储罐不均匀沉降底板腐蚀声发射特性模拟试验

针对立式储罐不均匀沉降会造成储罐应力和底板腐蚀变化的问题,通过有限元模拟分析、沉降模拟试验以及声发射模拟腐蚀速率试验,研究了不均匀沉降条件下,储罐上的应力变化与腐蚀速率变化的规律以及声发射参数与腐蚀速率间的对应关系。结果表明:随着不均匀沉降面积的变化,储罐应力随之发生变化,底板的腐蚀速率也随之变化。同时,对应力和腐蚀速率的变化结果与声发射特征参量进行关联分析,得到了对腐蚀速率变化较为敏感的特征参量,为不均匀沉降下储罐的声发射检测提供了依据。     

工艺和组织对桥梁钢在模拟海洋飞溅区环境中腐蚀行为的影响

采用电化学测试和模拟飞溅区腐蚀试验研究了不同工艺制造的桥梁钢在模拟海水环境中的腐蚀行为,并与模拟全浸区的腐蚀速率进行了对比。结果表明,经回火处理后的桥梁钢,组织由粒状贝氏体非平衡组织向回火索氏体平衡组织转变,晶粒细化、组织更为均匀,因此在模拟海洋飞溅区环境中具有更好的耐腐蚀性能;模拟飞溅区的腐蚀速率约为模拟全浸区的6~10倍,模拟飞溅区腐蚀速率高的原因除了外在的环境因素外,具有还原作用的锈层与钢基体构成的局部电池形成开路以及腐蚀坑内外的电位差也是主要因素。     

18MnNiMo钢核电厚壁锻件淬火冷却温度场数值模拟研究

使用有限元模拟软件对300 mm壁厚锻件冷却过程进行数值模拟。通过与实测冷却速率对比,优化了数值模拟精度。     

Ti-6Al-4V合金熔模铸造过程中的固态相变微观组织演变的数值模拟

针对Ti-6Al-4V合金熔模铸造固态相变过程中的微观组织演变,对a相片层的生长,采用了多组元Zener-Hillert模型计算片层边缘生长速率,根据溶质守恒,建立片层宽面的生长速率多元溶质扩散生长模型,模拟得到了多个a相集束竞争生长的微观组织。模拟结果表明,Ti-6Al-4V合金熔模铸造固态相变过程中,a相片层边缘生长受杂质元素影响较小,而在宽面上,杂质元素含量引起的过冷度占总过冷度的比例约为0.45;Ti-6Al-4V合金熔模铸造固态相变潜热约为70 kJ/kg,与JMatPro软件中的数据吻合较好。模拟得到的组织形态结果与金相组织吻合较好,模拟得到的生长速率与实验估测的速率相当。     

钛基氧化物电极伏安曲线的Monte Carlo模拟

运用Weierstrass-Mandelbrot函数构建了钛基氧化物电极(Ti/MO2)的分形表面,采用Monte Carlo方法对电极的伏安曲线进行了模拟,主要考察了扫描速率和分形维数对伏安曲线的影响.结果表明:在分形维数一定的情况下,随着扫描速率的不同,峰电势不发生变化,峰电流与扫描速率的平方根呈线性关系:随着分形维数的增大,峰电流增大,电极的电催化性能增强.模拟结果与理论一致.分形维数与Monte Carlo模拟的结合可为钛基氧化物电极的深入研究提供一种新思路.     

板料粘性介质胀形过程应变速率变化的模拟研究

采用半固态、具有应变速率敏感性的粘性介质作为板料软模成形传力介质, 这种粘性传力介质的抗力可随板料发生局部变形而迅速增加, 建立起适应于板料变形的压力, 对提高板料成形性十分有益。本文针对板料粘性介质胀形, 采用有限元模拟方法研究了板料与介质应变速率变化, 模拟结果显示介质应变速率与相接触的板料应变速率是一致的, 解释了粘性传力介质变形抗力 “自适应”于板料变形的原因。     

晶粒长大介观尺度Monte Carlo方法实时模拟

提出了一个用于晶粒长大Monte Carlo模拟的实时计算新模型，基于该模型以及作者已提出的“择优转换原则”、“新结点再取向转换概率公式”等改进措施构建了一个Monte Carlo实时模拟程序，用于纯铝正常晶粒长大过程实时模拟。结果表明，Monte Carlo实时模拟程序有效地模拟了纯铝晶粒长大过程；实际时间treal与模拟时间tC。呈指数关系；模拟的晶粒长大速率与实际长大速率接近。     

基于SHPB实验的挤压AZ91D镁合金动态力学行为数值模拟

使用霍普金森压杆技术对挤压AZ91D镁合金进行3种应变速率下的动态压缩实验,基于实验数据的拟合确定了其动态压缩的Johnson-Cook(J-C)本构方程。采用拟合的J-C本构参数和LS-DYNA有限元软件对挤压AZ91D镁合金在3种应变速率下的SHPB实验进行了数值模拟,根据模拟得到的入射波、反射波和透射波形计算得到各应变速率下完整的应力-应变曲线,并与实验及拟合的应力-应变响应进行了对比。结果表明:当应变速率在400~1000 s-1之间变化时,AZ91D镁合金的应变速率敏感性随应变率增大而增大;基于J-C材料模型描述的AZ91D镁合金应变速率相关的应力-应变本构模型,其数值模拟结果与拟合结果及实验结果基本吻合。     

一种新型电阻-电化学探针对管线钢磨损腐蚀的监测效果

开发了一种可同时监测磨损速率与腐蚀速率的新型电阻-电化学探针,并利用模拟管道工作环境的循环管路分别在静态腐蚀环境与磨损腐蚀环境中测试了该探针的工作性能。结果表明:电阻-电化学探针可以探测到磨损腐蚀的发生,并能够实现对磨损速率与腐蚀速率的监测;在测试过程中,磨损速率随着腐蚀速率下降而下降,电阻-电化学探针很好地监测到了磨损过程的动态变化。     

基于数值模拟的H13钢淬火工艺研究

采用焊接模拟分析软件的热处理模块对不同热处理工艺下的H13钢芯棒进行计算机模拟分析,并预测钢棒在热处理过程中的温度变化情况和水冷、空冷过程中温度的变化速率。计算结果发现,随水冷和空冷的交替进行,水冷阶段温度变化速率逐渐减小,空冷阶段温度有一个回温的阶段,且温度变化速率随热处理工艺的进行逐渐减小。将模拟结果与试验结果进行了对比,两者吻合良好。     

液态金属冷却法制备重型燃机定向结晶空心叶片凝固过程的实验与模拟

利用高温度梯度定向凝固-液态金属冷却(LMC)技术制备了重型燃机定向结晶空心高压涡轮叶片,采用Pro CAST有限元模拟软件计算了LMC定向凝固工艺下,不同抽拉速率时空心定向结晶叶片凝固过程的温度场、晶粒组织以及一次枝晶间距(PDAS),预测了抽拉速率对杂晶、雀斑等缺陷的影响.结果表明,模拟结果与实验结果吻合良好.随着抽拉速率增加,叶片的凝固速率、冷却速率均增加,远高于高速凝固法(HRS)的凝固速率、冷却速率;叶片不同部位达到最大纵向温度梯度时的抽拉速率不同,纵向温度梯度是评价定向工艺的有效方法;LMC工艺制备的燃机叶片消除了雀斑缺陷,PDAS远小于HRS工艺.     

A3钢在模拟降雨环境下的腐蚀和冲刷行为研究

利用自制的实验室降雨模拟装置，研究了雨水pH值和降雨强度对A3钢的腐蚀和冲刷行为影响，同时用ACM（atmospheric corrosion montior)监测了降雨期间的腐蚀速率变化。结果表明，A3钢的腐蚀速率随着模拟雨水pH值的升高而降低，其变化规律与失重结果一致。表明用ACM监测A3钢在降雨条件下的腐蚀速率在一定程度上是可行的。A3钢的冲刷量随着模拟雨水pH值的升高表现为先降后升的规律，从腐蚀产的的变化分析了其产生的原因。随着模拟降雨强度的增大，A3钢的腐蚀速率和冲刷量增大，等量模拟降雨条件下，冲刷量与随降雨强度的增大而增大，这表明降雨的冲击作用对A3钢的腐蚀和冲刷行为有显著影响。     

加氢裂化空冷器管束多相流冲刷腐蚀数值模拟

基于某加氢裂化空冷器管束的冲刷腐蚀实际状况分析,建立了数值模拟模型。采用mixture模型和标准k-ε模型描述多相湍流流动过程,以此对空冷器的管箱、管束进行全流场数值模拟,获得湍动能分布状况;进而对空冷器腐蚀状况进行研究,获得不同位置处的冲刷腐蚀和电化学腐蚀速率。结果表明,最大冲刷腐蚀速率达到4.76 mm/a,且腐蚀损伤集中在空冷器管束进口端,模拟结果与空冷器管束实际腐蚀状况一致。模拟结果表明,与电化学腐蚀相比,冲刷腐蚀是导致空冷器管束腐蚀损坏的主要原因。在此基础上,提出对空冷器结构进行改进的技术方案;模拟计算表明,结构改进后的空冷器管束的冲刷腐蚀速率大大降低,显著提高了空冷器运行的安全与稳定性。     

应变速率对7050铝合金塑性成形性能与动态再结晶的影响

利用刚粘塑性有限元与动态再结晶演化热力耦合的方法,进行了7050铝合金热压缩过程变形与动态再结晶的热力耦合模拟,讨论了应变速率对7050铝合金塑性成形与动态再结晶的影响.模拟结果表明,热变形过程中,试样的各个部位的变形分布不均匀,心部的等效应变最大,变形的不均匀性随应变速率的增大而增大,但是变化的程度不大;试样内部各部位的应力大小分布不均匀,随应变速率的增大,最小应力值由自由变形的鼓形区域逐步向心部移动;动态再结晶品粒尺寸标准偏差随应变速率的增加而减小.     

Cl~-和SO_4~(2-)对模拟混凝土孔隙液中钢筋腐蚀行为的影响

采用极化曲线和电化学阻抗技术研究了模拟液中Cl-/SO_4~(2-)比例及溶液浓度对钢筋在模拟混凝土孔隙液中腐蚀行为的影响。结果表明:当模拟液中m(Cl-)/m(SO_4~(2-))为1.5时,即溶液为亚氯盐渍土模拟液时,钢筋的腐蚀速率最大。钢筋的腐蚀速率随溶液中SO_4~(2-)含量的增加呈先增大后减小趋势,在模拟混凝土孔隙液介质中,一定含量的SO_4~(2-)会促进钢筋的腐蚀,而通过成比例增加溶液中SO_4~(2-)及Cl-的含量,模拟腐蚀的渐变过程,发现钢筋的腐蚀速率逐渐减小。电镜形貌分析进一步说明腐蚀速率的减小与钢筋电极表面盐膜形成而导致的阴极过程扩散阻力有关。     

6082铝合金热压缩变形行为及本构关系

采用Gleeble 3500热模拟试验机模拟了在不同温度和应变速率下6082铝合金的流变力学行为,建立了6082铝合金的本构方程,得到了应力-应变曲线。结果表明,6082铝合金流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增加而增大。本构方程对峰值应力的计算结果与试验数据具有较高的一致性。     

TC4钛合金电热拉伸变形行为有限元模拟

为研究拉伸速率和温度对TC4钛合金性能的影响,采用电-热-力完全耦合方法,运用林建国统一粘塑性本构模型,使用有限元分析软件ABAQUS,对不同温度和拉伸速率下的TC4钛合金电热拉伸过程进行模拟研究,并选取目标温度为750℃、拉伸速率为1 mm·min-1的这一组模拟结果与试验结果进行对比.对比结果显示:有限元模拟中通电...     

DZ125高温合金定向凝固微观组织的CA法模拟

采用伪二元相图法对DZ125多元合金进行了简化,并用二维Cellular Automaton(CA)法模拟了合金定向凝固微观组织.通过采用不均匀连续形核模型,在考虑到枝晶生长动力学的基础上,模拟了不同抽拉速度下合金定向凝固组织形貌,枝晶界面形态以及一次枝晶间距的变化,说明树枝晶竞争生长中存在"分枝"与"淹没"的机制;并且随凝固速率的增加,合金凝固组织从分枝较少的胞状树枝晶向分枝发达的树枝晶转变.模拟的一次枝晶间距从凝固速率为50 μm/s时的132 μm减少到凝固速率为500 μm/s时的69 μm.模拟结果与实验结果吻合较好.     

基于微观机理的电磁铸造35CrMo钢的高温流变本构方程

采用Gleeble-3810热模拟试验机,在变形温度为850~1150℃,应变速率为0.01~10 s-1条件下对电磁铸造35CrMo钢进行等温恒应变速率压缩试验,研究了应变温度、应变速率对35CrMo钢的高温流变应力行为的影响。以应力-位错关系和动态再结晶动力学为基础,分别构建了35CrMo钢临界应变前后的本构方程。结果表明:35CrMo钢的流变应力与应变速率呈正相关,与应变温度则呈负相关;高温低应变速率下的流变应力曲线呈现明显的动态再结晶现象,显微组织分析显示,降低应变温度和提高应变速率能有效细化变形组织晶粒。而Deform-3D有限元模拟表明,构建的本构方程能够准确预测电磁铸造35CrMo钢的高温流变应力。     

细晶AZ31薄板超塑气胀成形有限元分析

为研究细晶AZ31镁合金薄板超塑气胀成形的最佳工艺参数，利用有限元软件对超塑胀形过程进行了有限元数值模拟分析。通过选取不同的应变速率敏感性指数和成形压力，来分析应变速率敏感性指数和成形压力对厚度分布均匀性的影响，同时对成形过程中的应变速率变化进行了模拟分析。模拟结果表明．应变速率敏感性指数和成形压力对厚度分布均匀性影响很大；应变速率分布情况良好，在所要求的应变速率范围之内，说明应变速率敏感性指数，压力等参数的设计合理。