基于有限元法（FEM）的Zr-4合金管材氢化物取向因子研究模型

锆合金管材中的氢化物对锆材基体的力学性能有显著影响,过量的氢化物会导致锆合金管材断裂韧性和最终抗拉强度的降低,造成锆合金燃料结构材料和包壳材料的破损,严重威胁着核动力反应堆的安全。本文研究了矫直压下量对Zr-4合金管材氢化物的影响规律,并采用有限元（FEM）的方法对矫直过程中的Zr-4合金管材微观表面的等效塑性应变进行模拟和分析。实验和仿真结果表明:在矫直压下量为17 mm的条件下,随着矫直辊压下量的逐渐增大,Zr-4合金管材微观表面的等效塑性应变相应增大,从而造成管材内部氢化物F45°N数值的增加。基于FEM的Zr-4管材模型分析结果和实验结果相一致,为进一步研究矫直压下量对Zr-4管材氢化物的影响提供一种新方法。     

Zr-4合金管材加工工艺对氢化物取向因子的影响

锆合金广泛应于水冷反应堆的堆芯包壳材料和结构材料。在核反应堆运行时,锆合金表面被水氧化的同时,还会同时生成氢气。部分氢被锆合金吸收生成片状或者针状氢化锆。氢化物取向因子是衡量核反应堆用锆合金管材氢化物的重要指标。文章通过氢化物实验研究了加工工艺参数轧制送进量、退火制度及矫直弯曲量对Zr-4合金管材氢化物取向因子的影响关系。结果表明:Zr-4合金氢化物取向因子随着轧制送进量的增加有增大的趋势;不同轧制送进量的管材再结晶退火后,氢化物取向因子呈无序紊乱状态;Zr-4合金管材氢化物取向因子随着矫直弯曲量的增大而加大。     

矫直工艺对Zr-Sn-Nb系合金管材氢化物取向的影响

核反应堆包壳管的氢化物取向因子会较大程度的影响其力学性能和使用性能。为此,使用6辊精密管材矫直机对?10 mm的Zr-Sn-Nb系合金成品管材进行矫直实验,研究辊缝值、弯曲量及矫直辊角度对其氢化物取向因子的影响。采用X射线衍射技术分析矫直管材的残余应力,采用光学显微镜观察高压釜渗氢试样的氢化物分布,并通过评级软件检测氢化物取向因子(Fn~(40°))。结果表明:辊缝值、弯曲量及矫直辊角度均对矫直后管材的残余应力有显著影响,并且管材氢化物取向因子随着残余应力的增大而增大。当辊缝值≥10 mm,弯曲量≤4.2 mm,矫直辊角度在31.5°～33.5°之间时管材残余正应力≤35.6 MPa,切应力≤37.8 MPa,此时氢化物取向呈周向或接近周向,氢化物取向因子满足技术要求。     

冷变形工艺对锆合金包壳管氢化物取向的影响

使用4种不同壁厚外径为17.82mm的Zr-4合金半成品管,在KPW25LC轧机上使用相同的参数轧制Φ9.53mm×0.60mm成品管,同炉退火后和矫直后检测不同工艺下的氢化物取向并对比分析,结果表明,冷轧Q值对成品管材的氢化物取向影响至关重要,确定成品轧制Q值与氢化物取向因子的规律,明确管材氢化物取向的影响和控制措施。     

变形量对Zr-4合金管材性能影响

锆及锆合金在核电站水冷动力堆的包壳管和堆芯结构材料中具有广泛的应用前景。文章研究了变形量分别为55%和60%的Zr-4合金管材力学、均匀腐蚀及氢化物取向性能。结果表明:55%变形量的Zr-4管材的室温拉伸性能中抗拉强度和屈服强度高于60%变形量的Zr-4管材。55%变形量的Zr-4合金管材的高温（316℃）拉伸性能中抗拉强度、屈服强度以及延伸率波动小于60%变形量的的Zr-4管材。变形量为60%的Zr-4合金管材均匀腐蚀和氢化物取向因子测试结果略低于变形量55%的Zr-4管材。     

基于FEM-ANN法的Zr-4合金板材轧制有限元模型

文章基于FEM-ANN相结合的方法建立了Zr-4合金四辊板材精轧的有限元模型。模型的输入层为轧制过程中的轧辊直径、摩擦因数及轧辊速度,输出层为板材Von Mise应力数值。模型选用Traingdax算法、模型结构为3-7-1、动量因子为0.8、学习速率为0.6时,模型的R值为0.9。该模型具有模拟精度高、匀速速度快的优点,可有效地通过Zr-4合金板材轧制过程中的轧制工作辊直径、轧制摩擦力及轧制速度的各种参数模拟出对应板材受力图,为研究Zr-4合金的轧制工艺参数与板材表面受力之间的关系提供了一种新方法。     

压下量对中厚板矫直过程中关键参数的影响

为了探讨中厚板在不同压下量条件下的矫直力能参数和工艺参数的分布规律,首先根据连续梁的三弯矩方程,推导了矫直力和矫直扭矩的模型,然后以相同的板材作为初始条件,研究了压下量对这些关键矫直参数的影响。研究结果表明:随着压下量的增加,板材与1号矫直辊的接触点逐渐向出口侧偏移,反弯曲率、残余曲率以及奇数辊处的矫直轨迹上升的幅度增加;塑性变形区域和程度逐渐增大,横向残余应力的消减量增加,但消减速度变慢,因此不应为了消减残余应力而盲目增加压下量;矫直力和弯曲内力矩的分布从三角形逐渐向梯形过渡。     

斜辊矫直大口径薄壁铜管断面畸变的仿真分析

现有的铜管矫直理论在求解压下量时未考虑断面畸变现象,当直径与壁厚的比例增大时,无法取得理想的矫直效果。文章应用有限元分析软件MSC.Mrac建立了大口径薄壁铜管斜辊矫直时的有限元仿真模型,研究分析了典型规格大口径薄壁铜管矫直时的断面畸变、主要影响因素和影响规律。结果表明,薄壁铜管矫直时,断面畸变主要是中间矫直辊与铜管接触面处的扁化,其对矫直压下量设定的影响不可忽略;而影响铜管扁化的主要因素为矫直压力、辊距和矫直辊倾斜角等,三者的影响规律均为相应参数的二次函数形式。给出了典型规格薄壁铜管矫直扁化量回归公式。在实际矫直时,实际设定压下量应为理论压下量与铜管扁化量之和,矫直效果理想。     

变截面细长轴矫直辊型设计与矫直工艺分析

针对变截面细长轴类零件的矫直问题,采用三辊滚压矫直方法,设计矫直辊型方案;采用大型非线性有限元软件,建立变截面细长轴矫直模型,并利用该模型分析不同压下量时的残余应力、圆度和直线度;综合分析各项指标,确定合理压下量的取值范围为0.08mm~0.12mm。现场实验表明,采用此范围内的压下量可获得良好的矫直效果。研究结果为矫直辊型设计和矫直工艺参数设定提供了参考依据。     

基于锆基合金退火参数与硬度的BP神经网络模型

基于Trainrp算法建立锆基合金HANA-4(Zr-1.5Nb-0.4Sn-0.2Fe-0.1Cr)和HANA-6(Zr-1.1Nb-0.05Cu)退火参数与硬度的BP神经网络预测模型。模型输入单元为合金成分、退火温度和退火时间,输出单元为硬度。神经网络为3-7-1结构,动量因子和学习速率均为0.6。以实验结果验证网络的可靠性。预测结果表明,相对误差为7%,相对拟合率R值为0.98534。该模型可为锆基合金退火参数的制定提供参考。网络敏感性分析表明:退火温度和退火时间对网络的精度影响很大,而合金成分则影响很小。     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

高等教育国际化与中国高等教育施化力培育

本文从化层、化型、化向与化力等方面考察高等教育国际化的应然本质属性 ,描述与分析中国高等教育在国际化潮流中表现出的发展态势 ,针对种种态势提出中国高等教育核心施化力培育战略 ,以使中国高等教育乃至世界高等教育真正地走向国际化     

Comparative analysis of functional possibilities of methods of pulse treatment of a melt

This paper describes the general features of the functional methods of electrohydropulse, pulse electrocurrent, and magnetic pulse treatment processes of the melt in order to positively vary its crystallizaton ability.     

Effect of solidification rate of the structure of alloys of the system Fe-W

Conclusion In alloy Fe-42% W atomized with a cooling rate during solidification within the limits from 5·10³ to 1·10⁵°C/sec with the maximum cooling rate (not less than 10⁵°C/sec) precipitation of -phase (Fe₇W₆) from the liquid melt is suppressed. In granules of alloy obtained with a high solidification rate it is possible to achieve total dissolution of tungsten in solid solution (42%). Subsequent heating causes precipitation of -phase in dispersed form.I. P. Bardin Central Scientific-Research Institute of Ferrous Metallurgy (TsNIIChERMET) Moscow. Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 9, pp. 34–36, September, 1990.