SOLIDIFICATION MICROSTRUCTURE AND FRACTURE MORPHOLOGY OF SiCp/ZA27 COMPOSITE

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＺｉｎｃ ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｓｗｅｒｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｓｗｅａｒ ｒｅｓｉｓｔｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎ 196 0’ｓ .Ｔｈｅｓｅａｌｌｏｙｓｐｒｅｓｅｎｔｓｏｍｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｓｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ,ｇｏｏｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｙｔ,ｅｓｘｃｅｌｌｅｎｔｗｅａｒ ｒｅｓｉｓｔｉｎｇ ,ｌｏｗｃｏｓｔａｎｄｓｏｏｎｉｎｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈｃｏｐｐｅｒａｌｌｏｙｓ .ＴｈｕｓＺｎ Ａｌａｌｌｏｙｓｈａｖｅｂｅｅｎｎｏｔｉｃｅｄｗｉｄｅｌｙｂ…     

复合材料飞轮断裂与损伤的研究

用有限元方法分析复合材料飞轮在高速旋转时径向应力与环向应力的分布情况,预测飞轮的极限转速及损伤与断裂形式,同时用实验的方法进行验证,实验所得结果与有限元分析结果具有很好的一致性。     

电流凝固技术的理论与实践

综述了近半个世纪国内外电流凝固技术的研究概况,介绍了直流电流、交流电流和脉冲电流处理对金属凝固过程与凝固组织影响的一些重要成果,总结了电流凝固技术目前研究工作的不足及发展趋势,提出了该技术在工业中应用尚需研究解决的技术与理论问题,特别强调了脉冲电流处理技术的优越性及应用前景。     

STUDY ON NUMERICAL SIMULATION OF MOLD-FILLING AND SOLIDIFICATION PROCESSES OF SHAPED CASTING

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HQ130钢熔合区微裂纹扩展形态及断口特征

通过“铁研”、金相和扫描电镜（ＳＥＭ）试验,对ＨＱ１３０ 高强钢焊接熔合区微裂纹扩展和断口形貌特征进行了研究。试验结果表明,ＨＱ１３０ 钢焊接裂纹大多起源于距熔化边界线２０～６０ μｍ 的半熔化区,一般是平行于熔合区扩展或是越过熔合区拐向焊缝中。裂纹扩展在焊缝区和半熔化区之间交替进行,并非严格按Ｗ／Ｆ界面破断。控制焊接线能量（≤２０ ｋＪ／ｃｍ ）可避免熔合区附近出现粗大的板条马氏体或上贝氏体,有利于防止焊接冷裂纹的产生和扩展     

不同强韧性组配的16Mn钢焊接接头的断裂性能和裂行为

对16Mn钢不同组配焊接接头的断裂性能和断裂行为进行了试验研究。认为在高应力塑性断裂和高应力脆性断裂状态下,16Mn钢接头的断裂强度为焊缝强度和接头各部分塑性变形能力所决定,提高焊缝强度以及提高焊缝和母材的塑性均有利于提高接头的抗断裂能力;在低应力脆性断裂状态下,接头的抗断裂性能是可以根据焊缝的低温冲击韧度进行评价的。焊接接头各部分塑性变形能力及其相互关系对焊接接头的断裂行为具有不可忽视的影响,是评价接头断裂性能的重要依据。     

计及湿热效应的层板复合材料疲劳寿命的试验及数据处理方法

湿热环境严重影响复合材料的物理及力学性能 ,为研究湿热效应对疲劳寿命的影响 ,建立考虑湿热影响的复合材料疲劳性能试验方法。文中以剩余强度衰减模型为基础 ,对考虑湿热效应的层板复合材料的拉—拉疲劳性能试验的全过程进行介绍 ,阐述试件准备过程、试验中测试的项目 ,详细介绍基于剩余强度衰减模型中的参数的确定以及试验中试件个数确定的计算方法 ,并且指出试验中一些必要的注意事项 ,对试验中的有关数据处理也给出相应的理论基础。以此试验方法为基础可以方便地进行疲劳寿命的预测与分析     

断口学的发展及微观断裂机理研究

从宏观到微观、从定性到定量、从断裂失效的断口分析到机理研究的断口学，阐述断口分析在断裂失效(事故)分析中的地位和作用，介绍断口分析的内容及其依据、基本技能和方法，着重说明断口学的发展和微观断裂机理的研究。     

STUDY ON MACRO AND MICRO MODELING ON SOLIDIFICATION PROCESS OF SHAPED CASTING

Facing the market economy and global challenge the development of manufacturing industry especially casting industry is critical to the national economy. To reform the traditional casting industry by using computer technology is one of the hottest research frontiers studied by many researchers and engineers. Computer simulation of solidification process of shaped casting can assure the quality of casting, optimize the casting technology, shorten the lead time and therefore decrease the developing and manufacturing cost. Recently, numerical simulation of mold-filling and solidification processes of shaped casting and prediction of microstructure and property as well are extensively studied and put into application in many casting plants with many successful simulation cases.     

曲轴的疲劳断裂分析

系统阐述利用有限元法对机械结构零部件进行疲劳断裂分析的相关理论和方法。在此基础上对16V240机车柴油机曲轴的最危险曲拐进行最大和最小工况下的三维有限元分析，确定裂纹易产生的危险截面，求解危险截面处不同深度和形态的表面椭圆裂纹的应力强度因子，并拟合关于椭圆裂纹特征参数及总体坐标下的等效应力强度因子的近似表达式。为预测含裂纹曲轴的承载能力、剩余寿命、制定判废标准等提供相关的疲劳断裂参数。     

POP-IN效应对材料断裂韧度的影响及评价

裂纹尖端张开位移占是衡量材料断裂韧度的一个重要参量，但在进行C3DD（crack tip opening displacement）试验时，F-V曲线上通常会出现瞬间的载荷迅速下降、位移增加很小的“突进”现象，俗称“POP-IN”，它的出现对确定CTOD值产生很大影响，进而影响到材料断裂韧度评价的准确性。针对这一问题，文中依据BS7448 PartⅡ中的有关评定标准，结合EH36钢埋弧焊接头CTOD试验，分别对均质、非均质材料中存在POP-IN现象时如何正确评定进行论述，力网为合理取舍POP-IN效应、准确评价材料断裂韧度提供依据。     

韧性材料断裂形式与J准则存在的问题

受材料特性不同与应力状态形式不同的影响,韧性材料可发生准解理断裂、孔洞正拉断、孔洞剪断和无孔洞影响的剪断等多种断裂形式,不同的断裂形式,材料中危险点位置与宏观断裂面方向则不同,相应的细观断裂机理、宏观断裂条件也有区分.J-积分理论没有区分材料不同断裂形式,将其用于金属材料一些复合型断裂试验结果时有较大误差.利用细观力学对材料断裂机理的分析,结合几种金属材料在不同应力状态下的断裂试验结果,对J准则存在的基本问题进行讨论,并对材料不同断裂形式的主要影响因素进行分析.     

深海立管的断裂与可靠性评估进展

针对海洋立管的疲劳、断裂及可靠性问题,详细评述近十年国内外这方面的研究成果.立管系统是近海勘探和开采工程中一个非常关键的组成部分,对于负载中的深水立管,结构失效控制和可靠性是设计中需要考虑的一个重要因素.对深水立管系统的可靠性断裂评估,应根据结构和环境情况,选取适当的评估方法.涡激振动是引起海洋深水管疲劳失效的主要因素,论述深水管的涡激振动和抑制方法,涡激振动分析结果可用于评定立管的强度和疲劳积累.最后,给出一些用于深水立管的疲劳寿命预测以及可靠性评估的实用理论和计算方法.     

Cu50Ni50过冷熔体在玻璃涂层壳型中的凝固组织

用熔模铸造工艺和溶胶－凝胶方法在壳型内表面制备成分９８．５６％ ＳｉＯ２－１．４４％ Ｂ２Ｏ３（ｍｏｌ％）玻璃涂层,ＸＲＤ分析结果表明,该涂层经过（１１７３±５） Ｋ保温３０ｍｉｎ后,再经过（１７７３±５） Ｋ保温６０ｍｉｎ处理无析晶。过冷Ｃｕ_５０Ｎｉ_５０合金熔体在该涂层壳型中遗传的最大过冷度为２３６Ｋ。金相和ＥＤＳ分析表明,凝固组织可以通过两个临界过冷度分为三类：△Ｔ＜７１Ｋ,凝固组织由普通技晶渐变为第一类粒状晶;７１Ｋ＜△Ｔ＜１９２Ｋ为深过冷技晶;△Ｔ＞１９２Ｋ时为通过再结晶后形成的第二类粒状晶。利用ＢＣＴ模型计算结果可以很好地解释三类凝固组织。     

断裂力学判据存在的一个问题及讨论

利用细观力学对材料断裂机理的认识,结合脆性材料常规破坏试验结果,提出了一个新的拉断破坏条件,该拉断强度条件与常用的几何脆断强度条件相比,能更好地解释材料在复杂应力状态下发生的脆断与小塑性韧断,并对常用的断裂力学判据存在的问题进行了讨论,通过分析影响裂尖空穴扩张的主要因素,给出能适应不同应力状态的新的断裂判据。     

FATIGUE LIFE PREDICTION THEORY OF COMPOSITE LAMINATES AND EXPERIMENTAL VERIFICATION

According to traditional phenomenological fatigue methodology and modem continuum damage mechanics theory, dual fatigue cumulative damage rules to predict fatigue damage formation and propagation lives of the notched composite laminates are presented. A 3-dimensional damage constitutive equation of anisotropic composites is also established. Damage strain energy release rate is interpreted as a driving force of the fatigue delamination damage propagation. A new damage evolution equation and a damage propagation σa-σm-N surface (stress amplitude-mean stress-life surface) are derived. Hence, using the method above, the fatigue life of composite components can be predicted. Finally, theoretically predicted results are compared with experimental data. It is found that the deviation of theoretic prediction from experimental results is about 22%.     

点的复合运动的矩阵矢量法

利用线性代数中矩阵运算和矢量分析的方法,推导了作复合运动的点的绝对位置、速度和加速度计算公式,简化了具体的分析过程,且便于利用计算机求解较为复杂的空间运动.     

橡胶纯剪试件变形与断裂的有限元分析

用非线性有限元法分析橡胶纯剪试件变形与理想纯剪变形之间的差异.结果表明试件中心接近纯剪,但是靠近自由边界的区域应力比较复杂,受自由边界影响的区域随应变的增加而减小,试件的宽高比越大变形越接近理想纯剪变形.对橡胶纯剪试件存在中心裂纹和边缘裂纹时的撕裂能进行计算,断裂形成大裂纹时撕裂能与裂纹尺寸无关,有限元解与以前的结果吻合较好;对于小裂纹,撕裂能与裂纹尺寸成线性关系.同时分析不同材料模型对橡胶纯剪试件变形和断裂的影响.分析表明,不同应变能函数的材料模型模拟的结果略有不同.     

层压复合材料剪切疲劳寿命预估

将Iosipescu剪切强度测试方法推广到剪切疲劳试验.以碳纤维/树脂基T300/QY8911复合材料层压板为研究对象,对三种多向铺层试件进行剪切疲劳试验.用一种疲劳损伤累积模型和自行开发的有限元/疲劳寿命分析程序预测被试多向层压板的剪切强度,模拟局部疲劳失效演变的过程,给出疲劳寿命和剩余强度预估结果,比较两种静强度准则(Tsai-Hill准则和Puck修正准则)对预估结果的影响.寿命预测结果与试验结果基本相符.     

复合材料非线性本构方程及其工程计算方法

在对Ｈａｈｎ－Ｔｓａｉ模型和Ｊｏｎｅｓ－Ｎｅｌｓｏｎ模型进行分析研究的基础上，给出了将非线性本构方程用于工程计算的程序和方法。对于Ｊｏｎｅｓ－Ｎｅｌｓｏｎ模型，提出了较之Ｊｏｎｅｓ方法更为合理有效的模型参数确定方法；并在模型扩充实用时引入了应力叠加原理，从而保证了模型在全部应力空间的连续性和适用性。笔者还同时给出了工程计算的计算机程序主框图和部分运行结果，对于把非线性本构方程引入工程设计具有实际指导意义