超声冲击处理改善22SiMn2TiB装甲钢抗应力腐蚀性能研究

采用超声冲击处理工艺对22SiMn2TiB装甲钢试样进行了表面冲击强化,采用四点弯曲加载装置将处理和未处理的试样在3.5%NaCl溶液中进行了150 d的应力腐蚀试验。用X射线应力测定仪测定了应力腐蚀试验前试样表面的残余应力,用扫描电镜和透射电镜观察了处理后试样的断面组织。分析了超声冲击处理引起的残余应力和断面组织变化对改善装甲钢抗应力腐蚀性能的作用。结果表明,超声冲击处理引入的残余压应力和表层晶粒细化可以大大提高22SiMn2TiB装甲钢的抗应力腐蚀性能。     

921A钢在海水中腐蚀的力学化学效应

为了研究弹性应力和弹塑性应变对921A船体钢在模拟海水中腐蚀行为的影响,采用自制的载荷-电化学实验装置对921A钢在载荷与腐蚀介质协同作用时的开路电位、动电位极化曲线和电化学阻抗谱等电化学性能进行了测试,并由电化学阻抗谱拟合得到的电荷传递电阻定义载荷下的腐蚀速率修正因子,将实验得到的腐蚀速率修正因子与理论值进行了对比。结果表明:弹性拉应力与弹性压应力对力学化学效应的影响具有对称性。力学化学效应随着弹性应力的增大而增大,随着弹塑性应变的增大先增大后减小。弹塑性应变对力学化学效应的影响远远大于弹性应力的影响。在研究范围内,弹塑性应变引起的腐蚀电位负移量最大为62.6 mV,相应的腐蚀速率修正因子高达4.113,而弹性应力引起的腐蚀电位负移量最大为24.5 mV,相应的腐蚀速率修正因子为1.746。由此可见,应力应变对921A钢在海水中腐蚀行为的影响不容忽视。     

某式手枪枪管断裂失效分析

某式手枪枪管在组装前的高压试验中不断出现断裂.断口呈脆性特征,靠近内表面裂源部分(脆性断裂区)呈沿晶断裂形态,并发现有腐蚀产物,中间过渡区(裂纹扩展区)呈准解理 韧窝 沿晶形态,接近外表面部分(瞬断区)呈准解理 韧窝形态.分析结果显示断裂主要是应力腐蚀裂纹导致.枪管变形后的校正造成内表面有残余应力,为应力腐蚀提供了应力条件;除锈使用了酸洗工艺,为应力腐蚀提供了腐蚀条件.采取相应措施后,彻底避免了同样失效的发生.     

高速冲击下金属橡胶动态力学特性研究

为探讨金属橡胶在高速冲击环境下的动态力学性能,制备了圆柱实心金属橡胶试件,使用分离式霍普金森压杆(SHPB)开展了金属橡胶的动态压缩试验。分析了金属橡胶动态应力-应变规律,探讨应变速率和弹簧卷外径对金属橡胶的动态弹性模量、动态峰值应力、能量吸收和理想能量吸收效率的影响规律。结果表明,动态应力-应变曲线分为弹性形变阶段、局部塑性变形阶段和破坏阶段,动态弹性模量和动态峰值应力均表现出典型的应变速率效应,且均随弹簧卷外径的增大而减小。此外,随着应变增大,能量吸收性能随应变速率增大而逐渐变好,随弹簧卷外径的减小而逐渐变好。理想吸能效率受应变速率影响很小,但随应变增大而逐渐增高并趋于饱和,其饱和值均大于0.75,弹簧卷外径为3 mm时,金属橡胶的理想吸能效率最优,其饱和值达到0.88,表明金属橡胶材料在高速冲击下有良好的吸能抗冲击作用。     

Q_2黄土调整吸力的非饱和三轴压缩试验研究

通过对Q2黄土进行调整吸力的非饱和三轴压缩试验,研究了浸水湿化程度对Q2黄土力学特性的影响。试验表明:不同浸水湿化程度的Q2黄土,其应力应变曲线为弱软化型,浸水湿化程度越高,软化程度越弱,浸水湿化至饱和时可近似看作理想硬化型;轴向应变较小时,Q2黄土的天然结构保持良好,应力随应变的增大而增大,随着轴向应变进一步增大,其天然结构逐渐被破坏,应力随之先缓慢上升后逐渐减小直至稳定;浸水湿化会同时引起土体应力状态和土体结构的改变,屈服应力随浸水湿化程度的提高而减小,在浸水湿化接近饱和时屈服应力变化最快,土体结构变化最大;形成年代早的Q2黄土细粒质量分数高,结构特征区别于Q3黄土,因而呈现出不同的力学特征。     

氯化钙和尿素对珊瑚砂胶结的影响

使用不同浓度氯化钙、尿素以及氯化钙尿素混合溶液浸泡珊瑚砂试样,干燥后得到具有一定强度的珊瑚砂柱,研究其表观、强度和微观结构特性,分析结晶种类和溶液浓度对珊瑚砂胶结的影响。结果表明:尿素结晶对砂土颗粒的胶结作用不明显,试样未能较好成型;氯化钙和氯化钙尿素混合结晶对砂土颗粒的胶结作用较明显,砂柱强度最高接近6 MPa。氯化钙胶结试样强度随溶液浓度增加先增大后减小,溶液浓度为3 mol/L左右时强度最大;混合溶液胶结试样强度随溶液浓度增加而不断增大。3种胶结试样微观图像的灰度熵、欧拉数和孔隙的定向度、分布分维随溶液浓度增加而减小;颗粒定向度和分布分维随溶液浓度增加而增大。氯化钙和氯化钙尿素混合溶液胶结试样颗粒面积比例、颗粒与孔隙圆形度均大于尿素胶结试样。     

外加电位条件下7A52铝合金应力腐蚀开裂敏感性研究

摘要：采用电化学极化手段和慢应变速率拉伸试验,结合扫描电镜观察合金断口形貌,研究了外加电位对7A52铝合金应力腐蚀开裂敏感性的影响。研究结果表明：合金在3．5％NaCl溶液中的应力腐蚀开裂敏感性与外加电位有强烈的相关性,开裂敏感性在外加电位为一0．95V时最低,外加电位起到阴极保护的作用;在外加电位为一1V时有所升高,但仍然低于开路电位条件下的敏感性;在一1．1V时最高,应力腐蚀过程以氢脆为主;在一1．2V时又有所降低,阴极析出的氢以气态逸出而降低应力腐蚀开裂敏感性。     

夹芯复合材料圆柱壳在静水压力下的承载能力试验

为研究极限复合材料圆柱壳在静水压力下的损伤现象和机理,首先基于钢制耐压壳比重大以及声学和磁学性能差的缺点,提出了使用夹芯复合材料圆柱壳作为潜水器耐压壳的新型结构形式;然后,采用试验研究,比较了两种模量芯材的夹芯复合材料圆柱壳结构在静水压力下的承载能力;最后,根据两种壳体的特点,设计了两种不同的试验方案进行试验,得到了壳体的失效载荷,并通过应变片测定了壳体复合材料表层上相应测点在试验过程中的应变数据。得到以下结果:HW-S01壳体受到屈曲效应的破坏,而HW-055壳体由于局部复合材料应力过载而失效;HW-S01壳体的试验失效荷载为1.34 MPa,HW-055壳体的失效载荷为11.2 MPa。试验结果表明:该夹芯复合材料圆柱壳有能力承受超过1 000 m水深的静水压力,可以对大潜深潜水器全复合材料耐压壳的设计研究提供参考。     

成层地基中压入法沉桩引起的桩周土体变形分析

通过在桩-土界面设置接触面,选用合理的单元类型,建立了较为符合压入桩压桩实际的三维有限元模型。利用得到的有限元模型,采用单元生死技术对压入桩压桩过程进行了数值模拟,讨论了成层地基压桩过程中桩周土体的竖向应力及应变随压桩深度的动态变化。选用桩型为钢管桩,分析结果表明:随着压桩深度的增加,桩内桩周土体的竖向应力(或应变)一直表现为压应力(或压应变),且逐渐增大;桩外桩周土体的竖向应力(或应变)逐渐由压应力(或压应变)变为拉应力(或拉应变)。随着压桩深度的增加,桩内桩周土体前3层竖向应力(或应变)的变化幅度基本一致,第4层的变化幅度增大;桩外桩周土体每2层土之间的差异都较大。     

菌液脲酶活性对珊瑚砂微生物固化效果的影响

使用不同脲酶活性的菌液对珊瑚砂进行微生物固化试验,分析了固化后试样的渗透特性、干密度增量分数、无侧限抗压强度与应力-应变曲线特征,研究了菌液脲酶活性对珊瑚砂微生物固化效果的影响。试验结果表明:脲酶活性为0.5 mmol/(L·min)的菌液,固化反应速率较慢、产物偏少;脲酶活性为1.0~1.5 mmol/(L·min)的菌液,固化后的珊瑚砂试样渗透系数降低了约2个数量级,固化生成的碳酸钙量多且分布较均匀,具有较高的抗压强度;脲酶活性为2.0~2.5 mmol/(L·min)的菌液,固化反应速率过快,导致试样上部易被碳酸钙堵塞,固化不均匀,应力-应变曲线形态不规则。菌液脲酶活性会影响珊瑚砂微生物固化生成的碳酸钙总量,试验中脲酶活性为1.5 mmol/(L·min)的菌液固化效果最好,珊瑚砂试样强度高、均匀性好,应力-应变曲线较为平滑。     

7B04铝合金孔壁超声振动抛光抗疲劳性能分析

针对7B04铝合金孔结构机加质量差、易腐蚀的问题,采用超声振动抛光技术,对原始机加孔和腐蚀孔分别进行了抛光处理,旨在改善和提高7B04铝合金原始机加孔和腐蚀孔的表面完整性。从孔壁处理前后的表面形貌和粗糙度变化情况可知:超声振动抛光可有效去除表面加工刀痕,去除腐蚀产物,同时表面粗糙度降低了43%以上,孔壁局部应力集中系数降低了24%以上,这有利于提高孔的抗疲劳性能。超声振动抛光技术为飞机孔结构的加工和维修提供了新的思路和方法。     

燃烧室压力对潜入式喷管喉衬热应力的影响

为了研究燃烧室压力对固体火箭发动机潜入式喷管热应力影响规律的问题,采用商业流体软件,基于压力求解器,求解了喷管纯气相的流场,确定了燃气温度、压力、壁面对流换热系数;采用有限元软件,依据流场计算的非均布壁面压力与非均布对流换热,求解了燃烧室压力为6 MPa下的潜入式喷管热结构问题;通过地面点火试验验证了仿真模型与数值方法的有效性与准确性;采用相同计算模型与数值方法,求解了在燃烧室压力为9 MPa、12 MPa下的喷管热结构问题,揭示了燃烧室压力对喉衬热应力的影响规律。结果表明:整个工作过程,喉衬环向应力最大值为103.9 MPa,位于内表面,且随时间增大,先增大后减小;喉衬环向拉应力也随时间先增大后减小;随压力增大,对流换热系数增大,喉衬温度升高,喉衬环向拉应力增大,喉衬环向压应力减小。     

高耸薄壁筒形构筑物爆破拆除支座截面应力应变实测分析

本文根据一座８０米钢筋混凝土烟囱爆破拆除倒塌过程,支座垂向不同位置的应变（应力）测试结果及钢筋混凝土偏心受压构件在大小变形条件下的强度理论,对高耸薄壁筒形构筑物在切口形成后的倾倒过程中,支座内力变化及失效过程进行了分析研究,得到的有关结论对高耸薄壁筒形构筑物拆除爆破切口设计有指导意义。     

激光熔覆搭接过程残余应力应变的有限元计算

激光熔覆过程中产生的残余应力与应变对熔覆层的裂纹开裂倾向有重要影响。利用有限元法对激光多道搭接过程熔覆层的残余应力和应变进行计算,计算过程中主要考虑瞬时温度变化引起的热应力、σ-ε曲线、有限元网格、力学边界条件4个方面。热应力主要在温度场计算结果的基础上求得;σ-ε曲线采用的是线性强化材料的弹塑性曲线;有限元网格主要采用分区划分的形式进行。通过计算,得到了搭接后的熔覆层上关键点的残余应力和应变分别为1 400 MPa和2.2×10^-2。结果表明：搭接熔覆层交界处的点产生焊趾裂纹的倾向最大,第1道熔覆顶点处产生横向裂纹的倾向次之。     

不同腐蚀状态不锈钢管焊缝区 碱性腐蚀的电位噪声特征

利用电化学电位噪声方法检测了不同腐蚀状态304与316两种不镑钢管焊缝区试样在室温碱液中的腐蚀行为,并采用电化学噪声时域谱、频域谱进行了分析,结果表明:不同腐蚀状态焊缝试样的腐蚀电位及噪声时城谱特征不同,可利用电位噪声频城谱的高频斜率K值定性判定是否发生局部腐蚀,同时可根据频城谱中发生事件特殊频率fn区分材料的腐蚀状态...     

金属/水反应燃料内燃机定容燃烧仿真计算

以某型内燃机为研究对象,对内燃机燃烧室结构进行了改进性设计,以提高金属/水反应燃料的燃烧效率和动力输出为目的,在建立燃烧反应动力学模型的基础上,利用Fluent仿真软件,采用SIMPLE算法对燃烧室进行了2维流场模拟仿真。仿真计算结果表明:金属/水反应燃料的最高燃烧压力可达到1 000 MPa,1 kg燃烧产物中只有7.197 3e-3g氧化氮产物,燃烧速度最高可达7.5e4m/s,说明在改进燃烧室结构后,金属/水反应燃料的燃烧效率和内燃机性能都得到了显著提高。     

摩擦条件对纳米铜润滑添加剂减摩性能影响的研究

研究了摩擦速度、载荷和摩擦表面处理方式等摩擦条件,对纳米铜润滑添加剂减摩性能的影响,发现摩擦速度较高时,载荷增加使摩擦因数明显降低;在低载荷时摩擦速度的减小,使摩擦因数降低了17%,载荷增大后摩擦速度的变化,对摩擦因数的影响减小.摩擦表面抛光处理,使摩擦因数降低为磨削处理时的74%.     

等离子喷涂Ni基合金涂层热腐蚀行为研究

为探究Ni基合金涂层的热腐蚀防护机理,采用等离子喷涂法在304不锈钢表面制备了NiCr和NiAl两种合金涂层,以75％Na2SO4+25％NaCl的混合盐溶液为腐蚀介质,研究了涂层在700℃下的热腐蚀情况.分别使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对涂层的热腐蚀形貌和晶相变化进行表征,并绘制了涂层的热腐蚀动力学曲线.结果表明...     

碳纤维混凝土单轴受压应力-应变本构关系

碳纤维混凝土受压应力-应变全曲线研究是对其基本力学性能进行全面认识的基础,也是表现碳纤维混凝土基本受压特性的综合宏观反映。对9组（碳纤维体积分数分别为0,0.2%,0.4%,0.6%,0.8%,1.0%,1.2%,1.4%,1.6%）碳纤维混凝土试件进行了立方体和棱柱体抗压强度试验,结果表明碳纤维混凝土立方体和棱柱体抗压强度随碳纤维体积分数的增加呈下降趋势,峰值应变随碳纤维体积分数的增加呈增大趋势。基于各体积分数碳纤维混凝土的棱柱体抗压强度和峰值应变的试验数据,拟合得到了棱柱体抗压强度和峰值应变与体积分数之间的函数表达式。利用微机控制电液伺服压力试验机测定了9组碳纤维混凝土应力-应变全曲线,参照非线弹性理论的混凝土单轴受压应力-应变本构模型,根据测得的全曲线应力-应变数据,拟合得到了应力-应变全曲线上升段表达式参数和下降段表达式参数,最后给出了基于碳纤维体积分数变化的碳纤维混凝土单轴受压应力-应变本构方程。     

多孔陶瓷膜双向过滤阻力试验分析

为研究多孔陶瓷膜过滤阻力,提出了多孔陶瓷膜双向过滤方式,分析了9通道多孔陶瓷膜在双向过滤时的有效过滤面积和通道截面积,建立了过滤阻力关系式。试验结果表明,跨膜压差0.05～0.10 MPa、错流速度1.8 m/s时,浓差极化阻力Rp为主要过滤阻力;跨膜压差0.10～0.25 MPa、错流速度1.0～2.2 m/s时,吸附沉积阻力Rd为主要过滤阻力;跨膜压差0.15 MPa、错流速度2.2～3.0 m/s时,膜自身阻力Rm是主要过滤阻力;增大错流速度能够有效延缓浓差极化的发生,减小吸附沉积层的厚度,减轻膜污染,延长过滤周期。