老化对聚乙烯丙纶复合防水卷材力学性能影响

选用钻前工程排污池常用的某型号聚乙烯丙纶复合防水卷材为研究对象,对其进行老化试验,利用人工腐蚀的手段加速其老化,通过拉伸试验考察老化对其断裂强度、断裂伸长率等力学性能的影响。研究结果表明,随老化程度加深,聚乙烯丙纶防水卷材的断裂强度、断裂伸长率均降低,抗渗性能下降,应采取保护措施减缓其老化速度。     

Q355钢板对接接头裂纹扩展所致焊接残余应力重分布研究

目的 定量研究裂纹扩展导致的焊接残余应力重分布效应,得到残余应力随裂纹扩展的变化规律。方法 首先采用盲孔法测试了Q355钢板对接接头的初始残余应力;其次利用线切割技术模拟了平行以及垂直于焊缝的裂纹扩展情况,并测试了裂纹扩展导致的残余应力变化量;最后根据测试数据提出了残余应力释放量Δσ与裂纹长度a之间的函数关系式,进一步得到了基于裂纹扩展的应力重分布计算公式。结果 Q355钢板对接焊的焊缝区纵向(沿焊缝方向)存在较大的残余拉应力,拉应力峰值出现在焊趾处,为屈服强度的1.13倍。焊缝区横向存在梯度较大、拉压交替变化的残余应力,压应力峰值出现在焊趾处,大小为52.6 MPa,拉应力峰值出现在距焊缝中心线17 mm处,大小为63.5 MPa。裂纹扩展能显著释放残余拉应力:裂纹沿焊缝中心扩展,横向残余拉应力峰值降低了45.8%;裂纹沿垂直于焊缝方向扩展,焊趾处的拉应力峰值降低了63.3%。结论 裂纹扩展会显著影响焊接构件的残余应力分布,根据实测数据提出的裂纹扩展应力重分布计算公式能够较好地反映残余应力重分布情况。     

台状蚀坑阶梯形貌对锈蚀结构钢应力集中效应的影响

锈蚀结构钢表面蚀坑因生长、连接、叠合等一系列演化行为而发展为具有典型多阶构造的台状蚀坑,此类蚀坑不仅规模较大、形式复杂,还极易引起局部应力集中,造成材料的塑性、韧性降低,严重威胁既有钢结构安全稳定。基于此,通过5组锈蚀钢板表面蚀坑参数统计结果,确定了台状蚀坑参数分布区间和台状蚀坑形貌类型。采用数值分析方法,建立了台状蚀坑损伤三维有限元模型,分别讨论了台状蚀坑体态倾角θ、台阶宽度比R以及台阶宽高比S等对应力集中系数Kt的影响规律。结果表明,Kt随θ的增加呈线性增长,当θ=π/2时,Kt值最大;对于蚀坑总深度与总宽度不变的情况,Kt随着R的减小而增大,当R=0时,Kt达到最大值,即单侧台阶型（R=0～0.1）所引起的应力集中效应最明显,其次为双侧偏台阶型（R=0.1～0.9）,双侧等台阶型（R=0.9～1.0）所引起的应力集中效应最小;最后,基于不同台阶宽高比S状态下的台状蚀坑有限元计算结果,结合R与θ对Kt的影响规律,建立了台状蚀坑Kt的综合计算模型。     

定向凝固Fe-6.5wt%Si合金热压缩变形行为研究

采用Gleeble 1500热模拟机对定向凝固Fe-6.5%(质量分数)Si合金进行热压缩变形研究。结果表明,Fe-6.5%(质量分数)Si合金柱状晶组织热形变过程中很难发生动态再结晶,以动态回复为主,易产生严重的变形带;在无序相区间,在柱状晶晶界处发生动态再结晶形核,但长大受到限制,仅局限于晶界附近。与锻态等轴晶组织相比,有序相区间,两种组织形变行为基本一致,受温度影响剧烈,在无序相区间,随温度升高,等轴晶组织的形变激活能略有升高,平均值约为294kJ/mol,而柱状晶组织的形变激活能逐渐降低,平均值约为260kJ/mol。