风沙环境下钢结构涂层低角度冲蚀特性研究

针对风沙环境中钢结构涂层长期受冲蚀,涂层破坏直接降低钢结构体系耐久性的现状,采用能模拟风沙环境的气流挟沙喷射法对钢结构涂层试件进行了低角度冲蚀试验,用失重测量法测定涂层冲蚀失重量与沙剂量和冲击速度关系,进而评定冲蚀程度,用扫描电镜(SEM)观测分析涂层冲蚀区的微观形貌来分析冲蚀机理,并提出了涂层冲蚀程度评价计算公式.结果表明:涂层冲蚀失重量随沙剂量和冲击速度的增大而增加;低角度冲蚀主要为微切削作用,材料硬度起决定因素,高角度冲蚀主要为冲蚀挤压变形作用,材料韧性起决定作用,由于涂层材料硬度低而韧性高,故在低冲角下其受冲蚀程度严重;验证了评价计算公式用于评价涂层冲蚀程度的可靠性.研究结果将为准确评价风沙区钢结构体系耐久性提供依据.     

长期荷载作用下CFST界面粘结损伤试验研究

为考察在役钢管混凝土界面粘结性能与荷载作用时间的关系,以荷载作用时间段为基本参数,完成了7根圆钢管混凝土试件的推出试验.试验结果表明,钢管混凝土界面粘结力随荷载作用时间的延长而减小.根据试验结果,得出各个试件的荷载—滑移曲线.基于ANSI/ACI308-1992混凝土养护规程,得出每个试件在荷载作用下的混凝土徐变应变.从损伤力学的角度出发,定义界面损伤变量,推导了混凝土徐变应变与损伤的关系.通过回归得出含损伤变量的界面粘结—滑移本构关系.     

内爆炸下钢管混凝土结构变形与破坏的试验分析及数值模拟

钢管混凝土结构由于具有良好的力学性能和低经济成本而受到广泛应用,因此对它的研究很多,但对它在爆炸作用下尤其是内爆炸作用下的研究很少,故分析钢管混凝土结构在内爆炸下的变形与破坏具有重要意义.本文通过试验与数值模拟方法,分析了内爆炸下钢管混凝土结构在具有二条预制狭缝时的变形与破坏情形.结果表明,钢管变形主要发生在靠近狭缝处,变形大小随药量的增加而增大,最终导致钢管在狭缝两端出现约45°方向的裂纹,引起钢管混凝土剪切破坏.     

储氢高压容器钢壁中氢的浓度分布规律研究

储氢高压容器中的氢通过渗透会进入容器钢壁并在钢壁中扩散,最终透过容器外表面进入容器存放环境中.在容器钢壁中的氢会引起材料力学性能变化,从而引起容器承载能力变化.要认识这些变化,首先就要了解氢在钢壁中的渗透、扩散规律和浓度的瞬态分布规律.针对球形高压容器外表面满足一般传质边界条件的情况,建立求解容器壁中氢浓度的解析理论模型,导出了容器壁中瞬态氢浓度和渗透到环境中的氢累积量的理论公式.通过解析计算,给出了器壁中氢浓度和氢在环境中的累积渗透量随时间的变化曲线,分析了相应的变化规律.这些公式和规律性认识为后续的容器壁材料力学性能分析和容器承载能力评估提供了前提.     

-196 ℃奥氏体不锈钢母材与焊缝的动态断裂韧性

在-196 ℃对S30408奥氏体不锈钢的母材和焊缝进行了夏比摆锤冲击实验,采用改进的柔度变化率法得到了低温下不锈钢母材夏比试样的起裂点。结果表明,采用改进的柔度变化率法得到的结果比采用传统的柔度变化率法得到的结果更准确。根据实验得到的载荷-位移曲线,结合采用Schindler法和关键曲线法各自所得结果的优点,得到了不锈钢母材的动态裂纹扩展阻力曲线（动态J-R曲线）。依据不锈钢焊缝在低温动载下的载荷-位移曲线及其断裂特征,通过线弹性断裂力学计算获得其动态断裂韧性。     

DH36钢拉伸塑性流动特性及本构关系

对DH36钢在温度从293~800 K、应变率为0.001和0.1 s-1的拉伸塑性流动特性进行实验研究,通过端口形貌图对变形前后的试样进行了微观分析,结果表明：(1)在实验温度范围内,0.001和0.1 s-1的应变率下,第三型应变时效现象出现,随应变率的增加,时效发生的温度区域移向更高温度;(2)第三型应变时效的发生与合金原子在晶界和晶粒中大量的第二相析出强化有关联;(3)建立包含第三型应变时效现象的统一本构模型,通过比较该模型能够较好的预测DH36的塑性拉伸流动应力。     

Modeling and numerical simulation of the resistance spot welding of zinc coated steel sheets using rounded tip electrode: Analysis of required conditions

This paper investigates the essential conditions to improve the accuracy of a resistance spot welding computational study of advanced zinc coated steel sheets using rounded tip electrode. An experimental analysis is performed to highlight the required considerations for a suitable simulation. A sequential Electrical-Thermal-Metallurgical and Mechanical (ETMM) finite element analysis with appropriate precautions of the contact conditions enables to accurately simulate the nugget development during the welding. A critical smooth evolution of the contact radius is required. A fine meshing with an interfacial mesh size of at least 0.05 × 10⁻³ m combined with a coupling time step of 0.0025 s between the electrical-thermal-metallurgical and the mechanical analysis allows a regular incrementation of the contact radius, without burdening the time computing. Accurate values of the contact resistance depending on the interfacial pressure and temperature are essential for a good simulation of the nugget size. The ETMM calculation is successfully extended to the simulation of the welding of a typical two sheets assembly.     

基于SPH-FEM转换算法的7.62mm步枪弹冲击30CrMnSiA钢板的数值计算

从转换判据和时间步长控制两个方面对光滑粒子流体动力学-有限元(SPH-FEM)转换算法进行改进,采用改进的SPH-FEM转换算法对7.62 mm步枪弹冲击特殊热处理的30CrMnSiA钢板进行全尺寸三维数值计算,将子弹在冲击过程中发生严重畸变的有限单元转换为SPH粒子继续参与计算.子弹采用弹塑性模型,靶板采用修正的Johnson-Cook强度模型和Gruneisen状态方程.针对不同的子弹初速,计算靶板盘形凹陷和冲塞两种破坏模式,计算结果与实验结果吻合较好.表明改进的SPH-FEM转换算法能够合理高效地利用有限单元和SPH粒子,为低强度子弹冲击高强度靶板的计算提供一种有效途径.     

Externally applied stress sign and film elastic properties effects on brittle film fracture

Rectangular stainless steel samples with TiN film deposited on the front lateral surface were loaded in three-point bending to the maximum normal strain of 6%. Scanning electron microscopy showed that vertical cracks appeared in the tension zone when the tensile strain exceeded 1.5%, while horizontal cracks appeared in the compression zone when the compressive strain exceeded –2.9%. Film cracks in the compressive zone originate from the tensile stress imposed by the plastically deformed substrate due to the Poisson’s expansion. Taking plastic deformation and Poisson’s expansion of the substrate in compression into account, theoretical analysis of normal stress distribution along the cracked film segment in compression is presented. Substrate strain and film elastic properties affect film cracking in the compressive zone. At larger compressive strain, some transverse cracks along with buckling cause the film spallation. The presented method is useful for studying brittle film fracture with variable strain levels in a single sample.     

Ein Beitrag zur radiometrischen Bestimmung des Ziehsteinverschleißes beim Ziehen von Stahldraht

Es wird ein zuvelässiges und sehr empfindliches radiometrisches Verfahren zur Bestimmung des Ziehsteinverschleiβes beim Ziehen von Stahldraht beschrieben. Im Vergleich zu den in der Literatur angegebenen radiometrischen Meβverfahren ist das behandelte Verfahren weniger zeitaufwending und gestattet es, bei einem vertretbaren Aufwand gröβere Verscuhsreihen durchzuführen. Mit Hilfe dieser Methode ist es möglich, langwierige groβtechnische Versuche zu umgehen und gleichzeitig eine wesentlich exaktere Aussage ūber den Verschleiβ unter verschiedenen Ziehbedingungen zu erhalten.