5083吕合金弯曲性能的试验研究

通过实验对加工硬化和退火态两种状态下的5083铝合金板材,在室温条件下的V形弯曲性能进行了研究.试验结果表明:与加工硬化状态相比,退火态的5083强度降低,塑性有了显著的提高;相对弯曲半径愈小,5083铝合金弯曲性能愈好;随着Mg、Mn含量的增加,5083铝合金产生裂纹的倾向降低;保压时间愈长,5083铝合金弯曲回弹角度愈小.     

添加稀土元素对硬质合金物理机械性能和切削性能的影响

本文研究了稀土元素的添加种类和添加量对ＹＴ１５硬质合金物理机械性能和切削性能的影响。研究结果表明，添加稀土元素后硬质合金刀片的抗弯强度以及刀具耐用度等显著提高；添加Ｓｍ，Ｙ，ＳｍＰｒ效果较好，并且添加量存在一量佳范围，本文还对添加稀土元素后硬质合金的改机理作了探讨。     

复合式路面疲劳裂纹扩展数值模拟研究

基于虚拟裂纹闭合法(VCCT)以及广义Paris公式,对隧道复合式路面的疲劳裂纹扩展寿命进行研究.首先对现有的虚拟裂纹闭合法进行改进,编写出能够模拟复合式路面疲劳裂纹扩展的子程序UEL;采用有限元软件Abaqus对子程序UEL进行调用,计算出路面结构的能量释放率以及应力强度因子,结合广义Paris公式求得其疲劳裂纹扩展寿命.改进的虚拟裂纹闭合法能以一个模型计算出多种裂纹长度对应的能量释放率,很大程度上降低了计算代价;数值模拟结果表明:Ⅰ型应力强度因子KⅠ随着裂纹扩展长度的增加而增大;Ⅱ型应力强度因子KⅡ随着裂纹长度增加先呈递减趋势,然后递增;有效应力强度因子K eff与Ⅱ型应力强度因子KⅡ的变化规律大致相同.还利用改进后的虚拟裂纹闭合法研究了上下面层模量、混凝土层模量以及超载对疲劳裂纹扩展寿命的影响.结果表明:超载系数的增大会使复合式路面的疲劳裂纹扩展寿命显著降低;疲劳裂纹扩展寿命会随着上下面层模量的增大而递增,并与上下面层模量呈近似线性关系;疲劳裂纹扩展寿命也会随着混凝土层模量的增大而递增,但递增速率会逐渐变缓.对路面疲劳寿命影响大小的次序为:超载系数>混凝土模量>下面层模量>上面层模量.研究结果对复合式路面的结构设计具有一定的参考价值.     

钢桥面板纵肋与横隔板焊接细节疲劳开裂的加固研究

为研究钢桥面板疲劳开裂部位栓接角钢的加固方法,采用足尺模型试验对纵肋与横隔板焊接细节疲劳裂纹的加固效果进行研究,采用ANSYS建立了含有疲劳裂纹的有限元模型,并基于断裂力学理论对比研究疲劳裂纹不同长度条件下的加固效果. 研究结果表明:纵肋与横隔板焊接细节的疲劳裂纹起裂于焊趾并沿纵肋腹板扩展,采用栓接角钢加固后可以使开裂部位关键测点的主拉应力和裂尖各测点的应变分别降低56%和80%,能够有效抑制疲劳裂纹的扩展;栓接角钢加固后裂尖的应力强度因子幅值最少降低80%,裂纹扩展速率显著降低;对贯穿纵肋腹板前不同长度的疲劳裂纹进行加固,裂尖应力强度因子幅值均降低60%～90%,但随着疲劳裂纹长度的增加,栓接角钢的加固方法对裂纹扩展的抑制效果不断降低,加固时机的合理选取是影响加固效果的关键因素之一.      

钢轨硬度对疲劳裂纹萌生和钢轨磨耗的影响

为了研究钢轨磨耗和疲劳裂纹萌生寿命与钢轨硬度的关系，基于Archard磨耗模型和临界平面法疲劳裂纹萌生预测模型，结合磨耗和型面变化分段迭代和疲劳损伤累积，提出了钢轨疲劳裂纹萌生和磨耗共存预测方法；对4种不同硬度钢轨的磨耗发展、疲劳损伤累积以及疲劳裂纹萌生寿命进行研究. 结果表明:该方法预测的裂纹萌生寿命与现场观测结果有较好的吻合性；高硬度钢轨可以降低磨耗、延长疲劳裂纹萌生寿命，适合在小半径曲线上应用；4种硬度的钢轨中，钢轨硬度每提高10 HBW，平均磨耗发展率将降低约3%～6%，疲劳裂纹萌生寿命延长约9%～12%；对比U78CrV/U76CrRE热轧钢轨，U78CrV热处理钢轨的平均硬度值增加了17.9%，磨耗发展率降低了约19.8%，疲劳裂纹萌生寿命延长了约57.7%；在轮轨摩擦系数为0.3时，4种钢轨的疲劳裂纹均萌生于轨面1.0～2.5 mm以下的亚表面范围内，距离轨顶中心15～18 mm.      

5083铝合金弯曲性能的试验研究

通过实验对加工硬化和退火态两种状态下的5083铝合金板材,在室温条件下的V形弯曲性能进行了研究．试验结果表明：与加工硬化状态相比,退火态的5083强度降低,塑性有了显著的提高;相对弯曲半径愈小,5083铝合金弯曲性能愈好;随着Mg、Mn含量的增加,5083铝合金产生裂纹的倾向降低;保压时间愈长,5083铝合金弯曲回弹角度愈小．     

镍基合金中铌对焊接质量的影响

用可调拘束高温裂纹试验机对镍基合金的高温裂纹敏感性进行研究,发现金元素Nb的含量对镍基合金的凝固裂纹敏感性不大,但对镍基合金的高温失塑裂纹敏感性有影响,当Nb≤0.38或Nb>5.87时,镍基合金有高温低塑性裂纹倾向,当5.87>Nb>0.38时能避免高温低塑性裂纹。     

内部存在裂纹的轮轨接触力学分析

研究了含内部裂纹的磨耗型踏面铁路车轮与60 kg/m钢轨的接触关系问题.建立了存在不同尺寸及角度内部裂纹的轮轨接触三维有限元模型.通过计算,获得了不同情况下裂纹周边以及轮轨接触区的Mises应力分布规律.分析结果表明:当裂纹越靠近接触区时,裂纹周边应力越大;裂纹与踏面角度为45°时,裂纹最容易扩展.     

高速铁路钢轨打磨技术及其应用

根据广深线钢轨斜裂纹的形成与发展特点,提出采用非对称打磨技术控制和减缓钢轨斜裂纹的形成,并进行了数值计算和现场打磨试验.数值计算结果表明:钢轨非对称打磨可以改变轮轨接触几何参数,使轮轨接触点向钢轨顶面中心移动,远离钢轨轨肩位置,并降低轮轨接触应力.现场打磨试验验证了数值计算结果,试验结果表明钢轨非对称打磨能改变钢轨光带,使接触点向钢轨踏面中心移动.     

利用sHccT图判断钢的冷裂倾向

通过铁研式裂纹试验结果与碳当量和模拟热影响区连续冷却组织转变曲线图 (SHCCT图)中的特征值比较,认为用后者判断钢的冷裂倾向比碳当量更准确.      

闭孔泡沫铝的孔隙结构及压缩变形过程研究

为研究压缩空气法制备的闭孔泡沫铝的孔隙结构对其力学性能的影响和压缩变形过程,测量了不同密度泡沫铝的孔隙结构参数,分析了孔径与密度关系,并通过单向压缩实验,分析了密度对破碎压力和杨氏模量的影响以及裂纹产生与扩展情况.研究结果表明：泡沫铝的孔径与密度的关系为ρ＊=0.108 5＋4.862 7exp（-0.608Φ）.在单向压缩时,随着压缩载荷的增加,孔壁在弹性变形后产生弯曲,裂纹首先在应力集中的缺陷处和孔壁强度低的位置产生向次薄弱的孔壁扩展.应力水平越高,裂纹扩展越快;当孔的壁面上存在强度差异时产生褶皱;裂纹贯穿孔壁后发生失稳断裂并可能发生转动,并导致塑性坍塌;应变继续增加,孔穴破碎进入致密化过程.     

半刚性基层裂缝产生机理分析及防治措施

在对半刚性基层裂缝产生机理进行分析基础上 ,对减少非荷载裂缝尤其是温度裂缝进行了讨论 ,并提出一些防治措施 .     

严寒地区连续式道床板裂缝性能的理论推算

为了研究严寒地区连续式道床板的裂缝性能及其影响因素,基于严寒地区连续式道床板的实际工作状态,修正了前人关于连续式道床板裂缝计算的假设条件和力学模型,并通过理论推算和试验验证提出了不同工况的连续式道床板裂缝性能计算方法,总结了连续式道床板的开裂规律及其裂缝性能随温度变化的发展趋势. 研究结果表明:连续式道床板的裂缝性能与温降幅值和相邻裂缝间距密切相关,连续式道床板在温降5 ℃左右将产生集中批量式的首次开裂现象,道床板的固定区长度随着温降幅值的增大将随即降低至0,道床板的二次开裂则以单一零星的方式呈现,且相邻裂缝间距越小,其间道床板二次开裂对应的温降幅值越大,试验表明相邻裂缝间距小于3.25 m时,其间道床板在温降幅值小于37 ℃的地区将不会产生二次开裂现象;单一裂缝的产生仅对其左右滑动区范围内轨道结构力学性能有影响,若新老裂缝的滑动区部分相重叠,则新裂缝的产生将引起相邻既有裂缝钢筋应力和裂缝宽度幅值的突降.      

基于断裂理论的大体积混凝土裂缝分析

基于断裂力学理论分析大体积混凝土微裂缝的发展特性,大体积混凝土早期裂缝主要是由温度差引起的,适宜控制温度能有效遏制初期裂缝发展,从而为提高大体积混凝土结构施工期质量并减少结构内部初始微裂纹提供理论基础。研究结果表明施工期减小大体积混凝土内外温差是进一步限制裂纹生成的关键。     

Multi-scale simulation for the forming of a heavy vessel head considering the evolution of defects and microstructure

The head of nuclear pressure vessel is a key component to guarantee the safety of nuclear power plant, so it is necessary to improve its mechanical properties during manufacturing. In the practical production, due to the huge size of the ingots from which the head is manufactured, coarse grains and voids are common defects existing in the material. Furthermore, cracks may appear in the forming process. It is highly demanded that the forming process must be properly designed with suitable parameters to compact the voids, to refine and homogenize the grains and to avoid cracks. Therefore, the research on the evolution of internal voids, grain size and cracks is very important to determine the forming process of huge components. SA508-3 steel is the material to manufacture the head of pressure vessel in the nuclear island. In the previous studies, we have separately built models to evaluate the evolution of internal voids, grain size and cracks during the hot forming process for SA508-3 steel. This study integrates the models for multi-scale simulation of the forging process of the head of nuclear pressure vessel in order to control the quality of the forgings. Through the software development, the models are integrated with a commercial finite element code DEFORM. Then, the extended forging and final forging processes of the head are investigated, and some appropriate deformation parameters are recommended.     

水泥混凝土路面碎石化技术研究

碎石化技术是利用破碎设备将水泥混凝土路面破碎成一定尺寸且分布均匀的一种路面改造技术,可以解决路面反射裂缝问题,具有经济、实用和高效的特点。     

大跨径连续刚构桥裂缝成因分析

大跨径连续刚构桥在我国有着广泛的应用。其在施工或使用过程中,梁体砼普遍会出现各种不同性质的裂缝问题,故在设计中着重处理好桥梁跨径、尺寸的拟定、预应力钢束、温度应力、砼的收缩徐变等问题,在新材料的应用上多做尝试,裂缝问题就会得到很好的解决。     

Cr12MoV钢渗硼层脆性与耐磨性研究

采用粉末渗硼和膏剂渗硼对Cr12MoV钢进行表面改性,利用显微硬度法和划痕法声发射检测并分析了渗硼层表面脆性与敏感脆性,通过磨损试验对渗硼处理试样进行测试,并利用扫描电镜对试样磨损及磨痕形貌进行观察,研究了渗硼层的磨损机理。结果表明,Cr12MoV钢经渗硼处理后,渗硼层具有高硬度,并呈现一定的脆性,渗硼层的脆性属剥落脆性;Cr12MoV钢经渗硼后耐磨性有显著提高,渗硼层的脆性和硬度对耐磨性存在影响。     

基础模量对水泥混凝土路面沥青加铺层的影响分析

通过利用Ansys有限元软件对水泥混凝土路面沥青加铺结构的建模分析得出,在其他参数不变的情况下,基础模量越小,加铺层内的等效应力、最大主应力及弯沉值越大,反射裂缝越易产生。