基于X射线图像处理的单搭接焊缝缺陷识别

钢板单搭接焊缝区厚度的变化,使其对应的X射线图像灰度连续变化。这给基于图像阈值分割处理的缺陷识别带来困难。为了解决这一问题,文中给出一种基于X射线图像背景去除的缺陷识别方法。首先对待处理的X射线数字化图像进行噪声抑制,并利用模拟图像背景获得前景图像;然后对前景图像进行基于迭代阈值法的图像分割,提取缺陷目标;最后采用数学形态学处理,实现缺陷自动识别。结果表明所提方法能有效识别钢板单搭接焊缝中的气孔缺陷。     

单晶体单滑移的变形和稳定性分析

从细观的晶体塑性力学出发,研究了在单向拉伸下的单晶体单滑移的变形和稳定性问题,定量给出了滑移面的方位和滑移方向随应变ε的变化规律.定义了失稳参数S,把用正应力和正应变表示的塑性变形稳定性条件,变换成适合于细观塑性力学应用的用切应力和切应变表示的稳定性条件.结果表明:材料滑移面向拉伸方向偏转并趋于一致,即应变ε增加时,滑...     

双滑移取向Cu单晶的循环形变行为──Ⅱ．滑移带和形变带SCIEI

用光学显微镜和扫描电镜研究了双滑移取向（［０３４］，［１１７］）Ｃｕ单晶循环饱和后的表面形貌，塑性分切应变幅（γｐｌ）低于１０^（－３）时，［０３４］晶体表面上要为主滑移系的驻留滑移带（ＰＳＢｓ）占据，次滑移只在边缘区域启动，其ＰＳＢｓ细窄（＜１μｍ），体积百分数在１％以下．γｐｌ＞１０^（－３）时，次滑移开始在试样的中部启动，同时，表面出现二种贯穿晶体的宏观形变带（ＤＢＩ，ＤＢＩＩ），滑移带在形变带内集中．［１１７］晶体在γｐｌ＝４．４×１０^（－４）时，双滑移现象已十分明显．γｐｌ＞１０^（－３）时，表面也形成与前者相似的形变带．ＤＢＩ的惯习面与主滑移面平行（［０３４］晶体）或接近（［１１７］晶体），ＤＢＩＩ的惯习面则与前者垂直，文章讨论了形变带形成的可能原因．     

热循环作用下SnAgCu-CNT搭接焊点蠕变行为数值模拟

采用有限元方法分析了钎焊搭接SnAgCu-CNT焊点在125～-40℃温度循环载荷条件下的蠕变应变和应力分布.结果表明,经过4个温度循环周期后,SnAgCu-CNT搭接焊点发生了明显的剪切变形,产生了显著的上下表面相对位移.焊点的最大等效蠕变应变位于焊点与焊盘界面边缘沿长度方向上的中点处,最小蠕变应变位于焊点的中心处.有限元的计算结果与实际热循环试验的结果相一致.最大蠕变应变节点的蠕变应变和应力随时间变化的曲线呈现出明显的周期性和累积效应.     

壁面滑移对聚合物微挤出成型流变特性的影响研究

建立了微尺寸下壁面滑移的剪切黏度模型和粘性耗散模型,计算了聚苯乙烯材料在微挤出成型过程中考虑壁面滑移的速度和压力分布情况,并分析了速度和压力的变化对剪切黏度和粘性耗散等流变特性的影响规律。结果表明,壁面滑移导致剪切黏度和粘性耗散对速度和压力的响应产生显著的变化,聚合物微挤出成型过程中壁面滑移对剪切黏度和粘性耗散的影响不可忽略。     

SUS301L不锈钢非熔透型激光搭接焊的疲劳特性分析

通过对轨道客车试验用不锈钢熔透型和非熔透型激光焊接头及电阻点焊接头不同的拉力和疲劳对比试验,疲劳试验采用阶梯法和成组法,并进行初步断裂力学和微观分析.结果表明,不锈钢车体非熔透型激光焊具有较熔透型激光焊和电阻点焊更高的疲劳强度,同时在相同激光焊接参数下,改变非熔透型激光焊工艺中非熔透板厚度,能直接影响其工艺的剪切拉伸强度和疲劳强度,加厚非熔透板,疲劳强度提高,剪切拉伸强度降低.     

剪切载荷条件下镍基单晶合金裂纹扩展与微观结构演化行为研究

目前拉伸载荷下的镍基单晶合金的力学性能研究较为广泛,而剪切载荷对镍基单晶合金的力学性能也十分重要但缺乏研究。本文利用分子动力学方法研究了镍基单晶合金在剪切载荷下的裂纹扩展和微观结构演化,分析了应力-应变、势能和裂纹生长速率的变化。同时,揭示了温度和剪切应变率对裂纹扩展和微观结构演化的影响。结果表明,临界分切应力随温度的降低和应变速率的增大而增大;随着温度的升高以及剪切载荷下发生剧烈的热运动,裂缝表现为加速扩展的趋势;而在较高的应变率影响下,会形成位错塞积和孪晶,出现加工硬化现象。     

下板厚度对钢/铝自冲铆接接头单搭剪切强度的影响

以CR590钢/AA6022-T4铝合金以及CR590钢/S-6000-IH铝合金单搭剪切接头作为实验对象,借助有限元仿真研究了下板厚度对钢/铝自冲铆接接头单搭剪切强度的影响规律。分别建立了2D自冲铆接过程以及3D自冲铆接接头单搭剪切的有限元仿真模型,并通过自冲铆接接头实验的失效模式与载荷-位移曲线验证了仿真的准确性。分析结果表明：当AA6022-T4铝合金下板与S-6000-IH铝合金下板的厚度由1.2 mm增加至3.0 mm时,SPR接头的单搭剪切强度开始由3.7与2.8 MPa增加至4.5与4.2 MPa,而后趋于稳定。并研究了不同铝合金下板厚度对SPR接头关键尺寸(底切量、剩余厚度和垂直互锁值)的影响,进而揭示了下板厚度对SPR接头单搭剪切强度的影响机理,发现：对于两种SPR接头,接头剩余厚度均随着下板厚度的增加而线性增大,但该尺寸不影响铆钉的锁合性能;而底切量随下板厚度的增大保持在0.5 mm不变;垂直互锁值则随着下板厚度的增加先线性增加,当下板厚度大于2.0 mm时则基本保持不变,对于S-6000-IH铝合金下板以及AA6022-T4铝合金下板,其饱和值分别为1.2以及1....     

冻融循环作用下隧道围岩单轴力学特性试验研究

针对冻融循环对隧道围岩力学特性的损伤问题,文章以中国沈阳在建地铁隧道砂岩为研究对象,采用MTS815.02多功能岩石力学试验分析系统对该隧道砂岩分别进行了不同冻融循环次数下的连续单轴压缩试验和连续单轴蠕变试验,分析了砂岩的各关键物理参数随冻融循环次数变化的规律。实验结果表明：冻融循环对砂岩产生了较为明显的劣化效应,随着冻融循环次数的逐渐增加,砂岩峰值强度、弹性模量均逐渐减小,峰值应变、泊松比逐渐增大。采用Origin软件对实验数据进行拟合发现,各参数与循环次数值之间均满足指数函数关系,即在相同冻融次数下,荷载水平越高,砂岩蠕变特性越显著,在第六级荷载水平下,冻融循环次数越多,砂岩破坏时的荷载水平越小,蠕变速率越小,破坏模式逐渐由脆性过渡到延性。     

双电极焊条单弧焊的熔化特性Ⅱ.电弧对两焊芯熔化的自调节作用

两焊芯熔化速度能否保持一致是双电极焊条单弧焊过程能否稳定进行的关键.研究表明,双电极焊条两焊芯熔化的一致性受焊条类型、焊接电流等因素的影响.双电极焊条两焊芯熔化一致的充分条件为U阳效等于U阴效,两者差值越大则焊芯熔化不一致程度越大.双电极焊条单弧焊电弧对两焊芯的熔化存在自调节作用,即电弧燃烧过程中两焊芯端部在电弧中的长度不等,两焊芯仍能保持等速熔化,使电弧燃烧过程能够稳定进行.电弧自调节作用原理是由于两焊芯端部在弧柱区的长度不同,伸入弧柱区中较长的焊芯从弧柱区获得更多的热量,而加快其熔化,从而起到电弧的自调节作用.一般随焊芯间距的减小及焊接电流的增大,电弧自调节作用增强.     

Microstructure,Mechanical Properties and Corrosion Behavior of Extruded Mg–Zn–Ag Alloys with Single-Phase Structure

Mg–Zn–Ag alloys have been extensively studied in recent years for potential biodegradable implants due to their unique mechanical properties,biodegradability and biocompatibility.In the present study,Mg–3Zn-x Ag(wt%,x=0.2,0.5 and0.8)alloys with single-phase crystal structure were prepared by backward extrusion at 340°C.The addition of Ag element into Mg–3Zn slightly influences the ultimate tensile strength and microstructure,but the elongation firstly increases from12%to 19.8%and then decreases from 19.8%to 9.9%with the increment of Ag concentration.The tensile yield strength,ultimate tensile strength and elongation of Mg–3Zn–0.2Ag alloy reach up to 142,234 MPa and 19.8%,respectively,which are the best mechanical performance of Mg–Zn–Ag alloys in the present work.The extruded Mg–3Zn–0.2Ag alloy also possesses the best corrosion behavior with the corresponding corrosion rate of 3.2 mm/year in immersion test,which could be explained by the single-phase and uniformly distributed grain structure,and the fewer twinning.     

Mechanical Properties of Metals with Submicrocrystalline Structure

Metal Science and Heat Treatment -     

考虑微动影响的搭接结构应力强度因子有限元分析

采用ABAQUS软件建立了考虑微动影响的搭接结构有限元全局模型和子模,运用该模型计算了接触区的应力分布.最后在FRANC2D/L中把螺栓用等效的正应力和剪应力来代替,重建子模型.通过分析得到了不同直孔和沉孔孔边裂纹长度时应力强度因子(SIF)沿试件厚度方向的变化曲线.结果表明:在相同厚度的平面上,SIF随裂纹长度的增加...     

单晶铜ECAP/Bc路径形变结构与力学性能

采用电子背散射衍射技术(EBSD)、XRD,研究了单晶铜在等通道转角挤压(ECAP)/Bc路径4道次变形过程中形变结构演变,并检测了变形材料的力学性能。结果表明：低道次变形不改变单晶铜的宏观取向;2道次变形后,材料微观组织中出现取向一致的剪切带,与ED轴成15°-20°角,晶粒内部出现了形变织构{111}<112>;经过4道次变形后,剪切带与ED轴夹角不变但倾斜方向与2道次相反,形变织构不发生改变,且未出现大角度晶界;抗拉强度由168MPa提高至395MPa,延伸率则从63%降至26.5%,硬度由60Hv提高到125Hv,之后趋于平缓;由于位错堆积,材料塑性变差,断口颈缩面积变大。ECAP可使单晶铜在未破碎的情况下得到强化。     

单晶纯钛的细观力学性能模拟

采用晶体塑性理论和有限元方法,建立描述密排六方结构(hcp)金属力学行为的细观数值本构模型,利用该模型对单晶纯钛在高温下的单向拉伸试验进行模拟。模拟结果和实验现象相吻合,显示了该模型的有效性。计算结果同时揭示了单晶纯钛变形过程中各个滑移系所起的作用,并对滑移系的运动和晶格转动等细观演化规律进行了分析。     

Mechanical Behavior and Processing of DS and Single Crystal Superalloys

This article examines mechanical anisotropy of single crystals, cold work induced surface recrystallization on directionally solidified (DS) materials, and the effect of temperature gradient in a DS furnace on the fatigue strength of single crystals. It draws attention to the highly anisotropic creep behavior of some modern single crystal alloys showing, in particular, extremely poor creep resistance in the 〈111〉 orientation. Effects of surface recrystallization on the creep strength are evaluated. The present work incites further investigation on heat treatments and alloy chemistry modifications in order to reduce the effect of mechanical anisotropy. Great care should be taken during the “mechanical” handling of DS or single crystal components to avoid surface recrystallization. HIP’ing or high gradient solidification are shown to be two possible ways for enhancing the durability and the fatigue strength of single crystal superalloys. In certain liquid fuel rocket engine applications, where hydrogen embrittlement of single crystal turbopump blades can be of concern, both these techniques can be useful.     

膜致应力对应力腐蚀裂尖力学特性的影响

氧化膜破裂理论是目前定量预测核电高温水环境中镍基合金应力腐蚀开裂速率应用最为广泛的理论模型之一,其中应力强度因子是衡量应力腐蚀开裂速率的重要参量。为进一步了解氧化膜破裂机理及裂纹扩展驱动力特性,提出了膜致应力强度因子。为了深入了解膜致应力强度因子在 EAC 裂纹扩展过程中裂尖的力学状况,在不考虑外载的情况下,从理论和数值模拟两方面分析研究了EAC 裂尖基体金属区域的应力应变分布状态,得出了膜致应力强度因子对裂尖Mises应力、等效塑性应变、拉伸应力、拉伸应变及拉伸应变梯度的影响规律,为提高定量预测高温高压水环境中镍基合金及不锈钢 EAC 扩展速率精度奠定基础,进而完善了氧化膜破裂机理。     

生物凝胶玻璃陶瓷的力学性能和生物学行为研究

采用溶胶凝胶自蔓延法制备了不同配比的SiO2-CaO-P2O5-MgO系生物活性玻璃粉，并通过压制烧结工艺制成块状玻璃陶瓷材料。研究了材料的组织结构、力学性能和在骨内种植试验中的生物学行为。结果表明：经过1100℃烧结热处理后，凝胶玻璃基体中析出（Ca，Mg）3（PO4）2晶体和MgSiO3晶体，其中，硅含量较高的样品中析出晶体的尺寸较大，具有较高的弯曲强度和断裂韧性值，分别可达172MPa和2．02MPa．m^1/2。两种材料植入动物体内后与骨组织接触良好，未见明显的炎症反应。其中硅含量较高的样品植入骨内仅3周即可在骨与材料接触面处生成大量新生血管和骨小梁，植入6周后即与骨融合，两者之间钙磷含量较高且连续，没有明显的界面，这些结果证明该材料具有良好的骨组织相容性，是一种较为理想的骨修复替代材料。     

树脂基复合材料/铝合金搅拌摩擦焊搭接接头成形及性能研究

用搅拌摩擦焊方法对树脂基复合材料与铝合金进行了搭接试验,研究了轴肩下压量对接头成形及力学性能的影响。结果表明:利用搅拌摩擦焊方法可以实现这两种材料的搭接,其界面结合机制为机械结合;轴肩下压量对接头成形和性能具有重要的影响,采用合适的轴肩下压量可形成成形良好、无宏观缺陷的焊接接头;SEM观察表明,接头界面存在的微裂纹可能是接头力学性能不太理想的主要原因。     

PtZr合金高压下结构与性能的第一性原理研究

采用第一性原理的方法针对PtZr合金,计算了在0~80 GPa高压环境下的晶格常数、弹性常数、体模量、剪切模量和电子结构。计算结果发现,PtZr合金的晶格参数,晶胞体积随着压力的增加而线性降低。分析其弹性模量,在高压环境下,PtZr合金的体模量随着压力的增加而线性增大,但剪切模量在0~40 GPa范围内随着压力的增加而增大,当达到40 GPa时出现一个极大值,当压力继续增大时,剪切模量基本趋于稳定。这种弹性模量的变化主要是因为在高压条件下,Pt的5d电子轨道上的电子和Zr的4d电子轨道的电子相互作用增强,形成较强的金属键所致。