新型低应力致裂精密下料装置试验研究北大核心CSCD

针对金属棒料精密下料问题,提出一种基于疲劳断裂的新型低应力致裂下料方法。基于旋转弯曲疲劳下料与弯曲折断下料的原理,研制相应的精密下料试验平台,并利用人为预制环状缺口的应力集中效应,通过可编程逻辑控制技术调节金属棒料的旋转速度与液压缸的输出压力,实现了金属棒料的精密下料。利用不同的工艺参数以及载荷控制曲线对304不锈钢棒料进行下料试验,获得理想的坯料断面。试验结果表明,在下降压力控制载荷曲线与旋转速度为30 r·min^(-1)的工艺参数下,304不锈钢坯料断面的凸起高度为0.765 mm、凹陷深度为0.209 mm,所获得的坯料断面能够在锻造行业中直接应用。     

金属厚壁管的旋转疲劳弯曲精密下料的研究

针对金属厚管料的下料问题,以自行研发的旋转疲劳弯曲精密下料机为平台,研究了精密下料过程中不同外载荷方式下304不锈钢管的断面质量情况。利用径向循环外载荷管料表面V型槽的应力集中效应,通过控制不同阶段施加给管料的弯曲疲劳外载荷频率值,实现了304不锈钢管的精密下料。通过对实验所加外载频率曲线的设计,进行304不锈钢管的精密下料实验,得出了下料过程中理想的外载频率曲线——即低频启动高频起裂和裂纹扩展最后再低频断料,用此加载方式获得了良好质量的管料断面,在理想外载频率曲线的基础上研究了不同壁厚管料的下料断面质量情况,并对其断面质量进行了测量和评价。实验结果表明,在文中所提下料工艺的基础上使用所提的外载频率曲线针对不同壁厚的304管料下料均能得到比较好的断面质量。     

厚壁管精密下料新工艺的实验研究

针对管材的精密下料问题,给出一种基于疲劳断裂机理的新型精密下料方法。完成了精密下料机和控制系统的实验平台搭建,利用径向循环加载和管料表面缺口的应力集中效应,通过变频器改变下料模具的旋转速度,控制在不同下料阶段对管料的加载频率,实现管材的精密下料。通过不同的实验控制曲线,进行45钢管、304不锈钢管和T2Y铜管的下料实验,得出了下料时相应的最佳变频规律和理想控制曲线,并获得了良好质量的管料断面。在理想控制曲线下,304不锈钢管断面最大凸起高度仅为0.08 mm,凹陷深度仅为0.05 mm。实验结果表明,所研究的下料方法切实可行,能满足工业中多种材料中小直径厚壁管的下料要求。     

基于不同频率下疲劳裂纹扩展时声发射特性分析

为了探究Q345R材料在循环载荷作用下的性能,开展不同频率下疲劳裂纹扩展实验,对照疲劳载荷过程中的损伤过程,提取声发射信号特征参数并进行综合分析。研究发现不同加载频率下,材料疲劳裂纹扩展长度与循环次数的关系;同时通过声发射在线监测其过程中的特征参数,发现疲劳裂纹扩展和断裂过程中的规律性,为声发射技术应用于Q345R材料的在线检测提供了参考。     

金属管料下料技术概述

本文分析总结了金属管料的传统下料方法和新型下料方法的原理及其各自优缺点与适用范围。传统管料下料方法主要指切割下料和剪切下料,其中切割下料包括锯切、切管机切割、旋转楔入法切割和激光切割等;剪切下料包括无芯棒剪切法、带芯棒剪切法和带芯棒圆周剪切法。而新型管料下料方法主要指金属厚壁管的低应力疲劳下料法。文章分析指出采用传统的切割法进行管料切割下料会产生金属损耗且生产效率低,不适合大批量生产;采用剪切法下料几乎没有金属损耗,但是所下管料断口处由于受压力的作用易产生变形,断面形状精度较差且所需下料载荷也较大;管料的低应力疲劳下料法所需下料载荷低、无金属损耗且断面质量高,是一种经济环保高效的管料下料方式。     

Q345R疲劳损伤过程声发射信号特征分析

制冷系统压力容器应用非常广泛，对于该类在役压力容器还没有可靠的实时动态监测方法。提出采用声发射检测技术对制冷系统压力容器进行实时监测，通过对容器制造材料Q345R钢的疲劳载荷试验，采集材料损伤全过程的声发射信号进行特征参数分析、波形和频谱分析，发现材料从裂纹萌生到断裂失效过程的转折点，并对不同损伤阶段声发射信号波形和频谱的特性进行对比研究，找出各个阶段声发射信号的特征，为实现Q345R声发射动态监测和评价提供可靠依据。     

复合材料拉伸过程的声发射特性研究

为了研究16MnR／0Cr18Ni9Ti复合材料断裂过程的声发射特性,可以利用声发射技术对16MnR／OCr18Ni9Ti复合材料试件的拉伸过程进行全程监测。研究表明,材料拉伸断裂过程中,声发射信号丰富明显,可测性良好,并且不同破坏阶段的声发射信号具有不同的特征。通过对不同拉伸阶段声发射信号的参数分析,可以了解材料不同变形阶段的声发射特性,并据此来分析材料损伤的发生、发展及演变过程。与传统的力学试验方法相比,声发射技术在研究复合材料断裂过程方面具有明显的优势。     

核电关键构件材料的寿命预测方法

核电压力容器和管道对反应堆安全和正常运行起着重要的保障作用,而核电压力容器和管道的疲劳或腐蚀破坏是核安全的重要隐患.结合核电压力容器与管道用304钢,研究材料疲劳性能及零部件疲劳寿命预测问题.采用总应变控制方法,对核电站容器管道国产材料304不锈钢进行了低周疲劳试验研究,获得了材料的应变-疲劳寿命关系曲线.采用Mans...     

基于声发射参数的35CrMo钢断裂韧度研究

为了测量35CrMo钢的断裂韧度,使用声发射仪和红外热像仪采集了35CrMo钢准静态断裂韧度试验过程中的声发射信号和红外热像,分析了CT试样断裂过程中的载荷-COD曲线、声发射特征参数和表面温度变化,并与ANSYS有限元计算的裂纹尖端区域的等效塑性应变进行了比较.结果表明,35CrMo钢的断裂过程分为弹性变形阶段、裂纹...     

基于钢岔管水压试验中的声发射检测技术应用研究

为保证钢岔管在水压试验过程中能够安全进行,本文采用声发射实时监测技术对钢岔管焊缝和母材产生的声发射信号进行实时监测。在升压之前,用断铅信号模拟源分析了随着传播距离的增加声发射信号衰减的情况,并给出了满足同类型试验的幅值与传播距离的关系式;在升压和保压过程中,综合采用声发射源的平面定位分析法、特征参数分析法、波形分析法对出现有意义的声发射信号时段进行了详细分析,为钢岔管水压试验的安全监测提供了技术支撑。试验结果对同类型钢岔管水压试验声发射安全监测具有一定的参考价值。     

304不锈钢点腐蚀的声发射检测

采用声发射方法监测储运设备及压力容器中304不锈钢的点腐蚀,采集其在质量分数为6%的FeCl_3·6H_2O溶液中的点腐蚀声发射信号,研究声发射信号的规律及特性,总结出点腐蚀信号的特征参量,为工业现场声发射检测的应用提供借鉴。     

热钾碱脱碳液中304不锈钢换热器管束的腐蚀失效分析

热钾碱脱碳液304不锈钢管束再沸器投用2年后发生了腐蚀泄漏，检查发现腐蚀发生在管子与管板之间的缝隙中.用电化学方法和能谱分析技术，对304不锈钢换热管及16 Mn管板在热钾碱脱碳液中的极化行为及管子表面腐蚀区的腐蚀产物进行了分析，结果表明：换热器管束的腐蚀是由于缝隙内外五价钒浓差造成的16 Mn管板的活化—钝化短路电池所引起，缝隙内闭塞电池的形成加速了缝隙内16 Mn的溶解速度，并使缝隙内介质酸化及Cl-等阴离子富集，导致304不锈钢管子的腐蚀.      

盘型悬式绝缘子钢脚材料热处理工艺优化及其低周疲劳性能

输变电线路盘型悬式绝缘子钢脚的疲劳断裂会导致绝缘子掉串事故的发生,不合理的热处理工艺是钢脚失效的主要原因.针对几种常用盘形悬式绝缘子钢脚金属材料,对其开展淬火+回火及正火热处理试验,采用光学显微镜、扫描电镜、电子万能材料试验机和低周疲劳试验等研究了其显微组织、力学性能和低周疲劳性能,以便获得其优化的热处理工艺.结果 表明:淬火加中、低温回火态45、20Mn2、20MnV钢具有高的强度和硬度,但塑韧性及抗低周疲劳性能低.而调质态45、20Mn2、20MnV钢及正火态Q235钢强度、硬度适中,塑韧性显著提高,且抗低周疲劳性能优良.据此,确定了各钢脚用钢的最佳热处理工艺,显著提高绝缘子钢脚在恶劣天气条件下的服役可靠性.     

应力控制条件下奥氏体不锈钢的低周疲劳性能

以JIS SUS 304和SUS 304N为实验材料,在应力控制条件下研究了两种奥氏体不锈钢的低周疲劳性能.结果表明:（1）在低应力区（σa<430 MPa）,SUS 304N的疲劳寿命高于SUS 304的疲劳寿命;但在高应力区（σa>430 MPa）,静强度较高的SUS 304N的疲劳寿命反而低于SUS 304的疲劳寿命.（2）SUS 304中疲劳微裂纹萌生的循环次数比远小于SUS　304N.在低应力区,SUS　304中的疲劳微裂纹萌生后。其扩展速率大于SUS　304N;但在高应力区,SUS　304中的疲劳微裂纹萌生后,其扩展速率小于SUS 304N,使它在高应力区的疲劳寿命超过了SUS 304N.（3）添加氮元素后.奥氏体组织的稳定性得到提高.疲劳实验过程中SUS 304发生了显著的应变诱发马氏体转变,而SUS 304N基本未发生此现象.     

多疲劳裂纹扩展的声发射特性研究

用声发射对低强度材料LD31铝材和A3钢双疲劳裂纹扩展过程进行了监测,得到了声发射参数与裂纹扩展速率的对应关系。介绍利用后处理线定位参数调整及载荷滤波降低噪声的具体方法。     

防喷器材料在拉伸过程中的声发射信号特性

用声发射技术研究防喷器材料ZG25CrNiMo裂纹试件的拉伸损伤与断裂行为。声发射仪器记录了ZG25CrNiMo裂纹试件在拉伸破坏过程中的声发射信号,运用声发射参数分析方法和波形分析方法对zG25crNiMo裂纹缺陷试件的声发射数据进行分析,得出材料在拉伸过程中的损伤类型以及各阶段所呈现的特性。试验结果表明,拉伸过程中破坏机制对声发射信号的特征具有显著影响,不同损伤阶段的信号频谱特征存在差异。     

防喷器壳体材料拉伸过程的声发射特性试验

采用声发射技术研究了防喷器主壳体材料ZG25GrNiMo的拉伸破坏过程。运用声发射参数分析方法分析了该材料在不同破坏阶段的声发射特性。分析结果表明,在材料屈服、塑性变形及断裂过程中的声发射特性具有明显的不同,且不同损伤模式的信号频谱存在明显的差异。     

304不锈钢的显微组织与声发射信号特性分析

为了研究不同传感器布置方式的声发射信号特性,以断铅实验模拟声发射源,采用光学显微镜(OM)、声发射检测仪测试了304不锈钢的显微组织与声信号特性参数。结果表明,不同截面的304不锈钢显微组织主要含有α'马氏体和奥氏体γ相,γ和α'晶粒平均尺寸大多低于20μm,所占比例超过75%,大于40μm的晶粒相对较少,纵截面显微组织相对致密;正方形布置传感器时,4个位置的声发射信号特性参数值波动较小,但等腰三角形、直线形布置传感器时,距模拟声发射源近的声活动相对较强;且随该距离增加,声信号特性参数减少幅度较大。     

新型变频振动精密下料研究

针对棒料的精密下料问题,给出一种基于疲劳断裂机理的新型变频振动下料方法,利用变频振动和棒料表面V型槽的应力集中效应,通过变频器改变偏心块的旋转速度,控制在不同下料阶段的位移振幅与激振力,实现棒料的精密下料.通过对LY8的下料实验,得出了下料时相应的最佳变频规律、棒料送进夹紧位置和偏心块质量,实验结果表明,该文的下料方法切实可行,下料效果能够满足一般工业的需求.     

基于声发射检测的碳布／环氧树脂复合材料压缩损伤评价

用声发射仪器监测二维编织碳布／环氧树脂复合材料的压缩损伤过程。通过载荷与声发射特征关系图,判断出其在损伤过程中的临界失效载荷,作为判断材料临界损伤强度的依据。通过对碳布／环氧树脂复合材料在压缩损伤过程中产生的声发射信号进行小波包分解,并对信号进行频谱分析以及对小波包分解后的各层进行能量分析,得出了声发射源即纤维断裂信号、基体断裂信号和层间开裂信号的频率分布范围。