S30408不锈钢角焊缝低温力学性能试验

焊接接头作为压力容器的重要组成,其低温下的力学性能直接影响容器的安全性．目前针对奥氏体不锈钢焊接接头的力学性能研究主要集中在对接焊缝连接件,且试验温度多为常温和-196℃,对角焊缝在不同温度下的研究较少．为了研究S30408不锈钢角焊缝接头的低温力学性能,采用100 t万能试验机,在-60～20℃的温度范围内,进行了一批正面和侧面角焊缝接头试件低温下的拉伸试验,绘制其在各温度下的应力-应变曲线,以及焊缝强度、变形和破坏特征．采用热场发射扫描电子显微镜JSF对断口形貌进行了观测研究,分析其组织特点．试验结果表明：-60℃相较于20℃,正面角焊缝构件屈服强度提高了18%、抗拉强度提高了25%,侧面角焊缝构件分别提高了约35%和30%,低温强化效应显著;正面角焊缝构件的抗拉强度与侧面件的比值略小于理论值1.5;正面角焊缝受到拉力和剪力共同作用,20℃时其弹性模量为198 GPa,侧面构件仅受剪力作用,其弹性模量约102 GPa;弹性模量随温度降低增长缓慢,正面构件的弹性模量最大增幅为6%,侧面构件为9%;正面角焊缝的断口呈多边形韧窝形貌,侧面为剪切型韧窝形貌,温度降低,韧窝数量均减少,颜色变...     

考虑潮位变动的淹没水平板防波堤设置方案

淹没水平板借助上部波浪破碎、端部涡旋脱落、底部脉动回流等机理能够较好地抵御波浪入侵,是一种富有开发价值的透空型防波堤.然而淹没水平板多采用桩柱支撑,结构高程不随潮位的变化而改变.在潮差较大的海域,低潮位时水平板可能位于水面以上,而高潮位时其浸没深度又可能过大,两种情况下水平板防波堤均不能有效抵御波浪.为此,本文探讨如何设置双层水平板防波堤来削弱潮位变动对消浪性能的不利影响.研究基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法进行,首先建立了模拟波浪与淹没水平板相互作用的二维数值波浪水槽,接着以文献中记录的物理模型实验为目标,重现了孤立波和规则波与单层淹没水平板的相互作用过程.数值计算得到的波面形态、结构波浪力、基倍频波浪透射系数均与实测结果吻合较好.随后应用验证过的数学模型,对单层水平板和两种形式的双层水平板的消浪性能进行了比较.一方面展现出在变潮位环境下采用双层水平板的必要性,另一方面从所提出的两种双层水平板设置方案中确定出较优的形式.进一步地,综合对波浪透射系数和水平板垂向波浪力的分析,得出双层水平板防波堤的最佳板间距.研究结果表明,在高低潮位下各设置一层水平板所组合而成的双层水平板防波堤能够有效克服潮位变动对消浪性能的不利影响,且双层水平板的最佳板间距宜与潮差相等.     

防风网透流风空气动力学特性大涡数值模拟研究

基于有限体积法建立不可压缩粘性流体运动的大涡模拟模型,采用Smagorinsky-Lilly亚格子模型,并引入浸入边界法(IBM)实现无滑移固壁边界条件,对雷诺数30~30000之间防风网透流风进行模拟研究。基于模拟结果,提出蝶型防风网透流风存在4个典型分区结构,流场中存在由蝶型形态引起的大尺度分层剪切流动,加强流体动能耗散。透流风在雷诺数300时发生层流至湍流的转捩,而在雷诺数增长至3000以上时,湍流充分发展,纵向流速脉动强度可达70%。防风网整体空气阻力远大于单个孔口射流阻力的线性叠加,射流间的相互作用以及大尺度的分层剪切结构大大增加流体阻力损失,这为通过优化孔口布置和网板形态来节省材料提供了科学依据。