屈服強(qiáng)度的案例
專業(yè)講述“屈服強(qiáng)度”
什么是屈服強(qiáng)度？
當(dāng)外力超過(guò)材料的彈性極限之后，此時(shí)材料會(huì)發(fā)生塑性變形，即卸載之后材料會(huì)保留部分殘余變形。當(dāng)外力繼續(xù)增加達(dá)到一定值之后，就會(huì)出現(xiàn)外力不增加或者減少而試樣仍然繼續(xù)伸長(zhǎng)，表現(xiàn)在應(yīng)力-應(yīng)變曲線上就是出現(xiàn)平臺(tái)或者鋸齒狀的峰谷，這種現(xiàn)象就稱之為屈服現(xiàn)象。處于平臺(tái)階段的力就是屈服力，試樣屈服時(shí)首次下降前的力稱為上屈服力，不計(jì)瞬時(shí)效應(yīng)的屈服階段的最小力稱為下屈服力。相應(yīng)的強(qiáng)度即為屈服強(qiáng)度、上屈服強(qiáng)度、下屈服強(qiáng)度。
應(yīng)力-應(yīng)變曲線
如何測(cè)定屈服強(qiáng)度？
無(wú)明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料，需測(cè)量其規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度或規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力，而有明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料，則可以測(cè)量其屈服強(qiáng)度、上屈服強(qiáng)度、下屈服強(qiáng)度。一般而言，只測(cè)定下屈服強(qiáng)度。
通常測(cè)定上屈服強(qiáng)度及下屈服強(qiáng)度的方法有兩種：圖示法和指針?lè)ā?1.圖示法
試驗(yàn)時(shí)用自動(dòng)記錄裝置繪制力-夾頭位移圖。要求力軸比例為每mm所代表的應(yīng)力一般小于10N/mm^2，曲線至少要繪制到屈服階段結(jié)束點(diǎn)。在曲線上確定屈服平臺(tái)恒定的力Fe、屈服階段中力首次下降前的最大力Feh或者不到初始瞬時(shí)效應(yīng)的最小力Fel。
屈服強(qiáng)度、上屈服強(qiáng)度、下屈服強(qiáng)度可以按以下公式來(lái)計(jì)算：
屈服強(qiáng)度計(jì)算公式：Re = Fe / So，F(xiàn)e為屈服時(shí)的恒定力。
上屈服強(qiáng)度計(jì)算公式：Reh = Feh / So，F(xiàn)eh為屈服階段中力首次下降前的最大力。
下屈服強(qiáng)度計(jì)算公式：Rel = Fel / So，F(xiàn)el為不到初始瞬時(shí)效應(yīng)的最小力Fel。
2.指針?lè)?試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)測(cè)力度盤的指針首次停止轉(zhuǎn)動(dòng)的恒定力或者指針首次回轉(zhuǎn)前的最大力或者不到初始瞬時(shí)效應(yīng)的最小力，分別對(duì)應(yīng)著屈服強(qiáng)度、上屈服強(qiáng)度、下屈服強(qiáng)度。
上下屈服強(qiáng)度的判定
屈服前的第一個(gè)峰值應(yīng)力判為上屈服強(qiáng)度，不管其后峰值應(yīng)力大小如何。
展開(kāi) 材料力學(xué)性能解析：屈服強(qiáng)度、強(qiáng)度極限、彈性極限與硬化指數(shù)
屈服強(qiáng)度（Yield Strength）
屈服強(qiáng)度是材料在受力過(guò)程中開(kāi)始發(fā)生不可逆塑性變形的應(yīng)力值。
這一概念基于材料的彈塑性行為，即在一定的應(yīng)力下，材料會(huì)發(fā)生可逆的塑性變形，而不會(huì)永久性地改變形狀。
通過(guò)拉伸試驗(yàn)，我們可以繪制應(yīng)力-應(yīng)變曲線，其中屈服強(qiáng)度是曲線上的起點(diǎn)。
數(shù)學(xué)表達(dá)式：
2. 強(qiáng)度極限（Ultimate Strength）
強(qiáng)度極限是材料在極端負(fù)載下所能承受的最大應(yīng)力。
它標(biāo)志著材料的極限強(qiáng)度，即當(dāng)材料達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)，將無(wú)法繼續(xù)保持其結(jié)構(gòu)完整。
數(shù)學(xué)表達(dá)式：
3. 材料彈性極限（Elastic Limit）
材料彈性極限是材料在受力后仍能夠恢復(fù)原狀的最大應(yīng)力點(diǎn)。
在這個(gè)點(diǎn)之前，材料遵循胡克定律，即應(yīng)力和應(yīng)變成正比。超過(guò)材料彈性極限后，材料將發(fā)生不可逆的塑性變形。
數(shù)學(xué)表達(dá)式：
4. 材料硬化指數(shù)（Strain Hardening Exponent）
材料硬化指數(shù)描述了材料在塑性變形過(guò)程中硬度的增加程度。它是應(yīng)變硬化率與應(yīng)變的關(guān)系中的指數(shù)。硬化指數(shù)越大，材料在塑性變形后的硬度增加越快。
數(shù)學(xué)表達(dá)式：
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展開(kāi) 《Science》北科大等合作研制出：屈服強(qiáng)度2.2GPa的超級(jí)鋼！
具有超高強(qiáng)度的金屬材料通常應(yīng)用于汽車、航空及國(guó)防工業(yè)，但在極高載荷等茍刻條件下應(yīng)用的結(jié)構(gòu)材料除了要求超高強(qiáng)度，通常也要求良好的延展性和韌性，以便能夠?qū)崿F(xiàn)零部件精準(zhǔn)成型，并可防止出現(xiàn)材料和部件的意外失效。然而，材料的強(qiáng)度和延展性之間常常是魚和熊掌的關(guān)系，通常的方法難以同時(shí)提高強(qiáng)度和延展性。比如陶瓷、非晶材料具有很高的硬度和強(qiáng)度，但幾乎沒(méi)有延展性。而如何通過(guò)工業(yè)上常用的加工工藝，獲得同時(shí)具有超高強(qiáng)度和高延展性的金屬材料，一直是科學(xué)界和工業(yè)界具有高度挑戰(zhàn)性的研發(fā)目標(biāo)，尤其是屈服強(qiáng)度進(jìn)入2GPa的超高范圍時(shí)，進(jìn)一步改善材料延展性的難度幾乎是成倍提高。
鋼鐵材料是人類社會(huì)使用量最大、使用歷史悠久的金屬材料，與其他金屬材料相比，其工業(yè)生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度都要遠(yuǎn)超過(guò)其他金屬材料，因此如何得到強(qiáng)韌性更高的超級(jí)鋼是人類社會(huì)進(jìn)入鐵器時(shí)代以來(lái)孜孜以求的目標(biāo)。2017年08月24日美國(guó)《Science》期刊發(fā)表了由京港臺(tái)三地的鋼鐵科學(xué)家發(fā)明的D&P超級(jí)鋼，就是這一從未停滯的夢(mèng)想的一次成功嘗試，實(shí)現(xiàn)了屈服強(qiáng)度超過(guò)2GPa的鋼鐵材料延展性的顯著提升。這是北科大在超高強(qiáng)鋼領(lǐng)域又一次突破（查看：《Nature》北科大研制出2.2GPa超高強(qiáng)鋼！塑性良好，大幅削減成本。）
論文鏈接：http://science.sciencemag.org/content/early/2017/08/23/science.aan0177
該超級(jí)鋼首先實(shí)現(xiàn)了力學(xué)性能上的巨大躍升，達(dá)到前所未有的2.2GPa屈服強(qiáng)度和16%的均勻延伸率。對(duì)比于現(xiàn)有的金屬材料，此次研發(fā)的D&P鋼具有最優(yōu)的強(qiáng)度和延展性的結(jié)合，在大部分屈服強(qiáng)度高于2.0GPa以上的金屬材料中，此次所研發(fā)的D&P鋼具有不可比擬的延展性（見(jiàn)下圖1）。
展開(kāi) 技術(shù) | 屈服強(qiáng)度900MPa級(jí)高強(qiáng)鋼焊接工藝
摘要:針對(duì)煤礦機(jī)械用屈服強(qiáng)度900MPa級(jí)高強(qiáng)鋼板焊接工藝特點(diǎn)，研究了該鋼材焊接熱影響區(qū)組織轉(zhuǎn)變規(guī)律、焊接冷裂紋敏感性及焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接接頭組織性能的影響。結(jié)果表明，SHT900D鋼有較強(qiáng)的淬硬傾向，焊接過(guò)程中應(yīng)采取必要的措施防止焊接冷裂紋的產(chǎn)生；焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接接頭組織和性能均有一定的影響，為確保焊接質(zhì)量，應(yīng)合理控制焊接熱輸入量及焊道間溫度。研究成果已成功應(yīng)用于高端液壓支架的焊接。
一、前言
隨著國(guó)內(nèi)綜合采煤機(jī)械化水平的不斷提升，高端液壓支架需求量不斷增大，為實(shí)現(xiàn)支架高強(qiáng)度和高可靠性要求，同時(shí)又盡量減輕支架重量，方便井下運(yùn)輸和安裝，支架用鋼材的強(qiáng)度也愈來(lái)愈高。為保證高端液壓支架焊接接頭的綜合力學(xué)性能滿足高強(qiáng)度高可靠性的設(shè)計(jì)及使用要求，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
鄭州煤礦機(jī)械集團(tuán)有限公司與哈爾濱焊接研究所合作對(duì)高端液壓支架上使用的屈服強(qiáng)度900MPa級(jí)高強(qiáng)鋼板的焊接性、配套焊接材料及焊接工藝進(jìn)行了研究，同時(shí)根據(jù)液壓支架推移框架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)SHT900D鋼焊接的焊接工藝及接頭性能進(jìn)行了試驗(yàn)與評(píng)定。
二、試驗(yàn)材料及試驗(yàn)方法
試驗(yàn)用屈服強(qiáng)度900MPa級(jí)高強(qiáng)鋼板SHT900D由上海三鋼有限責(zé)任公司生產(chǎn)，交貨狀態(tài)為調(diào)質(zhì)，鋼板厚度20mm。試驗(yàn)鋼板的化學(xué)成分及力學(xué)性能見(jiàn)表1 。
SHT900D鋼配套焊接材料選用德國(guó)DRAHTZUGSTEIN公司生產(chǎn)的1.2mmMEGAFIL1100M無(wú)縫藥芯焊絲，該焊絲符合美國(guó)AWSA5.28E120CG標(biāo)準(zhǔn)要求，采用80%Ar+20%CO2氣體保護(hù)焊熔敷金屬力學(xué)性能及擴(kuò)散氫含量見(jiàn)表2。
展開(kāi) 
UMAT (各項(xiàng)同性+J2流動(dòng)+自定義屈服強(qiáng)度等效塑性應(yīng)變關(guān)系+歐拉后推徑向返回) ￥10
Abaqus自帶有3維的各項(xiàng)同性+J2流動(dòng)+自定義屈服強(qiáng)度等效塑性應(yīng)變關(guān)系+歐拉后推徑向返回的UMat例子
在此基礎(chǔ)上我進(jìn)行了一些修訂用于以下情況（附件中包含for和inp）
1. 2維平面應(yīng)變+各項(xiàng)同性+J2流動(dòng)+自定義屈服強(qiáng)度等效塑性應(yīng)變關(guān)系+歐拉后推徑向返回
2. 2維平面應(yīng)變+各項(xiàng)同性+J2流動(dòng)+冪硬化+歐拉后推徑向返回
冪硬化本構(gòu)更新在張純禹的power-law基礎(chǔ)上修改得到，涉及到牛頓迭代的方式進(jìn)行屈服應(yīng)力求解
其原始文件，一起上傳
附件如下：
『分享』一些鋼的力學(xué)性能參數(shù)（屈服強(qiáng)度，剪切強(qiáng)度，彈性模量等）
做有限元分析材料參數(shù)很重要，發(fā)一些材料的力學(xué)性能的參數(shù)，包括電工硅鋼 普通碳素鋼 碳素結(jié)構(gòu)鋼 碳素工具鋼 優(yōu)質(zhì)碳素鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼 優(yōu)質(zhì)彈簧鋼 等的在常溫下的屈服強(qiáng)度 彈性模量 剪切強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度等力學(xué)性能參數(shù)。
鼓勵(lì)上傳經(jīng)典自創(chuàng)資料
鋼鐵的力學(xué)性能.rar
模具設(shè)計(jì)丨常用沖壓薄板材料的牌號(hào)及其含義，收藏備用
；
數(shù)字后面的第一個(gè)字母一般般用 V、X、 Y、Z 表示（V：高強(qiáng)度低合金，屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度差值無(wú)規(guī)定；X—V 中屈服強(qiáng)度最小值與抗拉強(qiáng)度最小值差別 70Mpa；Y—V 中屈服強(qiáng)度最小值與抗拉強(qiáng)度最小值差別 100Mpa；Z—V 中屈服強(qiáng)度最小值與抗拉強(qiáng)度最小值差別 140Mpa）；
最后一位字母表示氧化物／硫化物夾雜控制（Ｋ—鎮(zhèn)靜、
細(xì)晶粒；Ｆ—Ｋ+硫化物控制；Ｏ—Ｋ、Ｆ外）
2
B280VK
結(jié)構(gòu)件
3
St37-2G
結(jié)構(gòu)件
St—德文鋼“Stahl”的縮寫；
“37”“、44”、“52”—分別代表抗拉強(qiáng)度不小于365MPa， 430MPa、510Mpa；
“-2”、 “-3”—保證項(xiàng)目（“2”保彎曲或頂鍛；“3” 保沖擊韌性）
最后一位有字母“G”表示為冷軋板，無(wú)字母“G”為熱軋板。
展開(kāi) 屈服強(qiáng)度500Mpa，德國(guó)EOS推出高強(qiáng)度3D打印鋁合金材料
EOS Aluminium Al2139 AM據(jù)說(shuō)是EOS公司迄今為止強(qiáng)度最高的鋁合金，將于2022年初用于EOS M 290平臺(tái)，其他EOS DMLS系統(tǒng)也將隨之推出。
這種材料在高達(dá)200oC的高溫下具有高性能，具有良好的耐腐蝕性，并具有更高的強(qiáng)度特性，允許用戶在不影響強(qiáng)度的情況下生產(chǎn)更輕的零件，EOS稱這一特性將吸引航空、運(yùn)輸、賽車和太空行業(yè)的制造商。
這種材料可以使用單步熱處理工藝，EOS說(shuō)這種工藝可以為企業(yè)節(jié)省高達(dá)88%的主動(dòng)熱處理時(shí)間。經(jīng)過(guò)熱處理后，Al2139 AM可達(dá)到約500Mpa的屈服和抗拉強(qiáng)度，部件可以進(jìn)行電拋光和陽(yáng)極氧化處理。
EOS金屬材料公司高級(jí)副總裁Sascha Rudolph說(shuō)："我們一直在努力提高客戶制造的零件性能，同時(shí)減少所需的材料數(shù)量并簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程。EOS鋁Al2139 AM是這些努力的結(jié)晶，將新材料創(chuàng)新掌握在制造商手中。"
這一消息是在上周的Formnext展會(huì)上宣布的，此外，EOS還收購(gòu)了奧地利金屬材料公司Metalpine的股份，以共同開(kāi)發(fā)環(huán)保型金屬粉末。
展開(kāi) 【實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)】動(dòng)力電池行業(yè)振動(dòng)/沖擊/擠壓等工況安全閾值（判斷標(biāo)準(zhǔn)）的進(jìn)階理解
電池包仿真行業(yè)內(nèi)，如隨機(jī)振動(dòng)仿真常用材料抗拉強(qiáng)度的1/5或屈服強(qiáng)度的1/3做為安全閾值，李某人參加過(guò)多次行業(yè)峰會(huì)，曾與從電池包行業(yè)十幾年的仿真專家和高校教授交流過(guò)，這個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)是什么？出自何處？答案都是判斷標(biāo)準(zhǔn)是行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和修正得到，已經(jīng)找不到出處源頭。對(duì)此李某人保持懷疑態(tài)度，直到開(kāi)始研究疲勞仿真后，李某人才豁然開(kāi)朗，從理論上找到了各個(gè)工況判斷標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。
隨機(jī)振動(dòng)
行業(yè)內(nèi)常用標(biāo)準(zhǔn)：材料抗拉強(qiáng)度的1/5、屈服強(qiáng)度的1/3
工況解讀：隨機(jī)振動(dòng)仿真模擬的是電池包長(zhǎng)期服役工況，需滿足整車生命周期（10~20年）范圍內(nèi)正常使用
如上圖，假設(shè)某一材料抗拉強(qiáng)度為200MPa，屈服強(qiáng)度為120MPa，則材料抗拉強(qiáng)度的1/5和屈服強(qiáng)度的1/3都為40MPa，該應(yīng)力狀態(tài)下，材料可承受10^7次拉伸，此時(shí)材料具有無(wú)限壽命。以此特例說(shuō)明，其實(shí)電池包中使用的大部分材料的抗拉強(qiáng)度的1/5≈屈服強(qiáng)度的1/3，且其應(yīng)力值都≤10^7對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值。也就是說(shuō)當(dāng)隨機(jī)振動(dòng)的材料抗拉強(qiáng)度的1/5或屈服強(qiáng)度的1/3時(shí)，材料具有無(wú)限壽命，能夠滿足整車生命周期（10~20年）范圍內(nèi)正常使用
因此，材料抗拉強(qiáng)度的1/5或屈服強(qiáng)度的1/3為安全閾值的判斷標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)論是行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，還是理論推理，其核心思想都是使材料能夠長(zhǎng)期服役，具備“無(wú)限壽命”。
機(jī)械沖擊
行業(yè)內(nèi)常用標(biāo)準(zhǔn)：材料的屈服強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度+2%塑性應(yīng)變、抗拉強(qiáng)度
工況解讀：機(jī)械沖擊仿真是模擬整車行駛過(guò)程中遇到的溝坎等偶發(fā)瞬時(shí)載荷，需滿足整車生命周期（10~20年）范圍內(nèi)正常使用
相比于隨機(jī)振動(dòng)的持續(xù)性，機(jī)械沖擊具有偶發(fā)性、瞬時(shí)性，機(jī)械沖擊發(fā)生后電池包需要繼續(xù)正常工作。
展開(kāi) 鋁合金汽車覆蓋件沖壓成形的回彈模擬分析
為此，依據(jù)鋼材回彈經(jīng)驗(yàn)，選定對(duì)回彈影響較大的屈服強(qiáng)度、n值、r值三個(gè)材料性能因子對(duì)其進(jìn)行分析。根據(jù)表2三種狀態(tài)的材料力學(xué)性能值，仿真分析時(shí)，以6016力學(xué)性能為基礎(chǔ)，分別設(shè)定不同的屈服強(qiáng)度、n值和r值進(jìn)行模擬仿真分析。
表2 進(jìn)行回彈分析的不同材料性能
屈服強(qiáng)度對(duì)沖壓回彈的影響
圖4～圖6中屈服強(qiáng)度為133.227MPa、139.085MPa和177.118MPa時(shí)，其最大回彈量分別為18.10mm、19.34mm和21.09mm。綜合以上分析，結(jié)合前面的仿真結(jié)果，可以得出：隨著屈服應(yīng)力的增加，最大回彈量呈增大的趨勢(shì)；在材料其他性能不變的情況下，屈服強(qiáng)度在133.227MPa至177.118MPa變動(dòng)時(shí)，最大回彈量變動(dòng)范圍為18.10～21.09mm。
圖4 屈服強(qiáng)度為133MPa的回彈
圖5 屈服強(qiáng)度為139MPa的回彈
圖6 屈服強(qiáng)度為177MPa的回彈
n值對(duì)沖壓回彈的影響
n值為0.192、0.226和0.26時(shí)，其最大回彈量分別為20.77mm、17.62mm和15.47mm。從圖7～圖9可以看出，隨著n值的增加，最大回彈量呈減小的趨勢(shì)；在材料其他性能不變的情況下，n值在0.192至0.26之間變動(dòng)時(shí)，最大回彈量變動(dòng)范圍為15.47～20.77mm。
展開(kāi) 汽車內(nèi)后視鏡有限元分析（一）
Y方向應(yīng)力云圖
1、Y方向的振動(dòng)工況下：最大應(yīng)力為10.12Mpa;鋅合金最大應(yīng)力為5.85Mpa，位置在與鏡架接觸的斜面上；螺栓的最大應(yīng)力為2.44Mpa，小于材料屈服強(qiáng)度。
2、Y方向的振動(dòng)工況下：鏡桿最大應(yīng)力值為10.12Mpa，位置如圖所示；后視鏡連接塊最大應(yīng)力值為3.43Mpa，位置如圖所示；鏡桿與后視鏡連接塊的最大應(yīng)力都小于材料屈服強(qiáng)度，零件不會(huì)發(fā)生破壞。
Y方向頻率-位移曲線圖
后視鏡連桿在Y向振動(dòng)時(shí)，最大響應(yīng)頻率在60.75Hz，此頻率下的位移為0.00578mm。
Z方向應(yīng)力云圖
1、Z方向的振動(dòng)工況下：最大應(yīng)力為19.29Mpa，位置在鋅合金與螺栓接觸的地方，鋅合金最大應(yīng)力為15.12Mpa，小于材料屈服強(qiáng)度，零件不會(huì)發(fā)生破壞。
2、Z方向的振動(dòng)工況下：鏡桿最大應(yīng)力值為14.29pa，位置如圖所示；后視鏡連接塊最大應(yīng)力值為4.63Mpa，位置如圖所示；鏡桿與后視鏡連接塊的最大應(yīng)力都小于材料屈服強(qiáng)度，零件不會(huì)發(fā)生破壞。
Z方向頻率-位移曲線圖
后視鏡在Z向振動(dòng)時(shí)，最大響應(yīng)頻率在64.32Hz，此頻率下的位移為0.0545mm。
結(jié)論
在振動(dòng)工況下各零件應(yīng)力都小于材料屈服強(qiáng)度。
以上為汽車內(nèi)后視鏡在振動(dòng)工況下各零件的應(yīng)力分析，后續(xù)我們還將分享后視鏡與擋風(fēng)玻璃之間的粘結(jié)力，振動(dòng)工況下鏡桿球頭與連接塊之間的最優(yōu)過(guò)盈量，擋風(fēng)玻璃振動(dòng)強(qiáng)度分析等。為您全面介紹車內(nèi)后視鏡的有限元分析流程。
展開(kāi) 
英國(guó)斯貝發(fā)動(dòng)機(jī)葉片設(shè)計(jì)的應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)
一、壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片，包括風(fēng)扇葉片
1.1關(guān)于屈服強(qiáng)度及極限強(qiáng)度
1.1.1葉身，對(duì)軍用發(fā)動(dòng)機(jī)而言，在所有正常工作條件下：
葉片彎曲應(yīng)力和拉伸應(yīng)力的合應(yīng)力不應(yīng)大于0.1%的屈服強(qiáng)度的75%，0.1%的屈服強(qiáng)度用σ0.1表示。
拉伸應(yīng)力不應(yīng)大于σ0.1的37.5%。
1.1.2銷接固定的葉片根部
對(duì)軍用發(fā)動(dòng)機(jī)而言：
銷孔邊緣的名義拉伸應(yīng)力不能超過(guò)極限強(qiáng)度σb的25%。值得指出的是，在計(jì)算拉伸應(yīng)力時(shí)，必須留有加大孔或襯套尺寸的余量。
在耳片處的最大峰值應(yīng)力不能超過(guò)極限強(qiáng)度σb的80%。
銷釘?shù)膹澢鷳?yīng)力不能超過(guò)極限強(qiáng)度σb的30%
1.1.3燕尾形榫頭根部
擠壓應(yīng)力不能超過(guò)屈服應(yīng)力σ0.1的40%。
1.2.蠕變強(qiáng)度
1.2.1葉身
在所有作用有蠕變應(yīng)力條件下，葉片彎曲應(yīng)力和拉伸應(yīng)力的合應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)規(guī)定的蠕變強(qiáng)度。一般來(lái)講，
短時(shí)蠕變，不應(yīng)超過(guò)10h內(nèi)的0.1%的蠕變強(qiáng)度。
長(zhǎng)時(shí)蠕變，不應(yīng)超過(guò)100h內(nèi)的0.1%的蠕變強(qiáng)度。
1.2.2銷接固定的葉片根部
對(duì)允許加大尺寸的孔或加大尺寸的襯套來(lái)說(shuō)，銷孔邊緣的名義拉伸應(yīng)力不能超過(guò)規(guī)定的蠕變強(qiáng)度的60%。
展開(kāi) 哈工大《MSEA》：金屬基復(fù)合材料的柔性強(qiáng)化新方法！
圖6 擠壓前后CP/Al復(fù)合材料屈服強(qiáng)度的擬合曲線
圖7 雙相鋼屈服強(qiáng)度與馬氏體、鐵素體屈服強(qiáng)度的關(guān)系
對(duì)于利用剛性增強(qiáng)體制備的復(fù)合材料，增強(qiáng)體極高的強(qiáng)度導(dǎo)致復(fù)合材料RYSR值非常高，導(dǎo)致實(shí)際屈服強(qiáng)度遠(yuǎn)低于ROM預(yù)測(cè)。然而，鐵素體/馬氏體雙相鋼和CP/Al復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度接近甚至高于ROM預(yù)測(cè)，這是由于增強(qiáng)體相對(duì)較低的強(qiáng)度和可變形性。因此，建議使用可變形的增強(qiáng)材料，如金屬顆粒、高熵合金或復(fù)合材料顆粒等，在保證良好界面結(jié)合的情況下，可以制備出具有高于ROM預(yù)測(cè)屈服強(qiáng)度和良好塑性的復(fù)合材料。
圖8 傳統(tǒng)陶瓷顆粒增強(qiáng)Al基復(fù)合材料、鐵素體/馬氏體雙相鋼和CP/Al復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度與混合定律預(yù)測(cè)值的比值以及與其對(duì)應(yīng)的RYSR之間的關(guān)系
總的來(lái)說(shuō)，本研究采用SiCp/Al復(fù)合材料顆粒制備復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)體和基體的協(xié)調(diào)變形；并給出了預(yù)測(cè)這種柔性強(qiáng)化復(fù)合材料力學(xué)性能的半經(jīng)驗(yàn)公式。這項(xiàng)工作對(duì)“柔性”強(qiáng)化復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)具有一定的指導(dǎo)意義，并對(duì)顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的回收提供了一種有效方法。
*感謝論文作者團(tuán)隊(duì)對(duì)本文的大力支持。
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展開(kāi) 燕山大學(xué)Nature Communications: 超高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定、抗輻照納米晶鋼
圖1(a)表明304L納米晶鋼在拉伸和壓縮變形時(shí)，屈服強(qiáng)度均高達(dá)2500 MPa。圖1(b)表明，304L納米晶鋼(NC-SS)屈服強(qiáng)度遠(yuǎn)超普通粗晶奧氏體鋼(CG-SS)的屈服強(qiáng)度，且高于納米結(jié)構(gòu)合金(NFAs)、納米析出馬氏體鋼(MS-NPs)、高位錯(cuò)密度錳鋼(MS-HDDs)的屈服強(qiáng)度。圖1(c,d)電鏡照片(標(biāo)尺200 nm)表明，制備態(tài)的納米晶鋼平均晶粒尺寸約45 nm。經(jīng)1000 °C 退火1小時(shí)后，晶粒尺寸僅輕微長(zhǎng)大到約60 nm。圖1(f,g)電鏡照片(標(biāo)尺50 nm)表明，經(jīng)600 °C下108 dpa劑量的金離子輻照后，粗晶奧氏體鋼高度腫脹，而納米晶奧氏體鋼既無(wú)腫脹，亦無(wú)顯著晶粒長(zhǎng)大。
圖2
(a) 元素分布圖, (b) 原子探針、電子顯微鏡偶聯(lián)技術(shù)表征, (c) 不同尺度納米析出相的化學(xué)成分。
圖2給出了納米晶鋼的原子探針、電子顯微鏡偶聯(lián)技術(shù)表征。納米晶鋼中La、Si、O元素分布不均(圖2a)。 La、Si、O元素偏聚在納米晶鋼晶粒邊界(圖2b)。圖2c表明，在納米晶鋼晶粒邊界上有大量的、較大的納米析出相，在納米晶鋼晶粒內(nèi)部有少量的、較小的納米析出相以及納米團(tuán)簇。納米析出及納米團(tuán)簇均富含La、Si、O元素。納米析出平均尺度約為5 nm，數(shù)量密度高達(dá)5 × 1023 m-3.
圖3
納米晶鋼晶粒尺寸分別為30 nm (a)、45 nm (b)、75 nm (c)時(shí)的穩(wěn)態(tài)空位濃度分布，標(biāo)尺50 nm。(d) 為晶粒尺寸對(duì)空位和間隙濃度變化的影響，(e)為納米析出與基體之間的共格程度對(duì)空位和間隙濃度變化的影響。模擬溫度500 °C，輻照劑量3.0 × 10?4 dpa s?1。
展開(kāi) 短切碳纖維與ABS結(jié)合使用在3D打印件中效果驚人
近日，來(lái)自澳大利亞國(guó)防軍學(xué)院新南威爾士大學(xué)的作者Owen.M.Cannings在題為《短切碳纖維對(duì)丙烯腈-丁二烯苯乙烯屈服強(qiáng)度的影響》的論文中討論了加入短切碳纖維可提高ABS3D打印的屈服強(qiáng)度的問(wèn)題。雖然碳纖維是3D打印材料中常見(jiàn)的增強(qiáng)材料，但它通常以連續(xù)纖維的形式貫穿整個(gè)材料。作者的目的是找出切碎的碳纖維是否具有相同的效果。
Cannings測(cè)試了用短切碳纖維增強(qiáng)的普通ABS和ABS試樣。碳纖維增強(qiáng)試樣比常規(guī)ABS試樣有著更多的變形，這表明CF-ABS材料更具延展性。他還測(cè)試了兩種材料的3D打印試樣的屈服應(yīng)力。3D打印部件的屈服強(qiáng)度低于未加工的長(zhǎng)絲的屈服強(qiáng)度，這表明打印部件可能在其內(nèi)部存在一些空隙或缺陷。
“雖然與長(zhǎng)絲相似的應(yīng)力水平是理想的，但仍然可以觀察到碳纖維-ABS部件強(qiáng)度的降低。”Cannings說(shuō)，“對(duì)于0-90取向，觀察到強(qiáng)度平均降低21.1％。對(duì)于±45°取向試樣，觀察到強(qiáng)度平均降低12.9％。”
Cannings試圖聯(lián)系負(fù)責(zé)長(zhǎng)絲制造的公司，但沒(méi)有得到回應(yīng)。
“從以前對(duì)產(chǎn)品的研究中，建議CF顆粒的縱橫比約為1，這意味著它們?cè)谌魏我粋€(gè)方向都沒(méi)有顯示出整體效益，”他繼續(xù)道。“這意味著失效的測(cè)試模式目前是無(wú)益的，因?yàn)榈涂v橫比意味著纖維在任何方向上都沒(méi)有表現(xiàn)出拉伸強(qiáng)度的增加。由此，增加ABS的YS的可能性依賴于ABS和CF之間的粘合強(qiáng)度高于ABS到ABS之間的粘結(jié)強(qiáng)度。作者無(wú)法找到在該領(lǐng)域進(jìn)行的任何研究。其他基質(zhì)如環(huán)氧樹脂，利用短切顆粒在高粘度下在CF顆粒和基質(zhì)之間表現(xiàn)出較低的粘合強(qiáng)度。
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