带耐火衬里高温反应器密封锥结构的设计

耐火衬里及支撑结构设计的可靠性是保证高温反应器壳体温度小于设计温度的关键因素。针对耐火衬里结构失效导致反应器壳体温度超过设计温度的问题,提出了一种双金属焊接的密封锥结构。该结构具有支撑金属衬里的作用以及将耐火材料与金属衬里之间的膨胀空间分割成多个密闭空间以阻止高温气体的流动,进而提高隔热可靠性。采用ANSYS软件中APDL语言建立了密封锥连接结构的有限元模型,通过研究密封锥不同角度以及厚度对计算结果的影响,得出了密封锥的最佳结构参数,并满足ASME标准的应力强度评定要求。模拟结果可为此类高温反应器耐火衬里结构的设计提供参考依据。     

无扩口导管拧紧力矩对其密封性能的影响

以某型飞机中无扩口液压导管为研究对象,结合飞机液压导管实际安装以及保压工况,利用有限元软件ANSYS中多线性随动强化来模拟导管弹塑性本构模型;对处于不同安装力矩以及恒定压力下的导管连接件进行仿真分析,研究安装力矩对导管管接头处的应力应变以及密封性能的影响,并给出参考安装力矩。构建液压导管安装试验台,利用力矩扳手采集拧紧力矩值并使用液压油车对导管进行加压试验,验证不同安装力矩对导管管接头密封性能的影响。结果表明:导管与卡套之间的胀形区域产生的大变形以及应力集中是引起导管管接头渗漏的主要原因之一;所提出的密封性能仿真方法可以较为准确地模拟拧紧力矩与密封性能的关系,为实际工程中导管安装提供依据。     

微织构刀具对工件表面残余应力影响有限元分析

针对微织构刀具对切削工件表面残余应力的影响,设计不同尺寸的垂直槽和平行槽微织构,利用有限元仿真技术,模拟不同类型、不同尺寸微织构PCBN刀具干式车削GCr15试验。通过对有限元结果进行研究分析,得到已加工表面残余应力分布情况,并与无织构PCBN刀具对比,分析微织构对已加工表面残余应力的影响。有限元仿真结果表明:与无织构刀具切削工件表面获得拉应力相比,槽型织构刀具切削后的工件已加工表面呈现压应力,提高工件表层的耐磨损和耐疲劳性能;宽度50μm垂直槽和宽度40μm平行槽刀具切削得到的工件表面压应力最大,对工件表面应力分布影响最显著。     

新型微坑车刀切削AISI4140残余应力影响因素分析研究

为了探究切削用量对新型微坑车刀切削工件表面残余应力的影响规律,应用AdvantEdge切削仿真软件,结合单因素和正交实验,通过微坑车刀和原车刀切削AISI_4140仿真及实验验证。结果表明,原车刀和微坑车刀残余拉应力随切削速度增大,先增大后减小,随进给量的增大而减小,总体上,微坑车刀切削工件残余拉应力更小。残余压应力随切削速度增大,微坑车刀切削工件先增大后减小,随进给量增大先增大后减小。原车刀几乎不变。切削用量对微坑车刀切削工件残余应力影响,进给量最大,切削速度次之,切削深度最小。通过实验验证,相同切削条件下,微坑车刀降低了加工工件表面残余拉应力,提高了加工工件表面质量,一定程度提高了工件的服役寿命。     

微弧氧化Mg-3Al-1Zn镁合金应力腐蚀和腐蚀疲劳行为研究

本文主要对微弧氧化Mg-3Al-1Zn镁合金在空气和3.5 wt.%硫酸钠溶液两种环境下的应力腐蚀和腐蚀疲劳行为进行研究，并讨论其相互关系。微弧氧化处理后，Mg-3Al-1Zn镁合金的耐蚀性能得到明显改善。与Mg-3Al-1Zn镁合金基体相比，在空气中，微弧氧化后合金的应力腐蚀和腐蚀疲劳强度均下降了大约10 MPa。在3.5 wt.%硫酸钠溶液环境中，微弧氧化后合金的腐蚀疲劳性能仍然是恶化的，但是应力腐蚀强度却得到了显著改善，从58.24 MPa提高至202.08 MPa。这表明材料的力学性能（应力腐蚀和腐蚀疲劳）并不是与其腐蚀性能完全保持线性关系的。微弧氧化处理后镁合金在空气中的应力腐蚀断口为韧性断裂，在硫酸钠溶液环境中为解理断裂。而其腐蚀疲劳断口不论是在空气中还是在腐蚀环境中均为解理断裂。这主要是由于腐蚀环境和变换循环载荷的影响，两者共同作用将会加速裂纹扩展。这表明，周围环境和加载类型对材料断裂机理有重要影响。     

Ti-6Al-4V电弧熔丝增材轧制复合制造的有限元模拟

增材制造过程中由于在凝固及随后的冷却阶段易产生残余应力,从而影响部件的成形和使用。在增材过程中引入轧制工序,可望降低宏观残余应力,从而降低部件的变形。本文通过建立Ti-6Al-4V钛合金电弧熔丝增材与层间轧制复合成形过程的有限元模型,研究圆柱形轧辊条件下不同压下量对部件温度、应力、应变及残余应力分布的影响规律。结果表明,层间轧制可显著降低沉积层金属中的残余宏观应力；同时降低对基板的整体应力。采用圆柱形轧辊并增加压下量可显著降低宏观残余应力,还可以通过塑性变形改变材料的微观组织,提高材料性能,为复合增材工艺的优化指明了方向。     

Effects of welding parameters and welding sequence on residual stress and distortion in Al6061-T6 aluminum alloy for T-shaped welded joint

The distribution of temperature and then the distribution of residual stress and distortion in the stiffened aluminum alloy Al6061-T6 plates under the metal inert gas (MIG) welding process were investigated by three dimensional thermo-mechanical coupled finite element model using Ansys software. The properties of materials were considered temperature-dependent and the filler metal was added to the workpiece by the element birth and death technique. In three modes of current, two different speeds and two various sequences, the distribution of residual stress and distortion were calculated and analyzed. The results showed that increase in welding speed decreased the vertical deflection in the plate, transverse shrinkage and angular distortion of plate and the lateral deflection of stiffener, but increased the maximum longitudinal tensile stress in the plate and stiffener. Furthermore, increase in current increased the residual stress and deformation in the plate and stiffener, and the change in the welding sequence changed the distribution of the distortion in the plate and the stiffener without significant change in the distribution of the longitudinal residual stress.     

金属薄板平面铣削形变分析与控制

由于初始残余应力的作用,金属薄板平面加工普遍存在加工难度大,加工变形严重等问题,难以保证板面的加工质量。以不锈钢薄板的平面加工为基础,通过理论分析、仿真模拟和实验验证的方式,对金属薄板的加工形变进行较为系统的研究,分析了金属薄板加工形变的关键因素,总结了金属薄板残余应力分布形式以及有效避免加工形变的工艺方法,为类似金属板材加工提供理论参考依据。     

复杂松软岩层大断面马头门巷道破坏机理及组合支护技术研究

针对辛置矿马头门巷道断面较大，围岩应力分布复杂，易发生变形破坏的特点，根据现场实际情况，通过理论研究和数值模拟等方法分析了马头门发生破坏失稳的主要原因和锚杆索临时支护作用机理，提出采用主、被动组合支护方式对巷道全断面围岩进行加固和支护，使巷道顶板、两帮和底板加固的围岩形成整体加固拱，提高马头门围岩的承载能力。