热浸镀铝锌液中Ti添加量对镀层性能的影响

目前,热浸镀铝锌液中Ti含量对镀层锌花尺寸及镀层质量影响的研究还不够深入.向热浸镀锌铝液中添加不同含量的Ti,对DX51D+ AZ冷轧钢板热浸镀铝锌.采用扫描电镜及能谱仪分析镀层形貌及成分;采用盐雾试验分析镀层的耐蚀性;测试了镀液成分、镀层质量及镀层弯曲变形性;研究了Ti含量对Zn-55 ％Al合金镀层性能的影响.结果表明:镀液凝固组织及镀层组织均为富铝相、富锌相、富硅相及Al-Zn-Fe-Si化合物相;Ti含量对铝锌镀层组织结构无明显影响,当钛含量为0.034％,0.046％时镀层组织中含Ti,并且存在于富铝相中;Ti在热镀铝锌的镀层形成过程中提供了更多的异质形核点,有助于减小锌花尺寸;Ti对镀层的成形性无明显影响,但可显著提高镀层的耐腐蚀性.     

冷却工艺对镀铝锌钢板锌花尺寸与组构的影响

为提升厚规格镀铝锌板的表面质量、控制锌花尺寸、增强镀层观赏性,使用热浸镀模拟机组在厚规格钢板基体上制备了不同镀后冷却工艺的铝锌镀层(55.0Al-43.4Zn-1.6Si),使用扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)观察了镀层表面和截面的微观形貌及元素分布,探讨了镀后冷却工艺对铝锌镀层锌花尺寸、表面及截面形貌与结构的影响。结果表明:对于厚规格镀铝锌钢板,在600-380℃温度区间增大镀后冷却速率可降低锌花尺寸、增加枝晶取向的多样性,从而增强锌花立体感;同时可细化镀层组织、减小镀层表面二次枝晶间距,并降低金属间化合物层厚度。冷却过程中,600-520℃温度区间是镀层组织形核长大的关键阶段,因此在该温度段增大冷却速率可较为显著地减小锌花尺寸、细化镀层组织、提升镀层观赏性。     

钢基表面热浸镀55%Al-Zn-1.6Si合金镀层物相特征及腐蚀行为

采用OM、SEM、EDS、XRD等分析技术研究了镀层锌花特征、成分、相组成及厚度测量;采用辉光放电光谱仪(GDOES)研究沿镀层厚度方向上各元素的含量变化规律;通过盐雾试验对镀层进行腐蚀测试,并探讨镀层在腐蚀过程中的组织演变规律。结果表明:镀层表面锌花呈现树枝叶晶网格状、碎点状、六角星型3种形态,不同形态锌花成分相差无异;镀层整体厚度为17~18μm,外镀层为11~13μm,金属化合物层4~5μm;外镀层相组成除Al、Zn线条外,还有微量的FeAl3相、α-Fe-Al-Si等,且Al、Zn含量之和维持在96%以上;越靠近金属化合物层时,其Al、Zn含量越少,而Fe元素含量逐渐上升,抵达钢基体含量为100%。在中性盐雾试验144h周期内,镀55%Al-Zn-1.6Si合金镀层表现出了优异的耐腐蚀能力。     

热浸镀锌铝镁钢板镀层组织及腐蚀性能研究

锌铝镁镀层钢板比普通的镀锌钢板具有更加优异的耐腐蚀性能,本研究利用热镀锌模拟器在实验室制备了热浸镀锌铝镁合金镀层钢板,利用扫描电子显微镜SEM观察了镀层表面及截面的微观组织,利用能谱EDS进行了微区成分分析;利用电子探针EPMA对镀层的表面及截面进行了元素分布分析,利用盐雾试验方法对锌铝镁镀层钢板的耐腐蚀性能进行了研究,利用X射线衍射分析了镀层及镀层盐雾试验腐蚀产物的物相组成。结果表明,热浸镀锌铝镁镀层钢板比普通镀锌板具有更加细致的组织,镀层主要由MgZn2与含Al富锌相构成的共晶相和MgZn2组成,另外还存在一些粒状富铝相和块状富锌相,Zn-Al-Mg镀层比普通镀锌板具有更强的耐腐蚀性能,最后分析了锌铝镁镀层钢板的耐盐雾腐蚀机理。     

Zn-Al-Mg-RE合金镀层钢丝的研制

旨在通过对热浸镀锌层进行合金化 ,以达到既能提高镀层的耐蚀性 ,又能降低镀层重量、减少锌耗、降低成本的目的。通过向锌液中加入适量的Al、Mg、RE、Ti和B等元素进行合金化处理 ,以对助镀剂的适应性及镀层表观状况、镀层附着性、镀层重量、镀层耐蚀性等为评价指标 ,研究了Zn Al RE、Zn Al Mg RE、Zn Al Ti B和Zn Al Mg RE Ti B系合金热镀技术条件及镀层钢丝的性能 ,优选出了一种低铝的Zn Al Mg RE合金镀层。工业试验结果表明 :与常规热浸镀锌层相比 ,该合金镀层的表面质量较好 ,镀层重量减少 10 %～ 2 0 % ,锌液表面锌灰的生成量减少。而电化学测试、醋酸盐雾腐蚀测试和中性盐雾腐蚀测试结果表明合金镀层比普通热浸镀锌层耐蚀。     

铝锌硅热浸镀液的侵蚀性及镀层结构与性能研究

为了解热浸镀铝锌硅钢板的耐蚀机制,通过试验考察了普通低碳冷轧钢板在600℃的铝锌硅(55?43.4%Zn1.6%Si)热浸镀液中的失重减薄规律,利用扫描电镜及能谱仪对镀层的微观结构及微区成分进行了分析,并利用X射线物相分析技术对合金层进行了物相分析.结果表明:钢板在镀液中的质量损失与浸镀时间大致呈线性关系;镀层主要由富铝的树枝晶、树枝晶问的铝锌共晶、针状富硅相以及合金层4个部分组成,这种独特的结构决定了铝锌硅镀层钢板具有优良的防腐蚀、耐热性能.     

金属镀层对铝/钢激光熔钎焊接头组织与性能的影响

针对在铝/钢焊接过程中,钢的表面金属镀层对铝/钢激光熔钎焊接头性能有着重要影响的问题,研究铝合金在不同金属镀层的低碳钢表面的铺展效果,通过SEM对不同金属镀层下熔钎焊接头界面微观组织形态、金属间化合物厚度、种类等进行分析,并进一步研究不同金属镀层下铝/钢接头的力学性能及断口形貌。结果表明:钢表面的金属镀层对铝/钢激光熔钎焊过程中5A06铝合金在钢上的铺展与浸润有着较大的影响,其中5A06铝合金在镀铝钢上的铺展效果最佳,且铝合金与镀铝锌钢熔钎焊的接头抗拉性能最好,达到母材铝合金的70%。铝/钢界面金属间化合物主要由铝铁金属间化合物组成,其中在镀铝钢、镀铝锌钢、镀锌钢中主要存在Fe2Al5,FeAl3,FeAl等金属间化合物,在镀镍钢界面中还存在Fe4Al13等金属间化合物。     

0Cr18Ni10Ti不锈钢热浸镀铝及高温扩散后的高温氧化行为

为提高0Cr18Ni10Ti不锈钢的抗高温氧化能力,采用熔剂法在0Cr18Ni10Ti不锈钢表面制备热浸镀铝层,并经950℃、2 h高温扩散。采用SEM、EDS对热浸镀铝高温扩散试样及不锈钢试样900℃氧化不同时间的表面、截面进行了形貌观察及成分分析。结果表明:镀铝高温扩散试样的氧化动力学曲线较平缓且氧化增重较小;0Cr18Ni10Ti不锈钢经900℃、100 h氧化后表面主要由Fe2O3组成,氧沿晶界向内扩散产生内氧化;镀铝高温扩散试样900℃氧化期间,表面主要由Al2O3氧化膜组成,有效地阻止了合金元素与氧的互扩散,Ni元素在Fe Al层与Al固溶层富集阻碍了Fe Al合金层Al向基体扩散,使镀铝高温扩散试样Fe Al合金层经900℃、100 h氧化后Al元素贫化量较少。镀铝高温扩散试样900℃、100 h下的抗氧化性能优于0Cr18Ni10Ti不锈钢。     

锰对扩散退火后热浸镀Al-Mn镀层抗磨粒磨损性能的影响

采用SEM,EDS,XRD等方法分析经扩散退火后Al-Mn镀层的组织结构、元素成分及表面形貌.采用动载磨粒磨损试验机研究Al-Mn镀层的抗磨粒磨损性能,并探讨其磨损机理.结果表明:纯铝镀层主要是由Fe4 Al13相和FeAl相组成,铝锰合金镀层表面主要是由MnAl6,Mn3Al10,Fe4Al13相组成;Mn含量接近共晶点的Al-2％(质量分数,下同)Mn试样抗磨粒磨损性能最好;纯Al、Al-2％Mn镀层的磨粒磨损是微观断裂(剥落)机理占主导地位,Al-9％Mn,Al-13％Mn镀层的磨料磨损主要是多次塑变(微观犁皱)引起的.     

热成型钢板、铝硅镀层钢板和热镀纯锌镀层钢板的耐蚀性研究

过去几年,热成型镀层钢板被广泛用于汽车轻量化零部件,以满足汽车工业日益严苛的燃油消耗、温室气体排放和乘员安全性法规要求。利用金相显微镜、扫描电子显微镜和盐雾试验箱等设备,对裸板、锌基镀层和铝硅镀层热成型钢板的形貌和腐蚀性能进行对比分析。结果表明：3种热成型材料的金相组织均为马氏体和少量残余奥氏体组织;铝硅镀层和锌基镀层热成型钢板镀层完整,未出现贯穿到基材的裂纹;热成型裸板脱碳层深度约为10μm,铝硅镀层由α-Fe相、Fe₂Al₅相、FeAl相和Fe₂Al₅相4层结构组成,锌基镀层主要由α-Fe相组成;裸板、铝硅镀层、锌基镀层热成型钢板在中性盐雾环境下出现5%红锈的时间分别为6,76,96 h,腐蚀深度分别为257,134,66μm;经电泳处理后的裸板、铝硅镀层、锌基镀层热成型钢板在中性盐雾环境下的腐蚀宽度分别为75.6,42.3,143.8μm,腐蚀深度分别为32.2,7.0,2.5μm,抗腐蚀性能排序为锌基镀层电泳板>铝硅镀层>裸板。     

A geometrical non-linear brick element based on the EAS-method

This paper presents the development of a 3-D brick element with enhanced assumed strains for a geometrically non-linear theory. Some linear and non-linear examples show that this element can be used successfully in the whole range of solid structures. Thin 2-D- and 3-D-beam and shell structures are calculated with few 3-D elements and the results are the same as for shell or beam elements. © 1997 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于无单元声波叠加的自辐射近似解析表达研究

传统波叠加法中虚拟声源必须设于结构体内离表面一定距离处,否则会使算法中的自辐射项中的格林函数产生奇异性,无法正确计算声场。针对这一问题,研究了针对振动结构辐射表面离散化域形成的无单元空间离散域波叠加计算方法,采用奇异点挖去法、部分积分区域替换法和不变量嵌入法克服当声源点与接收点重合时格林函数的奇异性问题,得到自辐射声压项和速度项的非奇异表达。然后利用速度边界条件确定声源强度和声压。通过具有解析解的脉动球源的例子验证,该近似解析表达式能较好地代表声压和速度自辐射项,从而实现声场的预测。     

基于FEM/BEM变速器箱体辐射噪声的研究

采用有限元和边界元联合的方法对变速器箱体的辐射噪声进行分析研究。首先针对某型车辆变速箱箱体,建立箱体与箱体内机油的流固耦合有限元模型和箱体的边界元模型,并分析其所受激励载荷;然后进行强迫振动有限元的数值仿真计算,并通过试验进行验证,试验数据与仿真数据基本吻合;最后将振动的有限元计算结果作为箱体边界元模型的边界条件进行噪声辐射的数值仿真计算。根据计算的结果,对该箱体的结构进行有针对性的加筋强化,仿真计算的结果表明,进行加筋处理后的箱体噪声辐射能得到有效的抑制。     

Assessment of a composite beam finite element based on the proper generalized decomposition

In this paper, a finite element based on the Proper Generalized Decomposition (PGD) is presented for the analysis of bi-dimensional laminated beams. The displacement field is approximated as a sum of separated functions of x (axial coordinate) and z (transverse coordinate). This choice yields to an iterative process that consists of computing a product of two one-dimensional functions at each iteration. The capability and the behavior of the PGD approach are shown on isotropic beam with different slenderness ratios. A second and fourth-order expansion with respect to the thickness are considered. Mechanical tests for thin/thick laminated and sandwich beams are presented in order to evaluate the two approaches. They are compared with elasticity and 2D finite element reference solutions.     

某型高压油泵壳体表面辐射噪声特性研究

采用有限元与边界元联合求解的方法对高压油泵壳体表面辐射噪声特性进行研究。利用Pro/E软件建立了高压油泵壳体三维模型,利用Abaqus软件求解其表面振动响应,把其结果作为在Virtual.Lab Acoustics软件中边界元求解辐射声场时的边界条件,并分析了对整体表面辐射噪声声功率贡献较大的部位,计算结果与试验结果吻合较好,表明该方法可行性高,并为后续高压油泵结构的改进设计提供了参考。     

结构外声场分析中的无限元法

无限元法在声场分析中逐渐开始应用,本文研究了声场分析的无限元法的基本理论,比较了边界元法与无限元法的优缺点,分析了无限元法收敛精度的相关因素,通过对无限元法在结构外声场分析中实际应用的几个相关参数的计算,主要包括坐标原点的选取、无限元阶数、坐标矢量的定义等,总结了无限元法应用时重要参数的几条规律,对无限元法在声场分析领域的应用推广具有一定的理论与实用价值。     

主轴系统结合面对主轴系统动力学特性的影响分析

数控机床主轴系统存在着主轴-轴承、主轴-刀柄、刀柄-刀具结合面,这些结合面的特性对主轴系统动力学有着显著的影响,而获得该影响规律对于主轴系统动态设计及动力学修改有着重要意义。本文以某立式加工中心主轴系统为对象,采用有限元法对其进行了动力学建模,在此基础上,对比分析了结合面特性对该主轴系统固有特性和刀尖点频响函数的影响规律。具体可以描述为：主轴-轴承结合面特性影响主轴系统的刚体模态和刀尖点低频段的频响函数;而主轴-刀柄结合面、刀柄-刀具结合面特性直接影响主轴系统的弹性模态和刀尖点高频段频响函数。此外,本文研究也可为主轴系统动力学特性及稳定性预估提供参考。     

铁路环境振动对厂房内精密仪器的影响分析

以龙烟铁路沿线厂房内的精密仪器为研究对象,利用有限元法,建立轨道-桥梁及桥墩-基础-土体计算模型,计算货车在不同运行速度下引起的大地振动响应,得出振动加速度、速度及位移沿距离的衰减规律,分析铁路环境振动对铁路沿线厂房内精密仪器的影响。研究表明：列车速度对振动响应的影响较大,速度越高,地面上相同位置上的振动响应越大;振动加速度、速度和位移沿距离的衰减特性基本一致,呈现指数曲线的衰减规律;若不考虑精密仪器的自身隔振能力,两列货车以120km/h和100km/h的速度在精密仪器附近交会时,加速度、位移及y方向的速度预测值满足仪器振动限值要求,x和z方向的速度预测值超出了仪器振动限值要求;考虑精密仪器自身基础的隔振能力后,振动预测值均满足仪器振动限值要求。     

基于有限元与边界元耦合法的波浪力分析

利用有限元与边界元耦合法对三维无界区域中直立圆柱所受的波浪力进行进行计算,把整个求解区域分成内域或外域两部分,在内域采用有限元法,对外域采用边界元法,数值计算的结果与理论解吻合良好,表明该方法有效。     

基于鼓包法的薄膜材料界面结合能的测定

薄膜材料的应用范围越来越广泛,薄膜材料的界面结合能对其使用过程具有重要影响。鼓包法是测量薄膜材料界面结合能的一种重要的方法。通过有限元软件ABAQUS模拟鼓包实验,并用ABAQUS中的内聚力模型表征薄膜与基底之间的界面性能,最终得到薄膜材料的界面结合能。计算结果表明:薄膜开裂时的压强和挠度的乘积与界面结合能呈线性关系,且斜率随鼓包模型的孔径变化而变化。通过不同孔径下的模拟最后得到Ni薄膜界面结合能的表达式,且表达式中的参数在实验过程中简单易测。