基于Abaqus的双裂纹不同间距对裂纹扩展速率的研究

扩展有限元法是近年经过大量运用的,在传统有限元的范围中求解不连续问题一种有效计算方法,它是基于单位分解的思想,在计算不连续问题时加入跳跃函数。以ABAQUS为平台,基于扩展有限元方法 (XFEM),以含双穿透型裂纹的有限宽板受横向拉伸载荷为力学模型,建立相应的裂纹尖端应力的有限元模型,研究焊接接头区域不同间距双裂纹相互作用对裂纹扩展速率的影响。结果表明:双裂纹间距的的大小并没有对裂纹的扩展速率产生影响。     

异种铁素体耐热钢接头界面组织及其影响

综述了铁素体与铁素体异种金属焊缝（dissimilar metal welds，DMWs）接头界面组织及其影响。结果表明，在焊后热处理或运行温度下的铁素体钢DMWs接头的不均匀界面组织中，通常会形成脱碳层和增碳层。在铁素体钢DMWs焊接接头界面组织影响因素中，焊缝金属的化学成分有重要影响；焊后热处理规范（温度和时间）、工作温度下运行时间的影响较为突出；焊接工艺参数的影响亦不可忽略。异种钢接头界面处近缝区裂纹的产生，以及接头的蠕变强度随Larson Miller 参数增大而下降等不利影响，均为异种钢界面碳迁移行为所导致。焊缝成分控制法是接头界面组织控制或改善的必要条件，而脱碳层部位转移法能有效防止裂纹发生，亦是接头安全运行的重要工艺措施之一。     

中低温煤焦油基炭微球的制备

通过馏分切割、温和加氢相结合对中低温煤焦油进行精制处理，精制后的原料采用分级热聚制备中间相炭微球。考察了精制处理条件对原料性质、中间相炭微球宏观外貌及微晶结构的影响。采用FTIR、GC-MS、族组成、元素分析对原料进行表征，采用SEM、XRD对中间相炭微球进行表征。结果表明：中低温煤焦油中300～430℃馏分油是制备中间相炭微球的较佳馏分。300～430℃馏分油中正庚烷可溶物（HS）质量分数高达84.76%，吡啶不溶物（PI）质量分数低至0.23%，杂原子含量低，芳烃化合物的环数为2～4环。300～430℃馏分油在T_H=350℃、p=8MPa、t=1.5h、剂油比1∶40（质量比）的条件下温和加氢得到的精制原料，经420℃热聚6h得制备的中间相炭微球宏观外貌、微晶结构较好。中低温煤焦油基炭微球的粒径范围为5～15μm，小球表面光滑，微观结构为地球仪型，经1450℃高温煅烧后，石墨化度达到12.33%。     

45 t门座起重机顶升方案设计

针对国内45 t门座起重机大车行走机构平衡梁裂缝问题。分析平衡梁裂缝产生原因并提出相应的维修方案,并对维修关键技术中的顶升方案设计,采用Ansys软件对其强度进行了有限元分析,同时对维修前后的平衡梁进行分析并对比。将维修方案应用于实际工程,取得了较好效果。该顶升机构修复方案设计符合工程实际,对工程实践具有一定的指导意义。     

轴向振动工况下切槽式螺母的防松性能研究

针对全扭矩工况(螺栓预紧力矩均为设计值)、欠扭矩工况(螺栓预紧力矩均为设计值的20%)和部分欠扭矩工况(其中一组对角螺栓预紧力矩为设计值,另一组对角螺栓预紧力矩为设计值的20%),系统开展了轴向振动载荷作用下切槽式螺母的防松性能研究;全扭矩工况下研究了切槽处裂纹对切槽式螺母防松性能的影响,利用体式显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)等微观分析设备分析裂纹的扩展情况。结果表明:在三种预紧工况下,全扭矩时螺母具有良好的防松性能,但在欠扭矩和部分欠扭矩工况下螺母的防松性能降低,且后者更为严重;螺栓的松动过程可分为两个阶段:第一阶段是螺栓轴向力快速下降,原因是材料发生塑性变形和螺纹接触面应力重新分布;第二阶段是螺栓残余预紧力缓慢下降,原因是螺纹接触面发生微动磨损。此外,切槽处裂纹会降低螺母防松性能,通过微观分析表明裂纹试验后出现明显扩展。     

PDMS基片表面的光刻胶图形化工艺研究

在聚二甲基硅氧烷(PDMS)微纳米器件的制造过程中,经常需要在PDMS基片表面进行光刻胶的图形化。建立了一种PDMS基片表面的光刻胶图形化工艺。通过对PDMS基片表面进行氧等离子体改性处理,提高了PDMS的表面润湿性,使得光刻胶可以均匀地旋涂在PDMS基片表面;提出利用室温下长时间静置代替常规的光刻胶前烘工艺,有效避免了光刻胶在前烘过程中裂纹的产生。最后,作为工艺验证,在PDMS基片表面成功制作出了复杂的光刻胶微阵列图案。     

基于PCA和灰色关联的齿根裂纹损伤程度识别

在齿轮齿根裂纹故障检测方面,利用倒频谱分析可以比较损伤程度的轻重,但很难具体量化损伤程度范围。为实现损伤程度的量化检测,提出采用主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)与灰色关联分析(Grey Relational Analysis,GRA)相结合的方法。首先,利用能量法计算含不同齿根裂纹的齿轮副时变啮合刚度,分析不同损伤程度的响应,并结合损伤检测统计指标进行量化检测,通过PCA算法,对多维损伤检测统计指标进行降维优化后,计算待检目标序列与各个比较状态序列的关联度,用关联度表征裂纹损伤程度。在理论仿真的基础上,进行实验验证。结果表明,倒谱分析可有效地识别出齿根裂纹故障,损伤程度越大,倒谱的尖峰幅值越大。PCA与GRA结合算法与GRA算法计算的关联度相比更大,区分度也更加明显。并可以有效地量化待检目标的损伤程度,为齿根裂纹的定量识别提供理论依据。     

中速柴油机机体铸造裂纹的原因分析及防止措施

根据柴油机机体裂纹产生的原因,对机体裂纹缺陷进行分析,找到了机体裂纹产生的主要原因。其主要原因可概括为铸件结构、化学成分、铸件补缩条件及开箱温度等,针对裂纹的主要原因采取相应的措施后,裂纹缺陷得到了根本的控制。     

电磁激励红外热像检测焊缝裂纹试验研究

金属焊接结构应用广泛,焊缝裂纹危害性极大。应用电磁激励红外热像技术检测焊缝表面裂纹,根据焊缝裂纹的热像图特征,提出了一种基于形态学的裂纹识别算法,将该方法运用于不同焊缝裂纹尺寸和方向,不同焊接结构试件的焊缝表面裂纹的检测试验中。实验结果表明,该方法能有效检测出焊缝表面裂纹的存在。