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Q235钢拉伸过程热塑性效应试验研究及有限元分析

王为清 杨立 范春利 吕事桂 石宏臣

王为清, 杨立, 范春利, 吕事桂, 石宏臣. Q235钢拉伸过程热塑性效应试验研究及有限元分析[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1153-1160.
引用本文: 王为清, 杨立, 范春利, 吕事桂, 石宏臣. Q235钢拉伸过程热塑性效应试验研究及有限元分析[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1153-1160.
Wang Weiqing, Yang Li, Fan Chunli, Lv Shigui, Shi Hongchen. Experimental research and finite-element analysis of thermoplastic effect during tensile tests of Q235 steel[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(5): 1153-1160.
Citation: Wang Weiqing, Yang Li, Fan Chunli, Lv Shigui, Shi Hongchen. Experimental research and finite-element analysis of thermoplastic effect during tensile tests of Q235 steel[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(5): 1153-1160.

Q235钢拉伸过程热塑性效应试验研究及有限元分析

基金项目: 

国家自然科学基金(50906099)

详细信息
    作者简介:

    王为清(1984- ),男,博士生,主要从事红外检测与故障诊断方面的研究。Email:weiqing0700325@163.com;杨立(1962- ),男,教授,博士生导师,博士,主要从事传热、传质、热流体学及应用与测量方面的研究。Email:lyang39@hotmail.com

    王为清(1984- ),男,博士生,主要从事红外检测与故障诊断方面的研究。Email:weiqing0700325@163.com;杨立(1962- ),男,教授,博士生导师,博士,主要从事传热、传质、热流体学及应用与测量方面的研究。Email:lyang39@hotmail.com

  • 中图分类号: TG142;O348

Experimental research and finite-element analysis of thermoplastic effect during tensile tests of Q235 steel

  • 摘要: 在分析材料热弹塑性效应的基础上,用红外热像仪对Q235钢试件在拉伸过程中的表面温度进行测量,获得了不同应变率条件下试件表面温度分布及随时间的变化;确定了Q235钢全程拉伸真应力-真应变曲线,以此作为材料本构关系对拉伸过程中的热塑性效应进行数值模拟,讨论了应变率、系数、对流换热系数等对试件表面温度的影响。结果表明,应变率越大,变形过程中的热损失越小,从而由塑性变形产生的温升也越高;由拉伸过程中颈缩区域的温升最高、颈缩区域向试件两端温升逐渐降低的分布特点,则可说明在同一时间内塑性变形越大、越集中的区域,其温升也越大。文中的数值计算结果表明,用现有的有限元软件对材料热塑性效应进行数值分析不失为一种有效的研究方法。
  • [1]
    [2] Dillon O W. Coupled thermoplasticity[J]. Journal of Mechanics and Physics in Solids, 1963, 11: 21-23.
    [3] Kratochvil J, Dillon O W. Thermodynamis of elastic-plastic materials as a theory with internal state variables[J]. Journal of Applied Physics, 1969, 40(8): 3207-3218.
    [4]
    [5]
    [6] Shin E S, Kim S J. A predictive measure of thermomechanical coupling in elasto-viscoplastic composites[J]. Composites Science and Technology, 1999, 59: 1023-1031.
    [7] Luo Wenbo, Hu Yungui, Hu Zihua, et al. Thermome chanical analysis of upsetting of cylindrical billet between rough platedies[J]. Journal of Plasticity Engineering, 2000, 7(1): 64-69. (in Chinese)
    [8]
    [9]
    [10] Oliferuk W, Majet M, Litwinko R, et al. Thermomechanical coupling in the elastic regime and elasto-plastic transition during tension of austenitic steel, titanium and aluminium alloy at strain rates from 10-4 to 10-1 s-1[J]. European Journal of Mechanics A/Solids, 2011, 35: 111-118.
    [11]
    [12] ?ana?ija M, Brni? J. Associative coupled thermoplasticity at finite strain with temperature-dependent material parameters[J]. International Journal of Plasticity, 2004, 20: 1851-1874.
    [13]
    [14] Vaz Jr M, Muňoz-Rojas P A, Lange M R. Damage evolution and thermal coupled effects in inelastic solids[J]. International Journal of Mechanical Sciences, 2011, 53: 387-398.
    [15] Li Shouxing, Huang Yi, Shi Changxu. The finite element analysis of heat field of metal sheet during elastic-plastic deformation[J]. Acta Metall Sin, 1985, 21(1): B7-B15. (in Chinese)
    [16]
    [17] Han Ronghui. Non-classical plastic theory: a comprehensive study in experiment, constitutive equation and numerical analysis on thermomechanical couplings between thermodynamics and solid mechanics[D]. Chongqing: Chongqing University, 1996. (in Chinese)
    [18]
    [19] Wang Wenping, Wan Min, Wu Xiangdong, et al. Experimental research and FEM analysis of deformation-induced heating in tensile testing of auto-use steel sheet[J]. Journal of Plasticity Engineering, 2009, 16(5): 106-111. (in Chinese)
    [20]
    [21] Zhang Yuguang, Zhao Aimin, Jin Guangcan, et al. Coversion of plastic work to heat during plastic deformation of DP steel[J]. Steel Rolling, 2010, 27(2): 11-14. (in Chinese)
    [22]
    [23] Prez-Castellanos J L, Guzmn-Lpez R, Rusinek A, et al. Temperature increment during quasi-static compression tests using Mg metallic alloys[J]. Materials and Design, 2010, 31: 3259-3269.
    [24]
    [25] Rusinek A, Klepaczko J R. Experiments on heat generated during plastic deformation and stored energy for TRIP steels[J]. Mater Des, 2009, 30: 35-48.
    [26]
    [27]
    [28] Huang Chaojun, Liu Yafeng, Yin Jiwu, et al. Inversion parameters of shadowing function and optimization of BRDF statistical modeling on target surface[J]. Infrared and Laser Engineering, 2010, 39(5): 883-886.(in Chinese)
    [29]
    [30] Lv Shigui, Yang Li, Fan Chunli, et al. Chaos-LM hybrid algorithm for the defect quantitative identification with single-sided infrared inspection[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(2): 317-323. (in Chinese)
    [31] Cai Lixun, Yao Di, Bao Chen. The measuring and testing technique for the true stress-strain curve during the entire uniaxial tensile process: China, 102221503[P]. 2011-10-19. (in Chinese)
  • [1] 柴家贺, 董明利, 孙鹏, 燕必希.  工业相机自热引起像点漂移模型与补偿方法 . 红外与激光工程, 2021, 50(6): 20200494-1-20200494-11. doi: 10.3788/IRLA20200494
    [2] 唐进迎, 雷武虎, 任晓东, 张坤, 张明鑫.  星载荷热控制辐冷板激光致热计算分析 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1243002-1243002(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1243002
    [3] 彭勃, 张普, 陈天奇, 赵崟岑, 吴的海, 刘晖.  高功率半导体激光器互连界面可靠性研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1105002-1105002(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1105002
    [4] 张丽敏, 韩西达, 吕天宇, 赵宏超.  大口径望远镜次镜系统的拓扑优化设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 818008-0818008(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0818008
    [5] 朱其文, 张普, 吴的海, 聂志强, 熊玲玲, 刘兴胜.  千瓦级传导冷却半导体激光器阵列热特性 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1005003-1005003(7). doi: 10.3788/IRLA201754.1005003
    [6] Sekou Singare, 陈盛贵, 钟欢欢.  激光透射焊接聚碳酸酯的有限元分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 206005-0206005(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0206005
    [7] 郭骏立, 安源, 李宗轩, 李凯.  空间相机反射镜组件的胶结技术 . 红外与激光工程, 2016, 45(3): 313002-0313002(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0313002
    [8] 谢军, 何锋赟, 王晶, 高阁, 赵天骄, 刘震宇.  经纬仪主镜轴向支撑结构仿真与优化 . 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 132-137. doi: 10.3788/IRLA201645.S118001
    [9] 战宇, 刘常升, 薛俊川.  等效载荷法模拟激光超声微裂纹检测 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1006004-1006004(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1006004
    [10] 刘颖, 范永青, 徐金涛.  光纤陀螺组合的热设计及分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3750-3754.
    [11] 吴飞, 董杰, 田海霞, 蔡璐璐.  黑体腔高温传感器结构设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2609-2614.
    [12] 范磊, 王志, 曹玉岩.  基于力矩主动校正的反射镜支撑分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1273-1277.
    [13] 李宗轩.  主反射镜组件柔性环节随机振动响应分析与试验 . 红外与激光工程, 2014, 43(S1): 101-107.
    [14] 马鑫, 杨萱, 杨辰, 钱航, 郑龙飞.  太阳帆航天器姿态控制滚转轴稳定机设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(S1): 72-77.
    [15] 王振宝, 吴勇, 杨鹏翎, 冯国斌, 张磊.  强激光辐照铝靶温度分布数值模拟及实验研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2061-2065.
    [16] 朱敏, 陈宇, 杨春玲.  红外诱饵弹干扰特性有限元建模 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 1979-1986.
    [17] 郭万存, 吴清文, 杨近松, 黄勇, 高志良.  2m主镜主动支撑优化设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1480-1484.
    [18] 杨亮, 李朝辉, 乔克.  某空间反射镜支撑装调技术 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3277-3282.
    [19] 范磊, 张景旭, 邵亮, 赵勇志.  采用液压Whiffle-tree的大口径主镜轴向支撑 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2126-2131.
    [20] 刘志明, 陈坤峰, 高业胜, 史学舜, 简水生.  阵列波导光栅中自由传播区模式的有效折射率 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2146-2149.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-03-12
  • 修回日期:  2013-04-17
  • 刊出日期:  2013-05-25

Q235钢拉伸过程热塑性效应试验研究及有限元分析

    作者简介:

    王为清(1984- ),男,博士生,主要从事红外检测与故障诊断方面的研究。Email:weiqing0700325@163.com;杨立(1962- ),男,教授,博士生导师,博士,主要从事传热、传质、热流体学及应用与测量方面的研究。Email:lyang39@hotmail.com

    王为清(1984- ),男,博士生,主要从事红外检测与故障诊断方面的研究。Email:weiqing0700325@163.com;杨立(1962- ),男,教授,博士生导师,博士,主要从事传热、传质、热流体学及应用与测量方面的研究。Email:lyang39@hotmail.com

基金项目:

国家自然科学基金(50906099)

  • 中图分类号: TG142;O348

摘要: 在分析材料热弹塑性效应的基础上,用红外热像仪对Q235钢试件在拉伸过程中的表面温度进行测量,获得了不同应变率条件下试件表面温度分布及随时间的变化;确定了Q235钢全程拉伸真应力-真应变曲线,以此作为材料本构关系对拉伸过程中的热塑性效应进行数值模拟,讨论了应变率、系数、对流换热系数等对试件表面温度的影响。结果表明,应变率越大,变形过程中的热损失越小,从而由塑性变形产生的温升也越高;由拉伸过程中颈缩区域的温升最高、颈缩区域向试件两端温升逐渐降低的分布特点,则可说明在同一时间内塑性变形越大、越集中的区域,其温升也越大。文中的数值计算结果表明,用现有的有限元软件对材料热塑性效应进行数值分析不失为一种有效的研究方法。

English Abstract

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