相变引起金属靶板异常层裂的应力波分析

 采用唐志平等提出的一种简单混合相相变本构模型,运用特征线分析方法,通过对靶板中弹塑性波和宏观相边界传播情况的分析,对一些异常层裂现象产生的机理给出了理论解释。分析表明,（逆）相变过程的发生会强烈地改变靶板中的冲击波波形,形成所谓的三波结构和稀疏冲击波,板中某些位置还可能出现驻定相边界,各波系间的相互作用更加复杂,从而可能导致一些特殊层裂现象的发生。     

双圈图的最大Estrada指数

令Bn^＋表示顶点个数为礼的双圈二部图的集合．考虑了召吉中图依Estrada指数从大到小的排序问题．利用二部图的Estrada指数和最大特征值之间的关系,当n≥8时,得到了Bn^＋中具有最大和次大Estrada指数的图．     

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等离子体破裂时随着等离子体电流的迅速衰减会在托卡马克装置真空室上产生很大的感应电流并导致电磁力。将EAST 装置真空室双层结构简化为若干环形线圈,采用互感矩阵法对破裂后真空室上感应电流及其导致的电磁力进行了模拟,用Fortran软件分析了真空室上感应电流、磁场、电磁力的变化规律。所得结果为未来托卡马克装置的工程设计改造提供理论依据。     

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用ANSYS有限元软件计算了等离子体破裂时真空室上的涡流、电磁力和应力。有限元模型包含了基本的第一壁部件,以更加准确地研究真空室在瞬态电磁力作用下的结构强度。结果表明,高场侧靶板和内靶板带给真空室较大瞬时应力,但真空室的结构强度仍然满足强度要求。分析可校核和改进第一壁部件的结构设计。     

FeMnNi合金的冲击相变和层裂特性的实验研究

对FeMnNi合金进行了轻气炮平板撞击实验研究,实验中材料发生了相变和层裂。得到的FeMnNi合金的相变阈值压力为6.3~6.9 GPa,远低于纯铁的相变阈值压力13 GPa,说明Mn、Ni合金元素的加入会极大的降低相变阈值。回收试样观测表明,当应力高于FeMnNi合金的相变阈值时,样品中可能产生二次层裂现象和浅表层裂新现象。实验结果还表明该合金相变后层裂强度没有明显的提高。     

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根据能量方法原理,通过单位力法和卡氏定理分析方法,理论计算得出了给定位移变形条件下沿S弯的弯矩、应力分布.分析表明,沿S弯结构的应力主要由热收缩变形产生,但重力影响也不可忽略,考虑重力影响后沿S弯最大应力较不考虑重力时增大了10％.根据该理论原理编程计算发现,在S弯高度受限的条件下,圆弧段半径越小,结构最大应力越小,实际没计中可根据强度要求结合加工工艺选择合适的圆弧半径.该分析方法为有效优化结构设计提供了理论指导.     

有限杆中不可逆相边界的传播规律及其应用

 采用一种简单混合物相变本构模型，对不可逆相变材料有限杆中的宏观相边界传播规律进行了研究。结果表明，界面和加卸载条件对杆中相边界的传播有重要影响，不同界面条件下杆中新相体积含量的最终分布呈现出不同的形态。还解释了相变Taylor杆碰撞实验中发现的新现象，提出了利用冲击方法制备对称型梯度材料的可能性。     

S弯热应变分析及数值模拟

为了确定S弯结构在降温过程中的变形情况,基于卡氏定理对其一端建立温差位移和广义支反力之间的方程组,根据计算出的广义支反力求解该结构上各处的轴向应变.通过数值模拟对该方法计算出的最大应变和最小应变进行校核,两者非常吻合.可以认为:运用该方法计算类似结构的应变分布是可行的,计算出的结果具有较高的准确度.     

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针对EAST前几轮实验中出现的偏滤器DOME板和外靶板间隙区域冷却水管被等离子体烧蚀破坏的问题,提出延伸外靶板石墨瓦结构以扩大打击面积和给冷却水管加装护套两种解决方案,并通过分析确定了具体参数。研究表明,适度的延伸外靶板可有效地防止高能粒子轰击靶板后水管,且对偏滤器区域流导影响不大;采用5mm壁厚高温耐熔钼管护套可有效地保护水管。后一轮的实验结果证明,该方案较好的解决了问题。