金属塑性应变条件下损伤变量的宏细观测量与计算

利用超声波测量技术测定了金属材料的一些基本参量,利用这些基本参量和传统意义上的损伤定义,从宏观、细观角度导出了不同的损伤变量表示式。它在保持损伤变量定义的一致性基础上,使材料的非线性特征与其缺陷建立了一定的联系,并可进行定量计算。处理后的试验数据表明,损伤变量D均随塑性应变量的增大而增大,且用基体应变和空穴体积率表示的细观损伤变量敏感程度最高。文中还利用A．C．Eringen连续统力学理论对各变量之间的差异进行了简要的分析和解释。     

单拉试样颈部应力状态及对材料细观损伤的影响

用实验及有限元方法,对细观多孔性球墨铸铁光棒试件拉伸破坏过程中颈缩截面应力状态变化规律进行分析和研究,获得该截面心部的应力状态参数T随应变的变化曲线.曲线分为T=0.33的定值阶段和T单调增长两个阶段,Tmax=0.68.对T取实验值与取常规定值情况下的材料损伤演化及材料软化进行比较,认为常规采用定值T=0.33低估了光棒试件的细观损伤破坏.单轴拉伸光棒试件中的孔洞损伤演化过程是由孔洞的形状改变为主要过程和断裂前短暂的孔洞体积的加速扩张阶段组成,这一结论与Gurson模型中孔洞长大描述符合很好.     

截面形状对材料微孔洞损伤破坏的影响

为探讨截面形状对金属材料微孔洞损伤破坏的影响,针对圆形、矩形横截面缺口试样进行了拉伸破坏、预拉伸低温冲断试验,断口扫描电镜观察及有限元计算;用细观力学模型计算了缺口试样断裂时微孔洞长大体积率沿断口的分布和断口的起裂位置,并模拟了断口上起裂处微孔洞长大。结果表明：截面形状对材料微孔洞损伤演化有较大的影响,圆形、矩形横截面缺口试样断裂时起裂处微孔洞长大体积率相差较大,微孔洞长大的临界值不是材料常数;用R-T模型、GTN模型模拟非轴对称三轴应力状态下材料微孔洞损伤演化有较大的误差。     

弯管流动的非均匀性及其整流

利用RSM湍流模式和贴体无结构网格,对三维弯管的流动进行了数值模拟,并利用三维激光测速仪(LDV)对流动进行了测量,数值模拟的结果同试验吻合较好。针对流动的非均匀性提出了双环结构的整流装置,并对该整流装置进行了数值模拟和试验,表明该装置能对气流进行很好的整流,使流动在弯管下游很快变得均匀和稳定。     

复合材料风电叶片细观失效准则及其损伤演化

针对复合材料风电叶片在实际使用过程常常出现损伤的问题,提出一种基于细观失效准则的复合材料细观损伤分析模型。采用通用单胞模型(Generalized method of cells,GMC)对具有周期性的单向复合材料层合板进行细观建模,并且引入基于Huang模型的细观失效准则和刚度退化准则,从细观层面上分别对纤维和基体的失效模式进行表征,对4种单向复合材料层合板的渐进损伤过程进行数值模拟。在试验验证过程中,先对两种不同状态(含损伤和无损伤)的复合材料风电叶片进行了静力加载试验,采用光纤光栅传感器监测损伤对风电叶片应变的影响;然后通过典型的单向层合板的拉伸破坏试验得到的应变曲线来验证本算法的有效性。结果表明:当复合材料风电叶片中存在损伤时,将降低其承载能力,并且应变值变化明显,可以通过应变来监测叶片的健康状态;提出的模型能够通过得到的应变曲线准确地预测单向复合材料层合板的力学性能和破坏强度值。     

正交各向异性弹塑性材料中微孔洞的扩张

针对正交各向异性弹塑性多孔材料,用有限元方法计算分析内含球形微孔洞的三维六面体体胞在不同三轴应力状态下的变形。结果表明,在一定的应力三轴参数下,改变作用在体胞上的主尖力方向,微孔洞长大速度则发生明显的变化;其次,在较低的应力三轴参数下,当Lode参数μσ＝－1时,微孔洞长大速度较快;各向异性程度越同,微孔洞扩张越快。     

不同光照条件下数字CCD相机响应不均匀性研究

数字CCD相机光电输入输出响应不均匀特性是其用于光束远近场能量分布测量的重要参数,因此研究数字CCD相机的响应不均匀性,是保障激光参数测量系统测量精度的关键技术环节。从理论上分析了数字CCD相机光电响应不均匀性的原因,通过建立数字CCD相机响应不均匀性测试系统和三维模型,推导出了数字CCD相机相应不均匀性的计算公式,对数字CCD相机的响应不均匀性进行测量与分析,给出了测试系统的结构框图和部分测试结果。     

红外图像非均匀性实时校正的新技术

介绍了红外图像非均匀校正的基本方法,并以多点校正方法为例,利用DSP硬件具有强大的运算能力及灵活的可编程性,自动完成了图像的非均匀性实时校正.给出了校正系统的构成,描述了校正方法的实现过程.用像元数为128×128的红外焦平面阵列进行了图像非均匀性实时校正实验,并对校正前后的图像进行了对比.实验结果达到了预期目的,表明基于DSP的红外图像非均匀性实时校正系统实现的校正方法简单,效果理想.     

多TDI-CCD拼接相机非均匀性校正方法

针对多TDI-CCD拼接相机成像存在非均匀性问题,开展了对拼接相机输出图像片内及片间综合校正算法的研究。首先,结合CCD相机特性,介绍了TDI-CCD的工作原理以及拼接相机非均匀性的产生机理。然后,分别对拼接相机片内及片间非均匀性校正的原理进行分析,提出了片内采用两点法校正、片间采用比值平均校正的综合校正算法。最后,对片内及片间综合非均匀性校正的参数标定及校正方法进行了探讨;实验结果表明,在原拼接输出图像存在8.4%非均匀性的条件下,采用片内与片间综合校正法校正后,图像非均匀性达到2.7%。该校正方法基本满足了对TDI-CCD拼接相机非均性校正的指标要求,算法有效实用。     

多TDI-CCD拼接相机成像非均匀性的校正

针对多TDI-CCD拼接相机存在成像非均匀性问题,开展了对拼接相机输出图像的片内及片间综合校正算法研究.结合CCD相机特性介绍了TDI-CCD的工作原理以及拼接相机成像非均匀性的产生机理.然后,分别对拼接相机片内及片间非均匀性校正的原理进行分析,提出了片内采用两点法校正,片间采用比值平均综合法校正.最后,对片内及片间综合非均匀性校正的参数标定及校正方法进行了探讨.实验结果表明,对存在8.4%非均匀性的原拼接输出图像,采用片内与片间综合校正法校正后,图像非均匀性达到了2.7%,表明该校正方法可基本满足TDI-CCD拼接相机对成像非均性校正的要求,其算法有效实用.     

大锻件内部空洞热锻闭合的Z-C判据及其应用

大锻件内部空洞闭合是一个多尺度问题.基于细观塑性理论和体胞模型,推导出大锻件内部空洞的体积演化方程,通过分析空洞闭合的力学条件,建立大锻件高温成形过程中内部空洞闭合的Z-C判据.Z-C判据对人们熟知的定性结论能够从理论上给出定量解释,发现硬化指数、远场应力三轴度和等效应变对空洞闭合均有重要影响,并揭示出影响规律.数值模拟研究表明,运用Z-C判据和CAE技术不仅可以判断空洞是否闭合,而且可以模拟空洞的体积变化过程,揭示空洞演化规律.Z-C判据为大锻件锻造工艺的优化设计提供了一条新途径.     

铝多孔洞演变行为的分子动力模拟

为掌握含裂纹、孔洞等缺陷的铝的演变规律,建立含孔洞的铝的分子动力学模拟模型,通过嵌入原子法进行模拟,采用速度加载的分子动力学方法,研究了含孔洞的铝在受到单向拉伸作用下的裂纹扩展行为。在其它条件不变的情况下,研究结果表明:随着孔洞直径的增大,孔洞内边缘位错、滑移大量产生,从而导致与相邻孔洞汇合更容易,整个体系更易被拉开;孔洞间距越大,相邻孔洞内边缘产生的微裂纹更倾向于形成一条大的裂纹,使体系的演变过程更规则但更难被拉开。     

气液两相流中的空隙率计研究

本文介绍了研制的新型三相脉冲电导式空隙率计.与国外代表性的Merilo旋转电场式空隙率计比较,其传感器结构和激励电源等均有新的创新.研究结果表明:仪表在线性度、测量精度、频率响应以及结构简化等方面,均有提高和改进.     

低合金钢尘化演化模型的建立及应用

金属尘化是铁基、镍基合金在高温高碳活度环境下发生的一种灾难性腐蚀。讨论了低合金钢的尘化腐蚀,根据Hochman-Grabke机理,将腐蚀过程分为:渗碳、碳化物析出和碳化物分解3个阶段,初步建立了描述尘演化过程的数学模型。以此模型对Cr5Mo钢在600℃下、CO-H2-H2O气氛中的尘化腐蚀演化进行模拟,计算值与试验值相符,计算结果表明该模型在工程应用上具有可行性。     

The prediction of creep rupture of pressurized tubes using a model for void growth and coalescence

A phenomenological formulation based on a theory of plasticity for voided solids, and power-law creep, to estimate the rupture times and strains for pressurized tubes is presented. Realistic values of the damage parameters involved are selected by satisfying the creep rupture uniaxial data for the same materials. Void growth and coalescence and hence the loss of load-carrying capacity of the tube is taken as a failure criterion. Computed values of rupture times for thin- and thick-walled tubes are shown to be mostly in close agreement with the experimental data found in the literature. Only fair agreement among predicted and experimental fracture strains is observed.     

Parameters of Acoustic Inhomogeneity for Nondestroductive Estimation of the Influence of Manufacturing Technology and Operational Damage on the Structure of Metal

Russian Journal of Nondestructive Testing - An acoustic method for nondestructive evaluation of variations in the metal structure caused by violations in manufacturing technology or by accumulation...     

一种适合于高熔点金属合金化的新技术

详细介绍了一种适合于高熔点金属合金化的新技术——双层辉光离子渗金属技术.对于它的基本原理、放电模式、渗金属机理、技术特点以及该技术目前应用情况简要进行了报道.指出该技术是一项适合于高熔点金属表面合金化和采用高熔点金属对铁基或某些熔点较高的有色金属材料进行表面合金化的先进工艺技术,在材料表面合金化方面有着广阔的应用前景.     

飞机钣金零件多态模型状态划分方法

对飞机钣金零件多态模型作进一步研究,分析了飞机钣金零件的制造状态衍化特性和典型状态,讨论了状态划分的原则和依据,建立了基于典型状态的划分方法和基于XML的状态方案表达方法,提出了状态划分的评价流程和基于成熟度的优化方法。实现了面向制造过程的飞机钣金框肋类零件状态划分,为钣金零件多态模型数字化定义提供了依据和信息组织框架。     

贵阳市降水中K、Na、Ca、Mg金属元素分布状况初探

通过对贵阳市城区每月采集的降水月混合样进行K、Na、Ca、Mg金属元素浓度值测试分析。初步摸清了贵阳城区大气降水中4种金属元素的浓度范围、污染状况及变化规律。     

金属橡胶非成形方向迟滞特性力学模型研究

金属橡胶是一种各向异性材料,其非成形方向与成形方向的力学特性存在显著不同。依据金属橡胶非成形方向变形的主要特征,对金属丝螺旋卷的空间位形、接触模式进行分析,揭示金属橡胶非成形方向变形的细观物理机制。结合螺旋卷的弹性变形特征和金属橡胶内部摩擦力接触点分布规律,建立金属橡胶非成形方向的力学模型,实现不同预变形下金属橡胶加载和卸载过程迟滞力学特性的预测。该模型包含金属丝直径和弹性模量、螺旋卷直径、材料相对密度等基本的材料结构参数,从理论上解释金属橡胶非成形方向的弹性特性和多点接触的干摩擦特性产生的机理。通过不同相对密度的金属橡胶试件对所建模型进行试验验证,发现理论计算和试验结果有较好的一致性,为分析和预测金属橡胶非成形方向的刚度和阻尼提供理论依据。