FADS测压管路动态响应特性分析

通过建立管路终端负载为容腔的测压管内气体压力传递数学模型,研究嵌入式大气数据传感系统(FADS)测压管路动态响应特性.压力传递数学模型的建立综合考虑管路黏性损失、热传递效应等影响,仿真分析FADS系统测压管路频率响应特性,结果表明:增大管路内径、管路长度、容腔容积及大气高度,管内压力传递延迟时间增大.仿真结果对压力传感器的合理设计有一定的指导意义.     

316L不锈钢25～350℃中的拉伸行为及流变应力计算

通过高温试验装置在模拟井下工况温度25～350℃范围内进行了316L不锈钢的拉伸试验。结合拉伸试验数据、拉伸后微观结构以及断口形貌对316L不锈钢的25～350℃范围内的拉伸变形行为进行了探讨。应用温加工变形理论,建立了316L不锈钢在井下温度场环境中的形变本构方程。基于拉伸试验数据,计算了应变速率因子Z,变形激活能Q,建立了316L不锈钢温变形过程的流变应力计算模型,为完井设计中膨胀管膨胀施工提供了参考依据。     

新型管材冲击液压成形装置的设计

针对常规的管材液压成形技术需要昂贵的专用设备及模具、生产效率低等不足,开发了一种简单实用、可在冲床或压力机上使用的管材冲击液压成形装置,可用于薄壁金属管材的自然胀形、轴压胀形和异形截面中空件的冲击液压成形。该装置无需外部高压供给系统和专用液压成形设备,通过撞击轴压头挤压容腔中液体的方式来为管材提供液压力和轴压力。通过设计轴压头的行程和调节溢流阀的溢流压力值等来实现最大液压力和轴向进给量的合理匹配,并以304不锈钢毛细管和H65黄铜毛细管为试验管材做了相关试验。研究结果表明:该装置结构简单、操作方便;可实现最大液压力与轴向进给量的协调控制;合理的载荷匹配能显著地提高管材冲击液压成形的成形性能;H65黄铜毛细管破裂时所需的液压力小于304不锈钢毛细管破裂时所需的液压力。     

微能耗压边封闭容腔液体压力伺服控制研究

针对板料拉深成形微能耗压边系统的关键技术—封闭容腔液体压力伺服控制,建立了系统的物理模型;基于节点法建立了模型中各元件的数学模型,同时考虑管道效应,应用模态近似法建立了管道集中参数动态模型。以此为基础,采用数值模拟方法研究了封闭容腔液体压力的控制特性及其参数影响规律,并进行了实验验证。结果表明,在给定参数范围内,封闭容腔液体压力具有无超调、响应快、精度高等优点,为微能耗压边系统的工程应用提供了依据。     

316L不锈钢吹氮合金化

在实验室环境下,建立了316L不锈钢在AOD(氩氧脱碳精炼)冶炼过程中氮气溶解行为的热力学模型和动力学模型,使用Al2O3坩埚和硅钼棒电炉研究吹氮流量、钢液温度及后吹Ar流量对0.8 kg 316L奥氏体不锈钢钢液中氮含量的影响。结果表明:恒氮气分压条件下,不锈钢熔体中的增氮速率与吹氮流量呈正相关的关系;恒吹氮流量条件下,钢液中增氮速度与钢液温度无关,钢液温度与钢液中氮的溶解度呈负相关的关系;恒钢液温度条件下,不同的氮氩比对达到各自饱和状态的时间没有影响,氮气流量是影响增氮效果的主要因素。后期随吹氩流量的增加钢中氮含量下降速度愈明显。     

铸态双相不锈钢高应变率下热变形流变应力预测模型

采用热压缩试验研究了22Cr铸态双相不锈钢在变形温度为1000~1200℃,应变速率为1~50 s-1条件下的热变形行为。为了准确的表征双相不锈钢热变形过程中的力学行为,修正了热压缩过程中摩擦和变形热效应引起的流变应力误差。在此基础上建立了双相不锈钢的流变应力预测模型。该模型通过考虑应变对材料常数(α、n、Q和ln A)的影响,进一步获得了双相不锈钢热变形过程中流变应力与变形温度、应变速率和应变的关系。结果表明:所建立的模型能较好的预测双相不锈钢的热变形行为,预测值与实验值的相关系数为0.995,平均相对误差为4.48%。     

湿式双离合器动态充油特性与主油压相关性研究

湿式双离合器充油特性是开发双离合器自动变速器离合器控制系统的关键之一。在考虑液压系统的液阻、液感、液容以及电磁阀液动力的前提下,建立了离合器压力控制系统以及各液压元件在充油过程中的动态模型,并利用AMESim对其进行动态仿真,通过试验验证了所建模型的正确性与有效性。仿真和试验结果发现:由于离合器电磁阀阀芯液动力的存在,离合器充油时的压力响应速度与系统主线压力设置呈非单调关系,存在最优区间。基于此研究结果,通过优化系统主线压力设置可以有效提高离合器充油速度,改善建压时间。     

高强度奥氏体不锈钢的热变形行为及其热加工图

从工业生产的不锈钢大型锻件上取样,在应变速率0.01～10s-1、变形温度850～1250℃条件下采用Gleeble3500热模拟试验机进行了压缩热变形试验,研究了一种高强度奥氏体不锈钢热变形力学行为和再结晶规律,测得热变形激活能为455kJmol,并列出了这种高强度奥氏体不锈钢的热变形方程ε=4.173·1016[sinh(α·σp)]4.06exp-455000RT。基于动态材料模型建立了其在常见形变量之下的热加工图(ProcessingMap)。试验结果说明,该奥氏体不锈钢具有较高的动态再结晶温度,在1150℃变形能量消耗效率达到最大值0.4。     

奥氏体不锈钢的形变与阳极溶解的相互作用

研究了形变对奥氏体不锈钢在酸性氯离子溶液中阳极溶解的加速作用以及阳极溶解对力学行为的影响。形变使腐蚀电流密度显著增加,使阳极和阴极反应加速。阳极电流不但使恒载荷下的不锈钢蠕变速度增加,而且使屈服强度下降。形变的热激活理论分析表明蠕变速率的对数和阳极电流的对数成线性关系,屈服强度的倒数和阳极电流的对数成线性关系,这和实验结果符合得很好。     

一种不锈钢管充气焊接控制装置及其使用方法

<正>涉及一种不锈钢钢管充气焊接控制装置及其使用方法,该控制装置包括不锈钢钢管、调节阀、软管、调节杆和支管。在调节阀前端连接有软管,软管一端套在调节阀上,另一端套在不锈钢钢管上;在调节阀后端设有支管,调节阀上部设有调节杆,在软管与不锈钢钢管连接部位的软管上套有卡箍,在卡箍上设有调节条和调节器。该控制装置使用时通过调节器和调节     

316LN奥氏体不锈钢的高温流变行为与本构模型

利用Gleeble-3500热模拟试验机对锻造态316LN不锈钢进行了等温热压缩试验,研究了应变速率为0.001～1 s^-1、变形温度为1223～1523 K、压缩变形量为65%条件下材料的高温流变行为,建立了流变应力本构模型,并将其应用于Deform-3D软件平台,通过导入新材料数据,考虑界面摩擦等尺寸仿真了热模拟试验结果。结果表明:相同应变速率下,随着变形温度升高,316LN奥氏体不锈钢的压缩应力逐渐减小;相同变形温度下,随着应变速率增加,材料的压缩应力逐渐增大;且在真应力-真应变曲线中,随应变量增大,压应力在后期逐渐达到一个稳定值;考虑界面摩擦因数,并利用Arrhenius本构模型进行变形模拟仿真说明了本构方程和仿真模型的有效性和可靠性,可为316LN不锈钢材料的工程应用提供研究基础和理论依据。     

SS304不锈钢在室温单轴循环加载下的时相关棘轮行为

对SS304不锈钢在室温单轴循环加载下的时相关棘轮行为和时相关应变循环特性进行了实验研究．讨论了材料在不同加载速率、不同保持时间和不同加载波形下的循环软／硬化行为和棘轮行为特征．结果表明：即使在室温下,SS304不锈钢也表现出明显的时相关效应;材料的循环变形行为,特别是棘轮行为明显地依赖于加载速率和保持时间以及加载波形的形状．研究得到了一些有助于时相关循环变形行为本构描述的结论．     

NUMERICAL ANALYSIS OF THREE-DIMENSIONAL FLUID FLOW AND HEAT TRANSFER IN TIG WELD POOL WITH FULL PENETRATION

KEY WORDS TIG weld pool,full penetration,fluid flow,heat transfer,numericalanalysis     

熔透情况下三维TIG焊接熔池流场与热场的数值分析

建立了熔透情况下三维运动TIG焊接熔池中流体动力学状态及传热过程的数值分析模型。该模型考虑了试件全熔透情况下液态金属熔池表面的变形。采用贴体曲线坐标系处理熔池曲面,利用SIMPLER方法对不锈钢焊接试件熔池中的流场与热场进行了数值分析,并进行了焊接工艺试验对模型加以验证。结果表明,根据该模型得出的计算结果与实验值吻合情况良好。     

吸液管路对乳化液泵性能影响及改善研究

针对大流量乳化液泵吸液性能差的问题,以乳化液泵的吸液管路为研究对象,建立吸液胶管阀口吸入压力、压力损失及管路参数的数学模型,分析对泵容积效率的影响,并利用AMESim软件建立乳化液泵单个系统的仿真模型,对乳化液泵吸液动态特性进行仿真。分析了吸入压力、压力损失、管长、管径对泵液力端性能的影响。提出增加吸入压力、减小管路压力损失和最优管径管长等相关措施,为乳化液泵吸液管路的设计及优化提供参考。     

激光电弧复合焊接顺序对304不锈钢T形接头影响的模拟试验分析

建立304不锈钢T形接头三维有限元模型,研究激光电弧复合焊接顺序对304不锈钢T形接头热变形及残余应力的影响. 采用高斯面热源加高斯锥形体热源组合的热源模型,模拟激光电弧复合热源,并通过304不锈钢激光电弧复合堆焊工艺试验验证数值模拟激光电弧复合焊接过程的可靠性. 结果表明,焊缝截面熔池形貌的数值仿真结果与焊接工艺试验结果吻合较好,该热源模型能有效模拟激光电弧两种热源的复合作用. 确定多种焊接顺序方案,分析不同焊接顺序下T形接头温度场、残余应力和热变形情况,激光电弧复合焊接顺序对T形接头残余应力及热变形均有影响,通过对比不同顺序下残余应力值及热变形量发现,顺序焊接能有效减小焊接残余应力,同时反向焊接产生的热变形量最小. 综合分析,不锈钢T形接头顺序反向焊接的效果最佳.     

316L不锈钢表面Ni-Ti合金薄膜的力学特性研究

目的提高316L不锈钢表面的硬度及耐磨性能。方法采用磁控溅射法在316L不锈钢表面制备Ni-Ti合金薄膜,并通过纳米压入法对316L不锈钢表面、Ni-Ti合金薄膜和Ni-Ti合金材料的力学性能进行测试,分析不锈钢基Ni-Ti薄膜的耐磨性能。应用有限元反演分析方法求解基体和薄膜的弹塑性幂本构关系。结果316L不锈钢与Ni-Ti合金抵抗载荷的能力较弱,但316L不锈钢表面Ni-Ti薄膜抵抗外加载荷的能力较强,且抵抗塑性变形的能力得到强化。Ni-Ti薄膜、316L不锈钢基体和Ni-Ti合金的硬度分别为8.2795、5.2405、2.9498 GPa,薄膜的硬度明显大于基体和Ni-Ti合金,说明Ni-Ti薄膜使得316L不锈钢的耐磨性显著提高。薄膜的弹性性能较基体与Ni-Ti合金有明显优势。为研究薄膜的弹塑性性能,建立ABAQUS二维有限元模型,考虑Berkovich压头和试样之间摩擦系数为0.16,通过纳米压入实验和有限元分析的对比,反演分析分别计算得到基体和薄膜的特征应力、特征应变、应变强化因子,继而确定初始屈服应力,得到Ni-Ti合金薄膜和316L不锈钢基体的弹塑性幂本构关系。结论 Ni-Ti薄膜具有良好的力学特性,使316L不锈钢表面的硬度显著提高,因此有效提高了不锈钢的耐磨性能。     

Wear and transfer characteristics of carbon fiber reinforced polymer composites under water lubrication

The tribological characteristics of carbon fiber reinforced polymer composites under distilled-water-lubricated-sliding and dry-sliding against stainless steel were comparatively investigated. Scanning electron microscopy (SEM) was utilized to examine composite microstructures and modes of failure. The typical chemical states of elements of the transfer film on the stainless steel were examined with X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Wear testing and SEM analysis show that all the composites hold the lowered friction coefficient and show much better wear resistance under water lubricated sliding against stainless steel than those under dry sliding. The wear of composites is characterized by plastic deformation, scuffing, micro cracking, and spalling under both dry-sliding and water lubricated conditions. Plastic deformation, scuffing, micro cracking, and spalling, however, are significantly abated under water-lubricated condition. XPS analysis conforms that none of the materials produces transfer films on the stainless steel counterface with the type familiar from dry sliding, and the transfer of composites onto the counterpart ring surface is significantly hindered while the oxidation of the stainless steel is speeded under water lubrication. The composites hinder transfer onto the steel surface and the boundary lubricating action of water accounts for the much smaller wear rate under water lubrication compared with that under dry sliding. The easier transfer of the composite onto the counterpart steel surface accounts for the larger wear rate of the polymer composite under dry sliding.