基于超声无损检测的扩散连接界面缺陷尺寸评估

针对扩散连接界面缺陷的无损检测问题，开展了人工缺陷试样的水浸超声检测试验研究，提出了扩散连接界面缺陷超声响应模型，开发了一种通过超声检测评估界面缺陷厚向尺寸的检测手段. 首先利用扩散连接的方法制备了带有人工缺陷扩散连接试样，采用30 MHz的入射波频率，对试样进行水浸超声无损检测. 基于超声无损检测原理提出了未焊合缺陷的超声响应模型，引入扩散连接界面劲度系数K作为桥梁建立起超声反射波反射率与界面缺陷尺寸之间的联系. 通过特定检测位置的超声反射波数据和实际微观缺陷尺寸数据拟合确定超声响应模型常数，进而实现基于超声无损检测的界面缺陷厚向尺寸评估. 结果表明，传统超声C扫描一般只是定性地反映缺陷存在与否，而厚向尺寸评估方法的提出在一定程度上为超声C扫描做了补充，有助于缺陷尺寸的定量检测，实现缺陷危害等级的评估.     

基于MOOSE开发的中子扩散问题求解程序

基于MOOSE平台，开发了用JFNK方法求解中子扩散本征值、瞬态问题的程序。在程序中实现了反照率边界条件和真空边界条件的设置。通过基准题TWIGL对程序进行了验证，发现对于本征值和瞬态问题，模拟解和参考解都是一致的。程序中采用全隐式Newton法求解中子本征值问题，并与经典幂迭代法进行了对比，发现Newton法能极大减少非线性步的步数，大幅加快收敛速度。采用全空间时空动力学对中子瞬态问题进行求解，可精确跟踪空间中任何一点在瞬态过程中的变化，时间项处理采用向后欧拉差分，时间步长为0.01 s和0.05 s的计算结果和采用0.001 s为时间步长的参考解吻合得很好，说明程序在较大的时间步长下也能保证问题的收敛性和精度。     

TiZrCuNi钎料真空钎焊纯钛TA1接头界面的显微组织和钎料元素扩散行为

用Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni钛基非晶钎料真空钎焊纯钛TA1后,研究了钎焊接头界面的显微组织和钎料元素扩散行为。结果表明:钎焊接头由钎焊缝、钎焊缝与母材界面区、细小针条状物扩散区、密集条片状物扩散区和粗大条片状物扩散区组成,对应的组织分别为β相、β相+细小条状α相、魏氏体、粗大魏氏体+(Ti,Zr)2(Cu,Ni)金属间化合物、α相+Ti2(Cu,Ni)+Ti Ni Fe金属间化合物;镍元素向钛基体中扩散的距离最长,铜元素的扩散距离居中,而锆元素的扩散距离最短;锆元素均能与α-Ti和β-Ti形成连续固溶体,但β相固溶锆原子的能力强于α相固溶锆原子的能力,铜元素和镍元素均主要固溶在β相中。     

融合环境因素的有限空间毒气扩散危害程度分析

为探究环境因素对毒气扩散危害程度的影响,通过对比有限空间内外环境差异,了解气体在有限空间内受力情况,并以传统高斯烟羽模型为基础,考虑扩散气体与有限空间边界碰撞产生的反射作用,建立了适用于有限空间气体扩散的改进高斯烟羽模型。深度剖析有限空间气体扩散环境,挖掘气体扩散主要关联因子,构建风速、地表粗糙度对有限空间气体扩散的影响函数;参照有限空间环境特征,分别设置3种不同风速与2种不同地表粗糙度,推求6种不同环境条件下气体扩散面积,阐明风速与地表粗糙度对有限空间气体扩散的影响程度。结果表明:在单一风速条件下,风速越高,地表粗糙度越低,洞室内H2S气体滞留时间越短,洞室内气体的扩散面积越小;风速越低,地表粗糙度越高,洞室内气体的扩散面积越大。     

正交各向异性材料结构的传热拓扑优化研究

基于变密度法建立了正交各向异性材料结构的稳态传热拓扑优化模型,完成了变截面梁和圆锯片的传热拓扑优化,散热弱度最大分别降低了68.78%和74.82%,同时减重39.03%和23.75%;重点研究了各向异性因子和材料方向角对各向异性材料结构最优拓扑构型及散热效果的影响。结果表明:散热效果均随各向异性因子增加而增强,当各向异性因子小于和大于1时,各向异性材料结构的散热性能分别劣于和优于各向同性材料结构。变截面梁的材料方向角及各向异性因子对其最优拓扑构型及散热效果影响很大;而对于几何形状及热载荷均对称的圆锯片,其材料方向角对最优拓扑构型及温度分布无影响。变截面梁的材料方向角建议在60°～75°之间取值,在各向异性材料结构传热拓扑优化中,合理选择各向异性因子和材料方向角可获得较优拓扑构型。