电弧送丝增材制造TC4钛合金力学性能研究（英文）

钛合金是深海潜水器耐压结构的主要候选材料。电弧送丝增材制造技术（WAAM）凭借其高效率、低成本、高灵活性等优点,在深潜器耐压结构部件上极具应用前景。然而,增材制造钛合金的力学性能问题阻碍了其进一步发展。本文选取电弧送丝增材制造TC4钛合金材料开展试验得到其相关力学性能参数,并进一步建立疲劳裂纹萌生寿命的有限元预测模型,通过与试验结果对比验证此模型在预测增材制造TC4钛合金材料疲劳裂纹萌生寿命时的可行性。试验结果表明：电弧送丝增材制造TC4钛合金的弹性模量、抗拉强度、泊松比等性能与传统TC4锻件的相近,但疲劳性能差距较大;本文建立的疲劳裂纹萌生寿命预测模型与试验结果误差不超过40%,具有一定的参考价值。     

钛合金材料在舰船铸件上的应用研究

舰船作为一类大型的运输、承载或军用工具,对其自身的材料的要求也比较严格,要求船体和铸件材料的比强度高、质量轻,还要求材料具有很好的耐腐蚀性。钛合金是一种极佳的舰船材料,钛合金作为涂层,不仅自身的耐腐蚀较好,还具有自修复功能。本文以ZTi2型钛合金浇注钛合金泵为例,研究钛合金在舰船铸件上的应用,研究结果表明,通过适当的浇注工艺,可以由钛合金基材得到力学性能提高的钛合金铸件,且此类铸件在化学成分和力学性能上符合相关国家标准对钛合金铸件的要求。     

小型（便携式）金属氢化物贮氢器的开发应用及前景

作为重要的二次能源之一的氢气，它的贮运方法是目前制约其发展的瓶颈，在全面考虑安全性、经济性和小型化以及贮氢技术的成熟程度等问题时，金属氢化物贮氢被认为是最合适的选择，可应用于小功率质子交换膜燃料电池在诸如电动自行车、助动车、手提电脑、通讯以及电动工具等方面，小型(便携式)金属氢化物贮氢器作为一种可携带的安全的氢气源，具有广阔的市场前景。     

形状误差对压力容器力学性能影响分析

通过有限元仿真计算,并结合实际案例,讨论了压力容器形状误差对其力学性能的影响.分析结果认为,对于承压较高的压力容器,形状误差会严重影响其强度性能,并对其配套设施构成威胁,且大型压力容器的形状缺陷一旦发生,难以消除,必须在产品的制造过程中严格控制.     

聚丙烯纤维对混凝土力学性能的影响

通过聚丙烯纤维混凝土的力学试验,研究了聚丙烯纤维掺量对混凝土基本性能的影响。试验结果表明:聚丙烯纤维混凝土的抗压强度、劈拉强度均随纤维掺量的增加而降低,当掺量由0增加到1.2 kg/m3时,纤维混凝土7 d抗压、抗拉强度与基准混凝土相比,分别降低了11.4%和8.7%,28 d强度则分别降低了12.1%和3.6%,而混凝土抗冲击能力则提高了4.76倍;同时由于聚丙烯纤维的加入使得混凝土具有较高的韧性,对防止普通混凝土在荷载作用下的变形及裂缝的发生具有重要意义。     

超细矿渣掺量对高强混凝土力学性能的影响

本文研究了超细矿渣的掺量对高强砼力学性能的影响。试验结果表明：超细矿渣的掺量对高强砼的力学性能有一定程度的影响;用超细矿渣取代部分水泥配制高强砼,可以降低高强砼的脆性。     

在Ti-Ni金属化合相及合金中氢放出的动力学性能

在由电弧炉冶炼及机械的方法制备的Ti-Ni合金电极上，通过交流阻抗光谱测定法研究了放出氢的动力学过程和机理．由机械合金法(多孔电极)制得的电极，尽管其Tafel斜率很大，在10％的HF溶液中活化处理后仍变得非常活泼。对电极扫描电镜照片的研究显示出电极表面深孔的形成过程．相应步骤的正、逆反应速率常数是通过非线性拟合的方法来估算的，经研究发现，总的反应过程符合Volmer-Heyrovsky机理．     

焊接顺序对钛合金筒体残余应力和变形的影响

论文采用有限元软件对深海用钛合金筒体熔化焊所引入的残余应力和变形进行了数值模拟,分析了焊接顺序对焊后残余应力和变形的影响。结果表明,采用不同的焊接顺序对整体结构变形趋势影响不大,但对起弧、收弧等局部位置的残余应力和变形影响较大。纵缝焊后变形呈现两端上翘,中部下凹;环缝焊后变形呈现接头区域下凹,筒体两端收缩变短。仅从焊后应力和变形的角度考虑,适用于筒体纵缝的焊接顺序为分段跳焊;适用于筒体环缝的焊接顺序为两段反向对称焊。     

超细矿渣掺量对高强砼力学性能的影响

本文研究了超细矿渣的掺量对高强砼力学性能的影响。试验结果表明：超细矿渣的掺量对高强砼的力学性能有一定程度的影响;用超细矿渣取代部分水泥配制高强砼可以降低高强砼的脆性。     

掺合料对活性粉末混凝土性能的影响

活性粉末混凝土具有较高的强度、韧性和耐久性,在一些领域得到很好的应用。但是目前对活性粉末混凝土的研究主要是采用蒸汽养护的方法,蒸汽养护费用高,工艺复杂,不适宜工地使用。文章采用标准养护方法,研究不同掺合料的种类和掺量对活性粉末混凝土力学性能的影响情况。     

冷却速率对2507 SDSS微观组织和力学性能的影响

通过JMatPro软件模拟计算2507 SDSS热力学平衡相图、CCT和TTT曲线确定热处理工艺,采用扫描电镜、X射线能谱仪、万能拉伸机和硬度计等研究冷却速率对2507 SDSS微观组织和力学性能的影响.结果 表明,当冷却速率小于900℃/min时,σ相在α/γ相界和α/α相界处形核析出并朝着α相区域生长,冷却速率越小,σ相形核析出速率越快,σ相体积含量越大;当冷却速率大于900℃/min时,微观组织无σ相析出,仅由α相和γ相组成,σ相导致材料强塑积快速下降,σ相体积含量增大,材料抗拉强度和硬度上升,延伸率和截面收缩率下降,拉伸试样断口断裂形式由韧性断裂逐渐转变为脆性断裂.     

氢气对TiFe系储氢合金循环寿命的影响

本文针对TiFe合金抗毒化能力差的缺点进行试验研究,使用不同纯度的氢气对合金做分析比对试验,详细给出了在更换氢气后合金的具体衰退数据以及材料的PCT曲线,发现纯度不同的氢气对合金衰减率有重大影响,且会影响TiFe合金的储氢能力与储氢量.分析了可能造成TiFe储氢合金寿命衰退的原因.     

变形钢板机械矫正后的力学性能试验

钢结构桥梁在遭受撞击后,严重变形钢构件是否适用机械矫正方法尚无明确答案。结合工程实例对机械矫正后的变形钢板力学性能开展试验研究。研究表明：在变形小于25°时,钢板试件屈服强度变化不大,但在变形超过25°时开始下降;在变形达40°时,机械矫正使钢板试件中的微观缺陷增加,并使其表面形成裂纹;机械矫正使钢板试件的冲击韧性随变形程度增加而降低。     

钢纤维混凝土基本力学性能的尺寸效应试验研究

通过标准试件和非标准试件受力性能试验,研究了钢纤维长度和体积率、骨料粒径、混凝土强度等级对钢纤维混凝土立方体抗压、轴心抗压、劈裂抗拉和弯曲抗拉等强度指标的尺寸效应影响规律,提出了相应的尺寸换算系数。     

预填骨料混凝土力学性能试验方法初议

大连中远六万吨级船坞于１９９７后９月竣工投入使用,该工程船坞底板采用了预填骨料混凝土施工新技术,获得了显著的经济效益。本文对这种新的预填骨料混凝土的力学性能的试验方法,进行了初步讨论,建议采用抗折试件,进行模拟这种新工艺的小试件及大骨料大试件力学性能指标对比试验。     

水下自密实混凝土力学性能的研究

通过室外水槽模拟试验,研究自密实混凝土在水下的流动及填充能力,并与陆地成型混凝土进行对比,采用钻芯法及回弹超声波法进行测试,并通过数理统计进行分析。试验结果表明:水下自密实混凝土较陆地成型的混凝土力学离散程度稍有增加,对使用自密实混凝土钢筋结构部位在结构设计时,可以适当考虑减小钢筋间距或放宽粗骨料粒径。     

潜艇水润滑机械密封摩擦副材料性能的试验研究

从潜艇机械密封摩擦副的实际应用出发，对多种摩擦配对材料进行了实验室摩擦性能筛选试验和台架耐久性能试验。研究表明，2Cr13喷涂硬质合金、2Cr13喷涂陶瓷分别与浸巴氏合金石墨配对时，综合性能十分优良。     

高强度洋流作用下沉管的力学性能研究

沉管水下沉放中,管节与船舶采用缆索连接吊放下沉.为解决外海复杂海况条件下,船管缆系耦合受力的状态与水下管节的位移不受控和缆力超限的问题,通过数值仿真计算和物模试验相结合的方式,分析了不同沉放深度的沉管沉放过程中,船舶受外载荷和管节水下受水动力双重作用时的动力响应情况.通过计算和试验,开展了自由状态下的衰减试验、系泊系统下模型单自由度运动衰减试验、作业状态下沉管和安装船运动响应及各缆绳的受力测量,得到系泊缆、沉管吊缆和安装缆,在浪、流组合作用下的受力和水下运动位移情况,选取了适用于本项目管节沉放施工缆系的关键力学取值,并进行了工程应用验证和对比分析,证明了该研究成果的正确性,研究成果可为类似工程大型构件水下精确沉放和施工提供技术依据.     

磷渣细度和掺量对水泥早期力学性能的影响

测定了掺量10％～60％、细度350～600m2／kg磷渣微粉的水泥3d、7d和28d抗折、抗压强度。结果表明：水泥28d强度随着磷渣细度的增加而增加,而3d和7d的水泥胶砂抗压、抗折强度与细度没有特定规律;掺量小于40％的磷渣水泥,抗压强度和抗折强度受到磷渣细度的影响程度要大于更高磷渣掺量的水泥;低磷渣掺量的水泥胶砂强度随掺量的变化梯度低于高磷渣掺量的;强度的最高增长速度和最低增长速度交替出现在特定磷渣细度和掺量的水泥中。可为工业废渣——磷渣的再利用积累经验。