约束支撑结构抗震设计方法及地震易损性分析[D]. 李贝贝. 合肥工业大学, 2019
- [10]金属板材屈服行为与塑性失稳力学模型在微尺度下的应用[J]. 万敏,程诚,孟宝,吴向东,蔡正阳. 精密成形工程, 2019(03)