高温氧化处理前后Inconel 718高温合金摩擦学性能的探究

为了研究高温氧化处理前后Inconel 718高温合金摩擦学性能的差异,对Inconel 718高温合金在1 000℃大气环境下进行高温热处理,并进行25~800℃宽温域摩擦试验.利用扫描电子显微镜、三维轮廓仪、X射线衍射仪对Inconel 718高温合金的表面形貌、磨痕形貌、物相组成和结构进行分析.Inconel 718高温合金经热处理后物相组成发生了明显变化,晶化程度提高.在表面形成了类网状凸起结构,其组成主要为Cr_2Ti_7O_(17)和Cr_2O_3混合相,这是由于高温热处理使Inconel 718高温合金的Ti和Cr元素沿晶界发生了扩散,至表面后与大气中的氧反应,生成Cr_2Ti_7O_(17)和Cr_2O_3混合相.高温氧化后的Inconel 718高温合金摩擦系数和磨损率与未处理时相比有所降低,磨痕形貌有了明显变化,将这种变化归功于类网状凸起结构的减摩抗磨作用和其组成相中Cr_2Ti_7O_(17)的润滑作用.     

硅锰合金扭簧应力松弛行为研究

研制了矩形截面扭簧应力松弛试验装置并进行了多组高温实验;提出了可动位错密度函数,结合现有应力松弛位错理论提出了新的硅锰合金弹簧钢扭转应力松弛动力学方程;利用ABAQUS二次开发接口CREEP子程序,实现了将新的应力松弛动力学方程转化为基于隐式有限元法的修正时间硬化蠕变模型,对400℃下的硅锰合金弹簧钢扭转应力松弛行为进行了数值模拟;模拟结果表明,修正的时间硬化蠕变模型与试验结果吻合,扭簧表面的Von Mises应力随时间变化规律与试验中的扭矩随时间变化规律一致.     

Ni-Nb-Fe-Se合金摩擦学性能的研究

作者详细地考察了合金元素和摩擦学条件等因素对中频感应熔炼、精铸成型法制备的Ni-Nb-Fe-Se合金之摩擦磨损性能的影响,并且利用X-射线衍射仪和电子显微镜(配EDAX)等对合金的相结构和显微组织,以及几种试验条件下合金试样的磨损表面形貌进行了分析。结果表明,只要合金所含的Nb和Se适量,其在较宽的温度范围内就会具有较低的摩擦系数和较高的耐磨性。作者认为,Ni-Nb-Fe-Se合金中的NbSe_2块状组织和NbxSe_2(x=1.00～1.10)条状组织对改善合金的摩擦学性能起着至关重要的作用。     

应变率及温度对FGH95粉末高温合金塑性变形性能影响的实验研究

在420℃～650℃的温度范围内,实验研究了FGH95粉末高温合金在应变率0．0001s^-1～0．01S^-1范围内的拉伸一断裂性能,分析了温度和应变率对该合金流动应力的影响,结果表明,应变率对杨氏模量、拉伸屈服强度和塑性模量的影响不是很大,随着应变速率的增大和温度的升高,合金的塑性流动应力有所提高,断裂强度和断裂韧性增强。并通过流动应力与应变、应变率和温度之间的函数关系,分别讨论了硬化指数咒、应变速率敏感系数m及应力相关系数K与温度ε和应变率;的函数关系。SEM断口分析表明FGH95合金是微缺陷敏感材料,在高温（420℃-650℃）应变率范围为10^-4s^-1～10^-1s^-1时的拉伸断裂都是韧性断裂。     

曲壁蜂窝夹层悬臂板的振动特性研究

蜂窝结构作为一种多孔材料具有轻质、高强度、高刚度的优点, 兼具隔声降噪、隔热等优良性能, 被广泛应用于交通运输、航空航天等领域. 传统直壁蜂窝在受力后容易出现应力集中的问题, 这将导致蜂窝夹层产生裂纹破坏, 缩短夹层板的使用寿命. 针对此问题本文设计了一种以圆弧曲壁蜂窝作为芯层的蜂窝夹层板, 基于单位载荷法推导了蜂窝芯的等效参数, 建立曲壁蜂窝夹层板的动力学模型, 利用Chebyshev-Ritz方法求解悬臂边界下曲壁蜂窝夹层板的固有频率, 并用有限元方法进行对比验证, 发现前5阶固有频率的误差均在5%以内, 每阶固有频率对应的振型一致. 通过3D打印聚乳酸(PLA)制备了曲壁蜂窝夹层板, 使用万能试验机对PLA拉伸试件进行准静态拉伸测定了打印材料的杨氏模量, 搭建振动试验平台对制备的曲壁蜂窝夹层板进行正弦扫频试验、定频谐波驻留试验和冲击试验. 对比发现3D打印模型振动试验获得的前5阶固有频率与理论模型和有限元模型的计算结果三者一致, 试验发现曲壁蜂窝芯在特定频段内具有一定的抗冲击性能. 研究结果将为曲壁蜂窝在振动和隔振方面的应用提供理论支持.      

四边固支蜂窝夹层板1:3内共振非线性动力学分析

基于经典叠层板理沦和几何大变形理沦,将铝基蜂窝芯层等效为一正交异性层,等效弹性参数由修正后的Gibson公式得出,对四边固支蜂窝夹层板非线性动力学特性进行了分析.考虑横向阻尼的影响,建立了四边固支蜂窝夹层板受横向激振力作用的受迫振动微分方程,通过振型正交化将蜂窝夹层板受迫振动微分方程简化成双模态下的动力学控制方程,利用同伦分析方法对双模态下蜂窝夹层板的动力学控制方程进行研究,得到了1∶3内共振下的幅频特性曲线,研究了不同结构尺寸对动力学特性的影响以及蜂窝夹层板作稳态运动时的稳定性问题.论文得到的结果为蜂窝夹层板的设计和实际应用提供了理论依据和数值参考.     

三种合金在短时高温下的热软化研究

利用冲击大电流电阻加热法,研究了三种合金在不同温升率下的弹塑性热软化性能。发现了这三种合金的屈服强度随温升率提高而明显提高的现象;分析了温升率高低对金属再结晶过程的影响;并提出了弹性热软化的估算公式及屈服温度上下限的概念。     

典型钛合金壁板高温环境下振动疲劳分析与试验研究

振动和高温一直是影响飞机结构安全的重要因素,受到振动载荷和高温环境联合作用的飞机结构更容易出现疲劳破坏。本研究中的典型钛合金壁板结构形式包括加筋壁板和蜂窝壁板,通过改变壁板厚度、加筋间距以及结构连接方式,使用分析和试验的手段对壁板的振动特性、振动疲劳寿命及破坏部位开展规律性研究。研究发现,加筋壁板破坏部位出现在加筋或连接角片上,蜂窝壁板在8 h试验时间内未出现破坏,壁板厚度、加筋间距以及结构连接形式对壁板振动疲劳寿命影响较小。     

高温环境下结构模态试验技术

由于高超声速飞行器长时间在大气层内工作会面临恶劣的气动热环境,飞行器结构地面模态试验必须考虑高温影响,但高温环境下结构模态试验远比常规试验复杂,目前仍存在很多技术难点亟待解决.本文首先对高温环境下的结构模态试验技术国内外发展现状进行了综述,详细分析了现有的高温环境下结构模态试验中的激励力与振动响应测量技术的特点及适用性,最后展望了高温环境下结构热模态试验技术的发展方向和研究重点.     

等离子堆焊Stellite合金高温摩擦磨损特性研究

采用等离子堆焊技术在气门用钢基体上制备了Stellite 1和Stellite F合金堆焊层,对堆焊层的金相组织、物相组成和硬度等进行了研究,在MMU-10G高温端面摩擦磨损试验机上考察了不同温度条件对2种堆焊层摩擦磨损性能的影响,并分析了堆焊层的磨损机理.结果表明:高温条件下,随着温度的上升,2种合金堆焊层的摩擦系数增大,磨损体积减小;温度为400℃时,Stellite 1和Stellite F合金堆焊层分别产生了大量的疲劳裂纹和宽大的犁沟,磨损较为剧烈;温度为500和600℃时,2种合金堆焊层磨损机制相似,主要磨损机制分别为疲劳剥落和磨粒磨损;氧化膜的快速形成以及上试样硬度的下降减小了磨损,磨痕中心区域变窄,磨痕边缘的磨屑不断堆积并被碾压产生了严重的黏着磨损,导致摩擦系数增加.     

钢质蜂窝夹芯梁的高温疲劳模型

针对钎焊钢质蜂窝夹芯梁开展高温三点弯曲疲劳实验研究. 结果表明芯子排列方向显著影响结构疲劳性能, 高温下W向试件易于承受循环载荷. 提出基于疲劳模量退化的寿命预测经验函数方法, 其参数与材料性质、载荷环境等因素有关. 该方法可以预测结构疲劳寿命而避免大量重复性实验. 结果表明: 对于L向试件, 剩余模量退化规律可用二阶多项式拟合; 而W向试件则倾向于用指数型函数描述. 从刚度退化方程中得到非线性累积损伤模型, 并与线性Miner准则和试验结果进行了比较, 合理解释了蜂窝夹芯梁的高温损伤问题.      

基于内时理论的冻土试验研究与数值分析

从内时理论出发,基于考虑了温度和应变率影响的冻土内时流变本构方程,采用Matlab拟合法确定内时材料参数,对冻土在单轴和3轴应力条件下的应变进行了求解、分析与试验验证,并将理论结果与试验所得的应力-应变曲线进行了比较,理论曲线与试验曲线基本吻合. 与传统塑性理论的研究方法相比,内时理论的研究方法可以免去确定屈服面的困难. 基于所使用的内时本构模型,对冻土路基的冻结进行了数值分析,结果表明该理论具有很好的适用性.      

锥柱形膜片后屈曲的材料特性预示研究

使用正交表设计数值试验, 分析弹性模量、屈服强度、延伸率等材料特性参数对锥柱形膜片结构后屈曲状态的影响, 预示材料特性对膜片翻转的影响. 正交数值试验在不影响结果科学性的基础上, 极大地降低了试验次数. 数值试验结果表明: 在一定结构情况下, 弹性模量与屈服强度对膜片正向翻转影响非常显著, 而延伸率的影响与前两个因素比较而言, 几乎可以忽略. 并且, 结构顶点位移随材料的弹性模量增大而增大; 随材料的屈服强度减小而增大.因此, 在结构固定的情况下, 为了提高材料的翻转性能, 可以选择弹性模量较大而屈服强度较小的材料, 且延伸率为20%左右最好.     

高地应力围岩流变特性及竖井长期稳定性分析

基于自行研制的重力加载流变仪,采用多级加载对4种典型矿岩开展了三点弯曲蠕变试验研究,获得了蠕变试验曲线. 将Burger's模型与Mohr-Coulomb准则相结合,形成改进的Burger's模型. 并通过最小二乘法对均质混合岩进行蠕变参数拟合,获得了与蠕变试验曲线相吻合的蠕变理论曲线. 结果表明改进的Burger's模型能较好地描述均质混合岩的蠕变特性. 在此基础上,采用该流变模型,对返修后的竖井工程进行三维流变数值模拟和稳定分析,为竖井工程的长期稳定预测和失稳风险预测提供了理论依据.      

RESEARCH OF REGULARITY OF THROWING MOVEMENT FOR SOLID PARTICLE ON THE SHAKER''''S SCREEN

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎｏｒｄｅｒｔｏａｄｊｕｓｔｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｐｌａｎｅｉｎｅｒｔｉａｌｓｈａｋｅｒ,ｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｏｆｓｈａｋｅｒａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｓｉｅｖｉｎｇ ,ｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｒｅｓｅａｒｃｈｔｈｅｍｏｖｅｍｅｎｔｒｅｇｕｌａｒｉｔｙｏｆｓｏｌｉｄｐａｒｔｉｃｌｅｏｎｔｈｅｄｒｉｌｌｉｎｇｆｌｕｉｄｌｉｎｅｓｈａｋｅｒｓｃｒｅｅｎ .Ｏｗｉｎｇｔｏｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔ…     

低渗透裂缝性油气藏非稳态窜流因子研究简

深入分析了常定窜流因子和现有的非稳态因子对于低渗透基质-裂缝窜流的不适应问题,根据对23 个低渗岩心渗流曲线的拟合分析结果,引入了变渗透率系数,并在此基础上推导了非线性扩散方程,也就是低渗透基质-裂缝系统间窜流的控制微分方程;经过无量纲化处理,引入了动边界条件,分别利用积分方法和矩方法导出了非线性扩散方程在前后两个阶段的近似解析解,并在此基础上构建了非稳态窜流因子的表达形式;新的窜流因子可以有效应用于低渗透基质-裂缝系统间的窜流计算,有限元数值模拟的结果验证了新因子在计算非线性非稳态窜流方面的准确性与可靠性.     

高韧性管道动态断裂的气体减压模式和材料韧性研究

天然气管道上动态裂纹扩展包含气体、结构和断裂的相互作用．因此,分析射流场分布特性及其与管壁开裂变形的相互作用是数值模拟过程的关键问题．随着钢管韧性等级的迅速提升和气体压力的不断提高,原有的经验公式乃至算法多数不再适用,亟需通过理论、试验和数值模拟给出新的扩展与止裂判据,以控制裂纹在管道上扩展的速度和距离．本文通过一系列的韧性试验校正了现行的管材韧性判定办法,并对不同工况下的裂纹动态扩展以及超声速射流场进行了数值仿真,以建立一套工程适用的评价体系。     

饱和颗粒土-维冰分凝模型及数值模拟

基于相平衡和力甲衡提出了一个关于饱和颗粒土的冰分凝模型，引入了冰分凝时未冻水迁移的驱动势，基于Clapeyron方程和吸附膜的观点简要叙述了相变区内未冻水含量与温度及孔隙水压的关系，数值模拟了饱和颗粒士的一维冻结过程，得到了冰分层分凝的计算结果，与已有实验所观测到的现象较为吻合，计算所得的冻胀量的变化趋势与已有实验所测结果是相符的．