尺寸稳定性评定的新方法——圆环开口法的初步尝试

为综合评定金属材料的尺寸稳定性特性,提出了“圆环开口法”。实验证明,与以往棒状试样的一维长度测试上比,这种方法具有精度高、测试周期短、形位变化敏感等优点,是试验研究的有效方法。     

试样尺寸测量方法对钢管力学性能的影响

对于钢管产品的拉伸试验,国标、美标以及ISO标准对试样尺寸的测量方法要求有所不同,钢管产品具有轧制特性,存在壁厚不均匀现象,壁厚的测量精度对于试验误差的控制有较大影响。对比了不同标准规定的试样尺寸测量方法,并选用两种标准方法对钢管弧形试样进行拉伸试验,对拉伸试验结果进行对比,研究了试样尺寸测量方法对钢管力学性能的影响。     

4D炭/炭复合材料试样尺寸对剪切性能的影响

以4D炭/炭复合材料为研究对象,对不同尺寸规格冲剪试样和三点短梁压剪试样进行了剪切性能测试,分析了试样尺寸对剪切性能的影响。研究表明,试样的尺寸规格对其剪切性能有着显著影响。对于冲剪试样,Φ50mm×4mm试样剪切强度测试值高于Φ50mm×6mm试样,Φ50mm×4mm试样呈韧性断裂特征;Φ50mm×6mm试样呈脆性断裂特征。对于三点短梁压剪试验,在所用的各尺寸规格试样中,40mm×6mm×6mm试样采用26mm跨距时,测试数据的离散性最小。     

4D炭/炭复合材料试样尺寸对剪切性能的影响

以4D炭/炭复合材料为研究对象,对不同尺寸规格冲剪试样和三点短梁压剪试样进行了剪切性能测试,分析了试样尺寸对剪切性能的影响。研究表明,试样的尺寸规格对其剪切性能有着显著影响。对于冲剪试样,Φ50mm×4mm试样剪切强度测试值高于Φ50mm×6mm试样,Φ50mm×4mm试样呈韧性断裂特征;Φ50mm×6mm试样呈脆性断裂特征。对于三点短梁压剪试验,在所用的各尺寸规格试样中,40mm×6mm×6mm试样采用26mm跨距时,测试数据的离散性最小。     

7050铝合金结构件热处理与冷成形过程残余应力演化规律的数值模拟

基于Hansel-Spittel黏塑性流变应力模型以及应力-应变曲线构建7050铝合金在不同温度区间的材料本构方程.采用有限元仿真技术,首先分析试块级试样淬火与冷压缩过程的残余应力变化,模拟的分布规律与试块的超声测试分析结果一致.在此基础上,研究带筋条结构的铝合金结构件淬火热处理与冷变形工艺残余应力演化规律,并对结构件开展了超声残余应力测试和机加工变形验证.结果表明:淬火后残余应力呈外压内拉分布.不同的冷变形工艺对结构件淬火残余应力的消减程度有较大差异.对于冷压缩工艺,当变形量超过2％后,辐板压缩对辐板心部的应力状态改善较好,而筋条压缩只改善筋条局部位置的应力状态.3％压下量的冷拉伸工艺对整体的应力状态改变较大,可同时有效改善筋条部位和辐板部位残余应力的均匀性.经冷拉后,铝合金结构件机加工变形程度可得到明显改善.     

岩石SHPB试验中确定试样尺寸的参考方法

根据岩石SHPB试验中应力波在弹性杆和岩样内的透反射规律,给出了利用反射系数和应力波在试样间来回传播最低次数获得应力差相对值的查值表。根据反射系数和具体实验中对应力差相对值的要求,利用该表可以直接查询应力波在岩样内传播达到应力平衡的最小传播次数。在此基础上,通过考察岩石密度、波速与最小传播次数之间的关系,认为岩石的波速对反射系数和岩样最大长度有很明显的影响。研究结果表明,岩石波速和岩样最大长度之间存在二次函数关系式。在对岩石进行SHPB实验前,可以通过测试岩石的波速,并根据二次函数关系式,计算得到岩样所允许的最大长度,为具体试验条件下确定岩石试样尺寸提供了一种参考方法。     

钢管探伤对比试样人工缺陷尺寸的测量方法可行性分析

由于对比试样人工缺陷是无缝钢管自动超声波探伤设备进行调试、综合性能定期校验测试的基准,其值的准确量值传递为现场批量生产的钢管质量等级评定至关重要。本文分析对比试样人工缺陷尺寸的四种测量方法,得出人工槽复形法测量准确度较高,此测量方法操作简便、经济,经过实践验证切实可行。     

深冷处理改善7A04铝合金锥形壳体加工过程尺寸稳定性研究

为了评估薄壁锥形壳体材料去除过程中内部残余应力导致的尺寸稳定性,建立了7A04铝合金锥形壳体材料去除的数学模型,利用模型对常规热处理(CHT)和深冷处理(DCT)的构件分别模拟了3种不同的材料去除过程.研究结果表明:初始残余应力愈大,相应的尺寸不稳定性也愈大;在同样的初始应力条件下,不同的材料去除方式导致不一样的加工变形.     

典型热处理后不同冷作模具钢的残余奥氏体及对冲击韧性和尺寸稳定性的影响

以DC53钢、Cr8Mo2SiV钢、Calmax钢等3种典型的冷作模具钢为研究对象,对比了其在典型热处理工艺处理后的残余奥氏体含量与分布、冲击韧性、尺寸稳定性,并总结出了残余奥氏体对后两者的影响规律。结果表明:DC53钢和Cr8Mo2SiV钢的残余奥氏体含量远高于Calmax钢的,400℃低温回火处理会大幅提升残余奥氏体含量;典型热处理后冷作模具钢的冲击韧性与残余奥氏体含量成正比,与回火温度成反比。DC53钢和Cr8Mo2SiV钢的尺寸变化均遵循直线上升的规律,但Calmax钢的的尺寸变化规律不明显。     

纳米薄膜力学性能的尺寸相关性及其残余应力分析

系统地分析了纳米薄膜残余应力产生的物理机制,重点讨论了表面应力对纳米薄膜的影响,解释了纳米薄膜特殊的力学性能尺寸相关性,并通过考虑表面应力的有限元模型给出了纳米薄膜单轴拉伸的数值模拟结果。     

V型缺口冲击试样尺寸公差因素的有限元分析

对照GB/T 229-2007和ASTM E23-2012c(2014)对V型缺口冲击试样的加工要求,使用有限元模拟计算方法,分析了试样尺寸公差对试样缺口处应力的影响,并利用缺口处的应力评估了尺寸公差对缺口敏感性的影响权重。结果表明:缺口底部高度和缺口角度对试样缺口敏感性的影响权重最大;试样宽度和高度的影响次之,试样长度的影响最小;相比较,ASTM E23-2012c(2014)对V型缺口冲击试样加工尺寸公差的要求比GB/T 229-2007更为合理。     

喷丸改性对7050铝合金FSW接头性能的影响

对5 mm厚的7050铝合金搅拌摩擦焊接头进行喷丸表面改性处理,并对喷丸前后的接头进行残余应力测量、低周疲劳裂纹扩展试验,研究喷丸改性对焊接接头残余应力分布和焊核区、热影响区疲劳裂纹扩展速率的影响。结果表明,喷丸处理提高了接头表面粗糙程度,但接头表层及近表层产生硬化层,二次喷丸处理后的表层硬度值达198HV。二次喷丸最高硬度值比焊接态高33.1%。喷丸引入的残余压应力随喷丸次数增加而增大,最大压应力值位置也移向板材更深处。焊核区、热影响区疲劳裂纹扩展速率相对焊接态均降低,表明喷丸改性提高了接头两微区抗疲劳断裂的能力。     

钛酸钾晶须增强铝基复合材料的热循环尺寸稳定性

用挤压铸造工艺制备了钛酸钾晶须增强铝基复合材料,研究了其热膨胀系数和热循环尺寸稳定性。复合材料的热膨胀系数低于ZL109合金且随晶须含量的增加而降低。50℃~280℃热循环实验中,ZL109合金和复合材料中都观察到应变滞后现象。ZL109合金的热循环曲线具有最大的应变滞后和残余塑性应变,而30 vol%复合材料热循环前后几乎没有尺寸变化,具有很高的尺寸稳定性。最后,我们认为可以用热循环曲线来分析工作在变温环境下的结构材料的尺寸稳定性和失效。     

岩石材料SHPB实验试件尺寸确定的研究

目前岩石材料在进行分离式霍普金森压杆(SHPB)实验时,对于试件尺寸确定的描述较为模糊,因此从应力波在SHPB系统中的传播过程入手,通过应力均匀化物理过程的分析,求解出试件内应力状态,结合应力均匀的条件,解析出影响应力均匀化的参量:试件与杆间应力波的反射系数,并给出不同反射系数下达到应力均匀所需的最小传播次数。通过控制应力均匀化时间确定了试件极限长度的计算公式,并得出脆性岩石材料的合理长径比为0.8。根据以上结论,计算出7种岩石材料在SHPB实验下的尺寸,为相关研究提供参考。     

超声波协同处理对桉木抽提物及尺寸稳定性的影响

目的 探究不同频率超声波辅助去离子水溶液的抽提处理对巨尾桉木抽提物得率、成分以及试件尺寸稳定性的影响。方法 分别以频率为0,25,59 kHz的超声波辅助去离子水、质量分数为1%的盐酸溶液、质量分数为1%的氢氧化钠溶液,在60 ℃条件下抽提巨尾桉试件2 h,计算抽提物得率,采用GC/MS检测抽提物成分,测算试件的湿胀率和抗湿胀率。结果 在频率为59 kHz的超声波辅助下,氢氧化钠溶液（1%）处理组的抽提物得率最高,达7.67%;3种溶液处理所得抽提物成分差异虽较大,但超声波辅助抽提时,烷烃类、酯类物质的种类及相对含量变化明显;抽提处理提高了试件的尺寸稳定性,59 kHz的超声波辅助盐酸溶液（1%）处理组试件的抗湿胀率最高,达到65.39%。结论 超声波协同热水溶液的抽提处理能够提高巨尾桉尺寸稳定性,且有利于抽提物的抽出。     

喷砂处理对铝合金性能的影响

表面处理对改善铝合金的物理与力学性能起着至关重要的作用,表面处理方式的选择会对铝合金的性能产生重要的影响。本文借助POLYVAR金相显微镜、JSM-5600型电子显微镜、X射线衍射分析仪等先进测试手段对铝合金试样喷砂处理前后的表面粗糙度、表面微观形貌、表面残余应力及其分布进行了研究,结果表明,喷砂表面处理后,铝合金试样的表面粗糙度明显增加,表面分布的轧制裂纹基本消失,残余应力沿表面均匀分布。     

喷丸处理对高强度7150铝合金弯曲形变的影响EI北大核心CSCD

采用X射线衍射残余应力分析和衍射峰半高宽研究喷丸残余压应力和塑性变形对7150铝合金薄壁试样弯曲形变的影响.结果表明：喷丸时间0～60s时,由于喷丸残余应力的引入和塑性变形的累积,试样弯曲形变速率较大,对于喷射压力为0.05MPa的试样,其值可达10.3μm/s;喷丸时间超过60s后,残余压应力场饱和,试样形变主要依靠喷丸表面的塑性变形,而试样弯曲形变速率降低到1.3μm/s.增大喷射压力将使试样的弯曲形变速率和相对弯曲形变总量增大.     

磁处理降低钢铁材料中残余应力的研究现状及展望

磁处理是一种降低钢铁材料中残余应力的新方法,具有高效、灵活、效果明显而又无不利组织转变等优点,有望能得到广泛应用.综述了近年来磁处理降低残余应力方法的研究现状,并对国内外的最新研究成果进行了简要的介绍与评述,在此基础上,对磁处理方法的发展进行了展望.     

成核剂调控的具有不同泡孔结构聚乙烯泡沫的尺寸稳定性

研究了几种纳米颗粒调控的聚乙烯(PE)泡沫的尺寸稳定性,通过差示扫描量热仪、扫描电镜考察了几种纳米颗粒对PE结晶行为和发泡形貌的影响。结果表明,纳米颗粒作为结晶成核剂可以提高PE的结晶温度,同时作为发泡成核剂还可以使PE泡沫的泡孔密度增大,且其形状和表面化学性质会影响成核效果,进而影响最终的发泡形貌。进一步研究还发现,不同泡孔结构的PE泡沫的尺寸稳定性存在差异,未添加成核剂的PE泡沫收缩最严重,而添加成核剂后PE泡沫的泡孔尺寸减小,尺寸稳定性得到提高。通过建立立方体泡孔结构模型模拟计算了泡孔孔径对尺寸稳定性的影响,计算结果与实验数据较为吻合,结果表明,泡孔尺寸越小,PE泡沫的尺寸稳定性越好。     

应变工程对钙钛矿材料光电性质和稳定性的调制

卤化物钙钛矿材料由于其优异的光电性质成为近几年的研究热点之一。钙钛矿太阳能电池的光电转换效率在短短几年内已超过25%,钙钛矿材料在光电二极管、光电探测器、激光器等光电器件中也表现出良好的应用前景。钙钛矿材料及器件性能和稳定性的进一步提高是研究人员重点关注的问题。各种改善钙钛矿材料的光电性质和稳定性的策略也被不断提出,如薄膜结晶控制、界面改性/缺陷钝化、组件工程、添加剂工程等。近年来,应变工程被发现可有效改善钙钛矿材料的光电性质和器件性能,为钙钛矿材料器件性能的优化提供了新的研究视角。本文从应力应变的基本概念入手,介绍了如何测量和评估钙钛矿材料的残余应力和应变、残余应力和应变如何影响钙钛矿材料的器件性能,以及总结了对钙钛矿材料施加应力和应变的策略,最后本文对应变工程改善钙钛矿材料的器件性能这一新的研究视角做出展望。