脉冲电流对Al-Cu-Mg合金凝固过程中热裂纹的影响北大核心CSCD

通过施加脉冲电流,采用自行设计的低频中压脉冲电源研究了脉冲电流对Al-Cu-Mg合金凝固过程中热裂纹的影响。结果表明,脉冲电流可以有效抑制热裂纹的产生与扩展,在脉冲频率0~400 Hz范围内,随着脉冲频率的增加,裂纹体积在下降,在400 Hz的时候,裂纹体积最小达到43.18 mm^3,但继续增加脉冲电流频率,裂纹体积在增加。     

脉冲电流对纯铝凝固组织及性能的影响

通过控制脉冲电流的频率及处理时间,研究脉冲电流对纯铝凝固组织及性能的影响。结果表明,脉冲电流能使纯铝的凝固组织由柱状晶转变为等轴晶,脉冲频率为50 Hz时,组织细化效果达到最佳,截面等轴晶面积比率最大,横向截面等轴晶平均面积最小。处理后的试件布氏硬度、抗拉强度、屈服强度、延伸率分别提高9.79%、13.93%、9.33%、10.37%。     

碳化钨钢结硬质合金热疲劳裂纹形成机理研究

对含有35%WC 的钢结硬质合金在热应力作用下热疲劳裂纹形成过程进行了反复观察。结果表明:此过程存在明显的裂纹萌生孕育期:首先在缺口边缘上出现凹坑;随着热循环次数的增加, 凹坑数目增多且尺寸变大。第一条热裂纹在最早出现的凹坑底部形成。与此同时, 在缺口前沿区, 原有的及后生的微孔也随热循环次数的增加而增多且变大;最终, 微孔连接形成热裂纹。     

热损伤砂岩力学特性与声发射试验研究

为探讨不同温度作用下砂岩热损伤力学特性与声发射演化规律,借助MTS815岩石力学伺服试验机配套声发射仪对砂岩开展不同温度下的试验(25、100、200、400、600、800、1 000℃)。结果表明:砂岩表观形态与体积发生变化的临界温度为400℃;脆延性转化的临界温度为600℃;弹性模量呈现出先增加后降低的变化趋势,相反,孔隙度的演化规律为先降低后增加;初始加载至屈服阶段,声发射计数呈零星状态分布;屈服阶段至加载结束,声发射计数密度急剧增加;基于声发射累积计数定义的损伤变量能够较好地表征整个损伤演化过程,并结合有效介质理论和裂纹闭合模型得到了理论的应力-应变曲线。     

红砂岩受高压电脉冲击穿作用下的破裂行为试验研究

高压脉冲放电破岩具有绿色环保、能量可控的特色,是一种应用前景广阔的新兴岩石破碎技术。通过电击穿试验分析了高压脉冲作用下红砂岩的破裂机制,研究了不同试件尺寸和放电电压下红砂岩的破裂模式及破裂程度。结果表明：高温和冲击波是导致试件破裂的内在机制。高压电脉冲作用下,红砂岩在电极附近由于等离子通道贯通后的迅速膨胀作用形成击穿区,损伤最为严重。击穿区外侧受冲击波的影响出现径向裂纹,冲击波强度足够时可继续诱发试件边界附近出现剥落裂纹。击穿区、径向裂纹及剥落裂纹的形成与试件的尺寸和放电电压密切相关。采用裂纹密度和分形维数两个指标量化分析了高压脉冲作用后试件的破裂程度。随着试件尺寸增加,试件由块状破碎转变成穿孔破坏模式,试件的裂纹密度、裂纹的复杂程度以及分形维数呈现出降低趋势。随着放电电压的增加,试件由穿孔破坏模式转变成块状破碎,其裂纹密度、裂纹的复杂程度和分形维数呈现增加趋势。     

水中高压电脉冲放电致裂不同强度煤体效果研究

为探明高压脉冲放电技术对不同物理力学特性煤体的致裂效果,用相似材料替代煤岩地层,运用高压脉冲放电系统对不同强度的相似材料进行水中放电致裂实验并分析致裂效果。研究表明:宏观来看,试样强度越大,形成贯通裂纹所需脉冲放电次数越多,所需要的能量也就越大;试样强度越小,形成贯通裂纹后的试样钻孔内部裂隙发育越丰富。裂纹的扩展程度都呈现三个阶段,即准备阶段、发展阶段和破环阶段;但随着试样强度的增大,准备阶段的次数增加,即需要更大能量为发展阶段做准备。裂纹的扩展速度都呈现出"慢-快-慢"的趋势。微观上来看,钻孔周围的裂纹随实验次数增加明显变宽,直至破碎,而这种现象随着距钻孔的距离越大越不明显。     

宏观石墨颗粒增强工业纯铝金属基复合材料位错阻尼机制的研究

运用空气加压渗流技术制备了宏观石墨颗粒增强的工业纯铝金属基复合材料, 在25～400 ℃温度范围和频率为0.5、1.0和3.0 Hz条件下在多功能内耗仪上测量了材料的内耗和相对动力学模量; 用透射电子显微镜对材料的微观结构进行了观察。依据内耗测量和微观分析研究了宏观石墨颗粒增强工业纯铝金属基复合材料的位错阻尼行为。结果表明, 在频率0.5～3.0 Hz范围内, 复合材料的阻尼与致密工业纯铝的阻尼相比较, 阻尼性能提高2～3倍。复合材料阻尼能力随着石墨颗粒体积分数的增加而增加, 但相对动力学模量在减小, 材料的位错阻尼是一种重要的阻尼机制。     

岩石热损伤破裂的数值模拟研究

基于颗粒流离散元程序PFC^2D建立热力耦合数学模型，针对温度作用下花岗岩的破坏裂纹扩展演化规律展开模拟研究。数值模型计算结果表明：热冲击下数值模型的裂纹均从四周开始向内部延伸，并在边界处产生相对较密的裂纹；升温与降温均会对岩石造成一定的热损伤，升、降温过程中裂纹均率先出现在热膨胀系数较大的颗粒之间，400℃为该岩种的起裂温度；升降温过程分别产生的主要裂纹的力学属性不同；降温导致岩石宏观力学特性小幅增强后大幅劣化，力学性质衰减42%。计算结果与试验现象保持较好的一致性。     

热破裂花岗岩渗透率变化的临界温度

利用600℃20 MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机测量了"鲁灰"花岗岩(200 mm×400 mm)在三轴应力作用下升温过程中渗透率的变化。发现热破裂花岗岩的渗透率随温度变化存在一个临界温度Tc,即300℃。低于该临界温度时,渗透率较小,其量级为10-19m2,并且增幅较小;高于该温度后,渗透率出现了突变,且增幅较大,300~400℃,其数值增加一个量级,为10-18m2;在400℃时,渗透率的数量级增大至10-17m2。同时采用MPV-SP显微光度计定量地研究了"鲁灰"花岗岩试样20~400℃热破裂过程中裂纹数量的变化。长度大于5μm(即l5μm)和长度大于10μm(即l10μm)的微裂纹数量出现两个峰值,并且l5μm的微裂纹数量变化的峰值温度均小于l10μm的微裂纹数量变化的峰值温度;300℃后l10μm的微裂纹数量增加较快,其增加速率约1个/10℃。300℃后微裂纹的快速增加是导致热破裂花岗岩渗透率突然增加的主要原因。     

振动切削钴结壳破碎减阻机理分析

将螺旋滚筒式振动切削应用于深海钴结壳的开采, 对振动切削钴结壳的过程进行了分析, 从理论上研究了振动切削钴结壳的减阻机理, 认为振动所产生的应力脉冲是引起裂纹高速扩展的原因, 只有当振动频率在一定的范围之内时才能引起裂纹的高速扩展、分叉, 最后导致破碎。同时分析了施加振动后对切削阻力的影响。通过实验证实, 引入振动脉冲, 滚筒截齿切削力确有较大幅度的降低, 载荷波动也有所减缓, 并使钴结壳粒度更集中控制在某一范围内。     

宏观石墨颗粒对锌铝共析合金阻尼行为的影响

采用内耗技术系统研究了宏观石墨颗粒对锌铝共析合金阻尼行为的影响, 宏观石墨颗粒增强的锌铝共析合金的阻尼特征用内耗来表征。宏观石墨颗粒的大小为毫米量级(0.5～1.0 mm), 石墨颗粒体积分数高达63%。在温度范围为25～400 ℃、低频率和低应变振幅条件下在多功能内耗仪上采用连续变温方式测量了材料的内耗和相对动力学模量。利用空气加压渗流技术制备了宏观石墨颗粒增强的锌铝共析合金。含不同宏观石墨颗粒体积分数和大小的锌铝共析合金同致密的锌铝共析合金阻尼相比较, 发现在锌铝共析合金中加入宏观石墨颗粒大大增强了材料的阻尼能力。依据内耗测量讨论了宏观石墨颗粒增强的锌铝共析合金的阻尼机制。     

煤岩破裂过程声发射时-频信号特征与演化机制

掌握声发射信号时-频域特征及其与煤岩力学性质间的本质联系是利用该方法预测、预警煤岩失稳的基础。以具有不同夹矸和原始裂隙煤岩压缩破坏声发射监测试验为基础,引入小波变换方法,结合数字信号分析、岩石力学等相关理论深入分析煤岩破坏过程声发射时-频信号演化规律,构建了裂纹扩展释放弹性能引起应力波的振幅、频率力学表达。结果表明:受所含弱夹矸或裂隙增加影响煤岩强度、弹性模量降低,峰后软化特征明显,声发射存在由低幅振荡向高幅脉冲转化的信号激增点,强度越高,能量信号幅值显著提高、累积总能量越多,波形幅值增加,信号波形两相邻波峰间隔时间增长,夹杂的小幅振荡波越少;db5和sym2小波基函数分别与激增点、峰值点时域波形相似度最高,更适用于煤岩声发射信号研究;试验所用煤岩声发射信号主频带为0～70 kHz,煤岩强度越低信号频率分布越宽泛,随所受应力升高信号频带分布范围逐渐向主频移动。弹性模量和裂纹扩展速率共同确定了应力波振幅的变化范围,裂纹尺寸决定了振幅和频率的变化趋势,裂纹扩展速率是决定应力波频率的关键参量,进而3个参量共同影响声发射信号时-频特征。试验结果建立了裂纹表征参量与声发射信号频率、幅值的定性描述,为提高声发射信号监测准确性提供了理论基础,开展该理论的定量化应用是后续研究工作的重点。     

正入射爆炸应力波与运动裂纹作用的动态光弹性实验研究

采用动态光弹性实验方法,研究了正入射爆炸应力波对运动裂纹的作用效果。实验得到了运动裂纹与正入射爆炸应力波作用过程的光弹等差条纹变化图,分析了正入射爆炸应力波对运动裂纹尖端动态应力强度因子和裂纹扩展速度的影响效果,以及正入射爆炸应力波对运动裂纹扩展轨迹的影响。研究表明:正入射爆炸应力波对运动裂纹扩展方向没有明显影响,但对运动裂纹尖端动态应力强度因子和裂纹扩展速度有显著时间相关性的抑制和增强作用;当正入射爆炸应力波P波前端压缩脉冲相与运动裂纹相互作用时,裂纹扩展速度和裂纹尖端应力强度因子会受到抑制;当正入射爆炸应力波P波尾部拉伸脉冲相和S波与运动裂纹相互作用时,裂纹扩展速度和裂纹尖端应力强度因子则得到显著增强。     

基于低频涡流技术的振动筛梁裂纹检测方法

振动筛的现场工作实际,使得振动筛大梁极易出现疲劳裂纹,而振动筛大梁外壁又覆盖有橡胶包覆层,从而导致了对大梁裂纹的实际检测十分困难。针对目前现有检测方法都很难检测具有包覆层的铁磁性材料裂纹的现状,提出运用低频涡流检测方法。结合大梁检测的现场实际环境,运用COMSOL软件仿真得到7 mm包覆层厚度下涡流强度随着频率改变的变化趋势,并且进行相应的实验研究,得出了7 mm包覆层下不同大小裂纹的检测频率与幅值和相位之间的关系,进而确定了低频涡流的最佳检测频率,同时对实验结果进行了深入分析,确保了运用幅值与相位确定最佳检测频率的可靠性,从而为振动筛大梁裂纹的实际现场检测提供参考。     

载体对加压浸渍法制备的锌基脱硫剂的影响分析

以4A分子筛（4A）,γ-Al2O3（AL）,活性炭（AC）和半焦（SC）4种物质作为载体,硝酸锌为活性组分前驱体,采用加压浸渍法制备了系列负载型氧化锌精脱硫剂。借助XRD、BET和固定床脱硫性能测试等手段对负载型氧化锌精脱硫剂的物性参数及其脱硫性能进行了系统的研究。结果显示,载体的种类影响吸附剂中活性组分的成分,进而...     

时效处理对QBe2合金弯曲变形与微观组织的影响

通过三点弯曲实验和金相分析, 研究了时效处理对QBe2合金弯曲变形与微观组织的影响。结果表明, 相同状态下(硬态、半硬态), 在300, 350, 400, 450 ℃下进行时效处理, 随温度升高, QBe2合金最大弯曲变形应力均比原始试样减小;硬态、400 ℃/4 h时效处理后合金的最大弯曲应力最小, 为23.52 GPa;时效后硬态铍青铜的抗弯曲变形效果比半硬态好;随时效温度升高, 组织内γ相含量、晶界反应量不断增多。     

熔盐电解法制取Al-Li 母合金

以LiCl-KCl 为电解质, 铝为阴极, 在450 ℃下采用熔盐电解法直接制取铝锂母合金, 并研究了熔盐电解法生产铝锂合金的工艺条件。结果表明:随着电流密度、电解时间的适当增加, 合金中锂的含量逐渐增加;但是过大的电流密度和过长的电解时间会导致阴极出现开裂现象, 使工艺条件不稳定, 影响产品质量。     

人工海水冲刷时间对B10管电化学性能影响的研究?

利用自行设计的循环冲刷试验机,以人工配置海水为介质,对B10铜镍合金管材Φ57×2.5 mm进行冲刷腐蚀试验.结果表明,随冲刷时间延长,开路电位正移,在冲刷192 h时达到0.08 V;腐蚀电流密度降低,腐蚀电位升高,在192 h时分别为9.060×10-6 A·cm-2和0.039 V;阻抗谱高频区和低频区的容抗弧半径增大,电荷转移电阻和膜层电阻分别达到1764Ω·cm2和232.1Ω·cm2.说明在海水的冲刷过程中,B10铜镍合金管的耐蚀性增强.