试样厚度对小冲杆试验力与材料强度相关性的影响 被引量：1

1

作者 龙乔涵 钟继如 关凯书 《压力容器》 北大核心 2024年第5期21-28,共8页

为了研究试样厚度对小冲杆试验力与材料强度相关性的影响,针对不同厚度(0.1~0.5 mm)的小冲杆试样,使用无屈服平台的虚拟材料进行了有限元模拟。通过提取并分析有限元模拟结果中固定挠度下的小冲杆试验力,证明了小冲杆试验力与材料屈服... 为了研究试样厚度对小冲杆试验力与材料强度相关性的影响,针对不同厚度(0.1~0.5 mm)的小冲杆试样,使用无屈服平台的虚拟材料进行了有限元模拟。通过提取并分析有限元模拟结果中固定挠度下的小冲杆试验力,证明了小冲杆试验力与材料屈服强度和抗拉强度的双线性关系,且厚度的变化不会影响该相关关系的皮尔逊相关系数。随机生成了屈强比在0.55~0.9之间,屈服强度在200~1000 MPa之间的100种虚拟材料,并通过有限元模拟获得了大量数据,进而采用退火粒子群算法得出了固定挠度下小冲杆试验力和材料强度的关联系数。采用4种真实材料验证了小冲杆试验力与材料强度呈双线性关系的结论。 展开更多

关键词 小冲杆测试技术 材料强度 双线性模型 有限元方法

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基于数据库方法的离子辐照用小冲杆试验的尺寸效应研究

2

作者 陈成 赵政捷 +1 位作者 钟继如 关凯书 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期929-936,共8页

在核工业中利用小冲杆试验(Small Punch Test,SPT)评价材料受辐照前后力学性能的变化有广阔的应用前景。围绕离子辐照,本文通过6种材料对小冲杆试样的尺寸效应进行了探讨,验证了数据库方法可用于0.1 mm厚小冲杆试样获取材料强度,并对试... 在核工业中利用小冲杆试验(Small Punch Test,SPT)评价材料受辐照前后力学性能的变化有广阔的应用前景。围绕离子辐照,本文通过6种材料对小冲杆试样的尺寸效应进行了探讨,验证了数据库方法可用于0.1 mm厚小冲杆试样获取材料强度,并对试验中存在的尺寸效应及其临界晶粒尺寸进行分析。通过数据库方法建立了厚0.1 mm SPT和常规拉伸强度(屈服强度和抗拉强度)的转换方法,发现SPT获取材料屈服强度的相对误差与试样晶粒尺寸呈线性关系,其中SPT确定材料抗拉强度的最大相对误差为3.62%,屈服强度的最小误差为4.84%、最大误差为15.9%,SPT评价材料屈服强度的临界晶粒尺寸为7.4μm。 展开更多

关键词 小冲杆试验 尺寸效应 材料强度 数据库方法 临界晶粒尺寸

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小冲杆试验技术测试国产800HT合金高温蠕变性能研究

3

作者 江涛 关凯书 钟继如 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期999-1003,共5页

通过小冲杆蠕变测试技术,研究了国产高温镍铬铁合金800HT的高温蠕变性能。分别采用欧洲标准CWA 15267推荐方法(CWA方法)以及全经验关联方法(EFS方法)和改进Chakrabarty方法(MCH方法)对小冲杆蠕变试验数据进行处理。并对比了单轴蠕变试... 通过小冲杆蠕变测试技术,研究了国产高温镍铬铁合金800HT的高温蠕变性能。分别采用欧洲标准CWA 15267推荐方法(CWA方法)以及全经验关联方法(EFS方法)和改进Chakrabarty方法(MCH方法)对小冲杆蠕变试验数据进行处理。并对比了单轴蠕变试验结果与小冲杆蠕变试验的结果。结果表明,采用CWA方法处理800HT合金的小冲杆蠕变数据要优于EFS和MCH转换方法。在拟合800HT合金单轴蠕变数据时,考虑了屈服状态蠕变激活能Q_(c)^(∗)的Wilshire函数与800HT蠕变数据关联效果较好。利用小冲杆蠕变试验技术,能够满足确定国产800HT合金的高温蠕变性能的要求。 展开更多

关键词 800HT 镍铬铁合金 小冲杆蠕变试验 持久试验 Larson⁃miller 方法 Wilshire 方法

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小冲杆试验参数的有限元分析 被引量：16

4

作者 韩浩 关凯书 +1 位作者 李建卫 王志文 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期455-459,共5页

小冲杆试验 (smallpunchtest,SPT)技术作为一种新型微试样试验技术近年来发展很快 ,通过极少量试样材料进行试验就可以得出材料的诸多性能。由于小冲杆试验过程很复杂 ,如果想直接用分析的办法得到令人满意的解析解很难 ,早期的一些研... 小冲杆试验 (smallpunchtest,SPT)技术作为一种新型微试样试验技术近年来发展很快 ,通过极少量试样材料进行试验就可以得出材料的诸多性能。由于小冲杆试验过程很复杂 ,如果想直接用分析的办法得到令人满意的解析解很难 ,早期的一些研究也多重于经验公式的推导。随着计算机技术的发展 ,有限元方法 (FEM )作为一种模拟分析工具逐渐应用到小冲杆试验研究中 ,文中通过ABAQUS有限元分析软件模拟小冲杆试验过程 ,并对试验中的钢珠直径d、下夹头直径D和试样厚度t以及摩擦因数 μ的变化对试验结果的影响进行考察分析 ,发现试验结果对t的微小精度差异相当敏感 ,因此在圆片试样制备中要特别注意试样厚度t的尺寸精度。此外因为目前小冲杆试验参数D和d还不是很统一 ,因此对D、d不同而引起的载荷—位移曲线变化趋势的讨论将有助于分析比较不同研究者的试验结果。 展开更多

关键词 小冲杆试验 有限元方法

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小冲杆测试材料屈服载荷的有限元分析 被引量：7

5

作者 关凯书 黄弈昶 李璞 《塑性工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期152-156,共5页

文章通过ABAQUS有限元分析软件模拟小冲杆试验过程,重点分析2.25Cr1Mo、16MnR、20#、1.25Cr0.5Mo4种材料的小冲杆屈服载荷。试验结果表明,有限元模拟得到的材料屈服载荷与常规拉伸试验所得出的屈服强度存在显著的线性关系,并具有相当高... 文章通过ABAQUS有限元分析软件模拟小冲杆试验过程,重点分析2.25Cr1Mo、16MnR、20#、1.25Cr0.5Mo4种材料的小冲杆屈服载荷。试验结果表明,有限元模拟得到的材料屈服载荷与常规拉伸试验所得出的屈服强度存在显著的线性关系,并具有相当高的相关系数。为最终通过小冲杆试验评价材料的屈服强度提供了一条新的思路。 展开更多

关键词 小冲杆试验 有限元模拟 屈服载荷

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基于响应面法剪切修正GTN模型损伤参数的确定 被引量：8

6

作者 孙权 鹿业波 陈建钧 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1460-1465,共6页

采用Nahshon-Hutchinson剪切修正GTN损伤模型对小冲杆试验进行有限元仿真。以硅钢板为研究对象,基于有限元仿真和因子试验设计方法,研究了损伤演化参数对小冲杆试验载荷-位移曲线的影响程度,得出影响模拟准确性的关键参数为fN、εN、ks... 采用Nahshon-Hutchinson剪切修正GTN损伤模型对小冲杆试验进行有限元仿真。以硅钢板为研究对象,基于有限元仿真和因子试验设计方法,研究了损伤演化参数对小冲杆试验载荷-位移曲线的影响程度,得出影响模拟准确性的关键参数为fN、εN、ks,并应用响应曲面法确定了这些参数的取值;断裂参数fc、fF以小冲杆试验载荷-位移曲线模拟和实验结果对比的方法进行标定。最后,基于不同厚度的小冲杆试样进行实验和模拟结果对比,验证了所确定参数的有效性。 展开更多

关键词 小冲杆试验 GTN 模型 有限元法模拟 响应面法

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基于小冲杆试验的固体氧化物燃料电池钎焊密封接头蠕变损伤演化规律 被引量：1

7

作者 宋明 马帅 +2 位作者 杜传胜 王炳英 蒋文春 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期55-60,I0004,共7页

如何获得钎焊接头三明治微结构的蠕变力学性能一直以来是一个难题.文中基于Wen-Tu蠕变延性耗竭模型开发了钎焊接头蠕变损伤子程序,利用ABAQUS有限元软件建立了与SOFC密封接头相类似的钎焊接头小冲杆模型;采用试验与有限元相结合的方法... 如何获得钎焊接头三明治微结构的蠕变力学性能一直以来是一个难题.文中基于Wen-Tu蠕变延性耗竭模型开发了钎焊接头蠕变损伤子程序,利用ABAQUS有限元软件建立了与SOFC密封接头相类似的钎焊接头小冲杆模型;采用试验与有限元相结合的方法研究了以304不锈钢为母材的SOFC钎焊接头蠕变损伤特性,得到了不同载荷下钎焊接头试样中心蠕变挠度变化率和蠕变应变变化率之间关系,阐明了钎焊接头在小冲杆蠕变试验条件下的蠕变损伤及裂纹扩展规律.结果表明,适当的增加钎料的厚度有利于提高钎焊接头的抗蠕变变形能力,延长高温蠕变断裂寿命,且钎焊接头在多轴应力作用下主要断裂方式为脆性断裂.初始裂纹最早在母材下表面萌生,距试样中心0.85 mm处,随后向上扩展至钎料层下表面,然后在钎料层上表面出现裂纹逐渐向母材上表面与钎料层下表面扩展,直至断裂. 展开更多

关键词 钎焊密封接头 蠕变损伤 有限元 裂纹扩展 小冲杆试验

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基于小冲杆试验技术测试P91钢的强度 被引量：4

8

作者 徐亮 马东方 +1 位作者 蔡红生 耿进锋 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期43-48,共6页

以某电站高压导汽管用P91钢为研究对象,对其分别进行常规单轴拉伸试验和常温小冲杆试验,通过试验标定法和逆向有限元法对小冲杆试验结果进行标定,得到了试验钢的屈服强度和抗拉强度,并与单轴拉伸试验结果进行对比。结果表明:试验标定法... 以某电站高压导汽管用P91钢为研究对象,对其分别进行常规单轴拉伸试验和常温小冲杆试验,通过试验标定法和逆向有限元法对小冲杆试验结果进行标定,得到了试验钢的屈服强度和抗拉强度,并与单轴拉伸试验结果进行对比。结果表明:试验标定法标定得到的屈服强度和抗拉强度与单轴拉伸试验结果的偏差分别为8.6%和21%,而逆向有限元法标定得到的屈服强度和抗拉强度与单轴拉伸试验结果的偏差均为-2%,逆向有限元法对小冲杆试验结果的标定精度更高。 展开更多

关键词 P91钢 小冲杆试验 试验标定法 逆向有限元法

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小冲孔能量法评价Q345R的屈服强度 被引量：2

9

作者 杨正 王颖 +1 位作者 杨思晟 凌祥 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期95-102,共8页

小冲孔试验技术(SPT)是测量在役构件材料力学性能的新方法。文章介绍了基于弹性能量理论预测材料屈服强度的小冲孔能量法,并对试验原理及步骤进行了详细阐述。在验证试验重复性的基础上,对Q345R进行小冲孔能量法试验,并与常规拉伸试验... 小冲孔试验技术(SPT)是测量在役构件材料力学性能的新方法。文章介绍了基于弹性能量理论预测材料屈服强度的小冲孔能量法,并对试验原理及步骤进行了详细阐述。在验证试验重复性的基础上,对Q345R进行小冲孔能量法试验,并与常规拉伸试验、小冲孔偏移法和双斜率法的结果进行对比。结果表明,能量法测试Q345R屈服强度的误差为5.52%,远小于双斜率法和偏移法试验结果的误差。在此基础上,根据有限元模拟,结合载荷-位移(L-D)曲线与能量-位移(E-D)曲线,分析了试样厚度、压球直径、下模孔径、冲压速度以及试样边缘减薄等因素对小冲孔能量法结果的影响。得出试样厚度0.5mm、压球直径2.4mm、下模孔径4mm为最佳几何尺寸搭配。 展开更多

关键词 小冲孔试验 屈服强度 能量法 有限元分析 Q345R

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小冲杆蠕变测试技术的研究综述 被引量：5

10

作者 盛晓茜 洪军 朱林波 《压力容器》 北大核心 2018年第10期44-58,64,共16页

小冲杆测试技术是一种评价材料性能的微型试样测试技术,可以确定材料弹性模量、屈服强度、塑性性能、抗拉强度、韧-脆转变温度、断裂韧性、蠕变性能等力学性能。该技术在新合金材料验证、焊缝热影响区性能描述、服役设备的剩余寿命预测... 小冲杆测试技术是一种评价材料性能的微型试样测试技术,可以确定材料弹性模量、屈服强度、塑性性能、抗拉强度、韧-脆转变温度、断裂韧性、蠕变性能等力学性能。该技术在新合金材料验证、焊缝热影响区性能描述、服役设备的剩余寿命预测等方面,得到各国学者的广泛关注和研究。其中,在材料蠕变性能的分析和预测方面,由于小冲杆蠕变测试技术具有表征全阶段单轴蠕变曲线的潜力,为高温服役设备蠕变性能评估及蠕变寿命预测提供了新的方法。小冲杆蠕变测试技术的理论和应用等方面已经取得了重要进展,但与传统蠕变测试方法相比,理论体系还不完善,在一些领域的应用尚处在探索和发展阶段,缺乏相关试验标准的指导,因此,有必要对现有研究成果进行系统分析和深入总结。基于现有国内外学者的相关研究成果,对小冲杆蠕变测试技术的试验系统、试样制备、试验操作、试验理论体系、有限元建模方法、试验结果处理、蠕变寿命分析方法等进行了综述;分析了目前该方法发展中的技术难题,对其未来发展趋势进行展望,以促进小冲杆测试技术的进一步发展。 展开更多

关键词 小冲杆测试 蠕变 综述 建模方法 蠕变寿命

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微小试样取样法在含腐蚀坑缺陷压力管道合于使用评价中的工程应用 被引量：7

11

作者 杜鑫 惠虎 《压力容器》 北大核心 2018年第11期61-67,共7页

针对含缺陷压力管道合于使用评定过程中如何获取材料真实力学性能的问题,选取某石化企业中含腐蚀坑的在役工业管道,采用微试样法开展了腐蚀区管道材料的取样和测试,并按照GB 19624和API 579标准对腐蚀坑和取样坑进行了合于使用评定,同... 针对含缺陷压力管道合于使用评定过程中如何获取材料真实力学性能的问题,选取某石化企业中含腐蚀坑的在役工业管道,采用微试样法开展了腐蚀区管道材料的取样和测试,并按照GB 19624和API 579标准对腐蚀坑和取样坑进行了合于使用评定,同时采用数值模拟和爆破试验进行了验证。研究表明,微小试样取样法在现场获取材料实际力学性能是可行的,所提方法对开展在役压力管道的合于使用评价具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 微小试样取样法 小冲杆试验法 在役压力管道 合于使用评价

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小冲杆和压入测试技术获取材料真应力-应变曲线的对比研究 被引量：4

12

作者 陈国耀 徐彤 +2 位作者 钟继如 章骁程 关凯书 《压力容器》 北大核心 2022年第9期42-49,55,共9页

小冲杆和压入测试技术是测量在役设备以及涂层、焊缝等局部区域力学性能的有效途径。对两种测试方法获取材料真应力-应变曲线的准确性和抗干扰能力进行了对比研究。首先提出了基于材料数据库通过小冲杆或压入的载荷-位移曲线反求材料真... 小冲杆和压入测试技术是测量在役设备以及涂层、焊缝等局部区域力学性能的有效途径。对两种测试方法获取材料真应力-应变曲线的准确性和抗干扰能力进行了对比研究。首先提出了基于材料数据库通过小冲杆或压入的载荷-位移曲线反求材料真应力-应变数据的统一方法;然后通过虚拟材料和2.25Cr1Mo钢对数据库方法的准确性进行了验证;最后对小冲杆和压入测试技术反求真应力-应变曲线的抗干扰能力进行了比较分析。结果表明,通过小冲杆法或压入法的载荷-位移曲线均能获得准确的材料真应力-应变数据,但是当载荷-位移曲线与材料响应存在偏差时,两种测试方法的抗干扰能力不同,当载荷-位移曲线的偏差为1%时,通过小冲杆曲线和压入曲线反求的真应力-应变数据误差分别为2.5%和8.7%;当载荷-位移曲线的偏差为0.5%时,通过小冲杆法反求的真应力-应变数据误差仅为1.2%,但是压入法求得的结果误差仍高达4.8%;相同偏差下,小冲杆法比压入法具有更好的抗干扰能力,增加压入深度时,压入法的抗干扰能力有所提高。 展开更多

关键词 小冲杆测试技术 压入测试技术 数据库方法 有限元模型

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尺寸效应对小冲杆试验方法评价拉伸性能的影响 被引量：3

13

作者 王武琳 徐彤 +2 位作者 钟继如 关凯书 刘刚 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期305-312,共8页

为探究尺寸效应对小冲杆试验结果的影响,对镍基合金Incoloy 800H和低合金钢3Cr1MoV开展不同厚度试样(100~500μm)的小冲杆试验,并通过Ludwig硬化模型和有限元方法构建不同试样厚度下的力-挠度曲线和真应力数据库。基于数据库和小冲杆试... 为探究尺寸效应对小冲杆试验结果的影响,对镍基合金Incoloy 800H和低合金钢3Cr1MoV开展不同厚度试样(100~500μm)的小冲杆试验,并通过Ludwig硬化模型和有限元方法构建不同试样厚度下的力-挠度曲线和真应力数据库。基于数据库和小冲杆试验曲线获取不同试样尺寸下的真应力-塑性应变曲线。在此基础上预测了材料的强度性能,并建立了试样尺寸和流动应力以及强度性能的关系。结果表明,Incoloy 800H的拉伸性能随着试样厚度的减小逐渐增加,而试样尺寸对3Cr1MoV的拉伸性能影响很小。就拉伸性能对厚度不同的依赖关系进行探讨,为小冲杆试验方法预测拉伸性能时试样厚度的选择设计提供了依据。 展开更多

关键词 小冲杆试验方法 尺寸效应 拉伸性能 有限元方法 数据库

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利用反向有限元方法测定高能重离子辐照反应堆压力容器钢的本构关系

14

作者 张国强 张宪龙 姜兴东 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期824-829,共6页

为获得离子辐照样品的本构关系,采用高能重离子结合能量衰减装置在A508-3钢样品中产生厚度53μm的准均匀损伤层,通过单轴拉伸实验获得未辐照钢的本构关系.利用小冲杆装置对直径3 mm的圆片状辐照样品进行测试获得样品的载荷-位移曲线(LD... 为获得离子辐照样品的本构关系,采用高能重离子结合能量衰减装置在A508-3钢样品中产生厚度53μm的准均匀损伤层,通过单轴拉伸实验获得未辐照钢的本构关系.利用小冲杆装置对直径3 mm的圆片状辐照样品进行测试获得样品的载荷-位移曲线(LDC).根据未辐照钢的本构关系构造一系列辐照层的本构关系并进行批量有限元模拟,得到对应的LDC.通过对比有限元模拟获得的LDC和小冲杆实验测试结果,获得材料辐照层的本构关系.采用纳米压痕实验验证了反向有限元计算得到的辐照硬化结果. 展开更多

关键词 反应堆压力容器钢 反向有限元 小冲杆实验 离子辐照

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