X70管线钢拉伸性能试验研究

对X70系列大口径厚壁天然气管道材料不同取样方式和取向的拉伸试样进行试验，结果表明：X70管线钢具有连续屈服特征，无明显的屈服平台，延伸率非常大。其力学性能呈现明显的各向异性，横向拉伸的屈服强度、抗拉强度及弹性模量均比纵向拉伸的高。试样的截面形状和尺寸对抗拉强度有一定的影响，对屈服强度影响很小。由于材料内部的片状缺陷引起的沿厚度方向强度降低和横向拉应力的作用，断裂时在板状试样短边中心出现分层开裂。因此，在进行结构设计和安全评定时应充分考虑X70管线钢特殊的力学性能。     

用于延性材料力学性能测定的圆柱平面-小冲杆试验新方法与应用

针对均匀、各向同性、幂律硬化的金属材料圆片试样,以圆柱平面小冲杆对试样圆面中心法向施加压载荷,提出基于能量密度等效的、用于描述试样几何尺寸、材料本构关系参数、载荷和位移之间关系的圆柱平面-小冲杆试验(Flat small punch test, F-SPT)弹塑性模型,并提出获取材料应力-应变曲线和力学性能指标的F-SPT新方法。通过有限元分析对不同弹性模量、屈服强度和硬化指数组合的48种预设材料进行新方法的数值验证,以及对10种金属材料完成F-SPT,结果表明,由新方法获得的应力-应变曲线与有限元分析预设曲线和传统单轴拉伸试验结果吻合良好,此外,由新试验方法获得的弹性模量、屈服强度和抗拉强度与单轴拉伸试验结果误差大部分低于7%。     

拉应力对低碳钢带硬度和弹性模量的影响

在自制的微型拉伸仪上对低碳钢带施加拉应力,对其受拉状态时的硬度和弹性模量进行了测试,并分析了拉应力与它们之间的关系;用有限元模拟了两种材料钢带在不同拉应力下的硬度。结果表明:钢带的硬度随着拉应力的增大呈现先减小后增大的趋势,以屈服强度为转折点;小于屈服强度的拉应力对钢带的硬度影响很小,而超过屈服强度后对硬度的影响显著,模拟结果与试验结果基本相符;当拉应力较大、材料硬化率较大时,拉应力对其硬度的影响反而较小;拉应力对钢带弹性模量没有明显影响。     

基于微小试样法的国产A508-Ⅲ钢力学性能测试研究

小冲杆试验法是利用冲杆冲压试样薄片,并记录试片从变形到失效的全过程的载荷一位移曲线,并借此分析得到材料屈服强度、抗拉强度等力学性能的试验方法。该方法所需材料少,特别适合于试验材料缺乏或在役设备的无损取样检测的情况。采用小冲杆试验法测试国产A508-Ⅲ钢的力学性能（包括屈服强度、抗拉强度）,并且与传统的标准试样测试的拉伸性能进行了比较,结果表明采用小冲杆试验方法能够有效测试材料的屈服强度及抗拉强度。     

热采井口装置螺栓的蠕变及应力松弛规律研究

针对热采井口装置用螺栓在现场工况下的应力松弛现象展开实验研究,分别进行了常、高温拉伸试验,蠕变实验和应力松弛试验.通过对比研究发现螺栓材料在高温下强度降低,塑性增加;在初始应力下蠕变变形明显,从原理上解释了螺栓松弛出现应力松弛的原因;通过应力松弛试验可以发现螺栓在现场工况下会产生明显的应力松弛,根据应力松弛实验数据拟合出现场工况下的应力松弛回归方程;利用有限元软件计算KR21-370型热采井口装置各法兰达到密封所需的最小螺栓预紧载荷,结合应力松弛回归方程计算出法兰由于螺栓的应力松弛而出现密封失效所需的时间,并针对易出现失效的螺栓提出解决措施.     

球形压痕表征应力应变法测金属材料的力学性能

利用Matlab的优化函数改进了表征应力应变法的优化条件,并优化了表征应力应变法的计算流程,同时利用改进的弹塑性方程对屈服强度σy、应变硬化指数n和弹性模量E三个参数同时进行优化,从而确定了材料的力学性能参数,之后采用球形压痕表征应力应变法对P91钢的力学性能进行测试,并与单轴拉伸试验结果进行对比。结果表明:与单轴拉伸的试验结果相比,采用球形压痕表征应力应变法测得P91钢力学性能的精度较高,最大偏差值为12.11%。     

液压万能材料试验机的改进

液压万能材料试验机的改进哈尔滨重型机器厂都兴玉王全福朱学彦拉伸试验对于机械设计和材料研究具有十分重要的价值。金属材料的强度和变形性能必须通过拉伸试验来测定。而拉伸试验又必须由万能材料试验机来完成。由于试验机测试范围有限，不同载荷材料的测试需由不同规格...     

螺栓塑性变形区域转角紧固方法

柴油机的气缸盖、主轴承盖及连杆大头盖等部位，连接螺栓的轴向预紧力决定了螺栓连接牢度、密封性及可靠性。 用扳手拧紧螺栓使其产生轴向拉力时，螺栓同时承受拉应力和扭应力，当拉应力达到材料屈服强度的８０％时，螺栓就会产生塑性变形，因此，紧固螺栓通常是在其弹性变形区域内进行的。 为了充分发挥螺栓的工作能力，螺栓的预紧应力可达材料屈服强度的 ５０％～７０％，预紧力矩约为预紧力与螺纹公称直径之积的０．２倍。约５０％的预紧力矩是由其螺旋面的摩擦力决定的，另５０％则是由螺栓头螺母支承面的摩擦力决定的。用扭力扳手按要…     

大型500 kV变压器主密封法兰系统受力分析

利用有限元分析软件ABAQUS对油浸式变压器的主密封界面的螺栓、垫片、法兰系统进行建模,分析预紧状态下法兰螺栓受力及变形情况,探讨接触应力随橡胶垫片压缩率、流体压力、橡胶垫片硬度的变化规律。结果表明:在螺栓预紧载荷作用下,法兰偏转使螺栓受力不均,箱沿连接处为法兰最易损坏位置,可在箱沿与箱体处加额外刚性固定来增加强度;随着压缩率与流体压力的增大,橡胶垫片的接触应力和von Mises应力均增大;橡胶垫片硬度越大,相同流体压力下的接触应力和von Mises应力也越大,因此当密封界面承受较大流体压力时,应选用硬度大的橡胶垫片。     

基于压痕测试技术的聚乙烯老化力学性能评价

在85℃下对聚乙烯试样进行不同时间(0,168,312,408 h)的热氧加速老化试验，通过压痕测试技术得到不同老化时间下聚乙烯试样的最大载荷，通过有限元数值模拟建立屈服强度与最大载荷的线性关系，计算老化后的屈服强度，并与拉伸试验结果进行对比。结果表明：随着老化时间的延长，拉伸试验得到聚乙烯试样的屈服强度逐渐增加，压痕试验得到最大载荷也逐渐增加；通过有限元方法建立的聚乙烯试样压痕试验最大载荷和屈服强度的线性相关系数为0.995,基于压痕试验获取的最大载荷计算得到的不同老化时间聚乙烯试样屈服强度与拉伸试验结果之间的相对误差小于1.5%,说明压痕测试技术能够较准确地获取老化后聚乙烯的屈服强度。     

法兰密封系统应力松弛有限元分析

采用拉伸应力松弛试验方法,试验测得35CrMoA和40MnB两种螺栓材料在400℃条件下的应力松弛数据。利用有限元分析软件ANSYS,以浮头式换热器管箱法兰为具体的分析对象,将螺栓、法兰和垫片作为一个完整的系统,分析研究了法兰密封系统在非线性条件下的应力松弛发展情况。     

浅谈高强度冷镦螺栓的选材

螺栓在机械设备中起着连接、紧固、定位、密封等作用，除了简单作定位的螺栓以外，在安装时均需预紧，因而螺栓都承受静拉伸载荷。预紧力愈大，则连结强度和紧固、密封性愈高。     

7N01铝合金材料力学性能研究

采用万能材料试验机和分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对典型车用的7N01铝合金材料进行准静态拉伸试验和不同应变率下的动态压缩试验。输出载荷-变形量关系,获得应力-应变曲线,进而分析材料的极限强度、屈服强度、延展率和应变率敏感性等力学性能,为轨道交通车辆的设计研究奠定基础。     

钨在不同损伤程度氦离子辐照后的力学性能变化

采用不同能量和束流的氦离子对再结晶钨表面进行辐照试验，对辐照损伤分别为0.2,0.5,1.0 dpa下钨的微观形貌进行观察，并采用不同半径(1,5,10μm)球形压头对其进行纳米压痕试验，获得压痕应力-应变曲线，探究其力学性能的变化及原因。结果表明：不同损伤程度辐照后钨表面损伤层的厚度为554～558 nm;随着辐照损伤程度的加剧，钨中位错环密度明显增大；辐照后钨的压痕应力-应变曲线均未出现突跳现象，且随着辐照损伤程度的增加，屈服强度提高，压痕弹性模量基本保持不变，辐照后产生的位错环缺陷是引起钨力学性能发生变化的直接原因；钨的力学性能具有压痕尺寸效应，压头半径越小，钨的屈服强度越高，未辐照钨的压痕应力-应变曲线出现突跳现象时的压痕应力越大。     

基于可靠指标的密封螺栓静强度设计

考虑内压容器垫片密封螺栓静强度和载荷的模糊不确定性,应用模糊等效随机的信息熵理论,将密封螺栓的模糊静强度和模糊载荷分别等效为随机静强度和随机载荷;根据等可靠度的观点,确定了密封螺栓静强度在不同工况时的可靠指标,建立按可靠指标进行密封螺栓静强度设计的方法,得到其静强度安全系数。研究表明,(1)按静强度可靠指标得到了计算密封螺栓最小直径的公式。(2)密封螺栓在预紧、正常操作、气压试验与液压试验时,屈服强度的可靠指标分别为2.486 0、2.486 0、1.920 4与0.815 0,抗拉强度的可靠指标分别为5.644 6、5.644 6、5.644 6与4.270 0。(3)基于满足屈服和抗拉强度的可靠指标,螺栓屈服与抗拉强度的最小安全系数分别为1.45与1.90。     

B340LA低合金高强钢动态力学性能研究

采用液压伺服高速拉伸试验方法对低合金高强钢材料的动态力学性能进行了研究,试验应变率范围为0.003～530/s。研究了B340LA低合金高强钢的动态力学特性,得到了不同应变率下的应力-应变曲线,并对不同应变率下的材料延伸率、流变应力、抗拉强度以及显微组织变化进行了分析。试验测试结果表明,随着材料动态测试应变率的升高,B340LA材料的流变应力、屈服强度和抗拉强度均随着升高,且B340LA高强钢材料在中应变率范围内的延伸率和成型性最好。分析了B340LA钢的高速拉伸断裂后的显微组织,结果表明,低合金高强钢的微观变形机制主要为晶体间滑移和晶粒沿着拉伸方向变形,晶粒拉伸发生变形形成扁平晶,并沿着高速拉伸方向产生流动。     

基于非线性有限元的螺栓法兰接头应力分析

考虑法兰接头各元件之间的相互作用以及垫片材料的非线性,建立了管法兰接头的三维有限元模型,研究了螺栓预紧载荷、介质内压和法兰尺寸对法兰的偏转角度及垫片接触应力的影响。结果表明:螺栓预紧载荷及介质内压的增加均会造成法兰偏转角的增大,从而引起垫片接触应力沿径向方向分布的不均匀程度变大;法兰直径越大,其垫片应力在径向上分布越不均匀;对较小直径的法兰,轴向螺栓力随介质内压的增加而增大,对大直径的法兰,轴向螺栓力随内压增加而减小。     

循环热-机械载荷下螺栓法兰结构的安定性分析

利用通用有限元软件ABAQUS研究了循环温度和恒定机械荷载下螺栓法兰结构的安定性,并探讨了螺栓和法兰的材料属性对安定域的影响,得到了相应的经验设计公式。结果表明,当操作压力小于泄漏压力时,安定极限载荷与操作压力无关,但与螺栓和法兰的热膨胀系数比和弹性模量比有关,并给出了相应的经验公式。本文研究对循环温度和恒定机械载荷下螺栓法兰结构的安定性分析有一定的指导意义。     

垫片螺栓法兰连接系统的强度可靠性分析

螺栓法兰系统作为一种方便的可拆卸连接 ,在现代化工、航空航天等领域应用非常广泛。这种连接结构不仅要求各连接元件在预紧和操作情况下不发生强度破坏 ,同时还要求满足一定的密封性能。本文将垫片螺栓法兰作为一个整体 ,考虑到法兰旋转、内压对垫片螺栓法兰系统受力与变形的影响 ,按照极限载荷法确定螺栓与法兰环的极限状态 ,对螺栓按拉伸、拉伸与弯曲组合计算模糊可靠度 ,对法兰环轴向按弯曲、径向及轴向按弯曲与薄膜应力组合计算其模糊可靠度。算例表明 ,本文提出的螺栓法兰可靠度计算方法是可行的     

法兰螺栓紧固力超声测量研究

针对法兰螺栓安装过程中紧固力难以测量和控制的问题,建立法兰螺栓超声测量模型并设计了法兰螺栓紧固力超声测试系统。系统首先基于FPGA和以太网技术设计了周期脉冲激励、数据采集、高速通讯传输、信号处理模块实现超声信号的发射和接收,并采用阈值法和极值法相结合来提高对超声渡越时间的测量精度,然后根据法兰螺栓超声测量模型计算得出螺栓紧固力大小。螺栓标定实验表明：法兰超声模型可靠,且标定系数的重复准确度达±2.4%;超声法—应变片法对比试验表明：所设计的测试系统能够实现螺栓紧固力的测量,与应变片法的相对误差不超过5%。