Ⅰ-Ⅱ复合型裂尖区晶粒变形的金相观测

采用金相观察和图形分析相结合的方法研究裂尖区域的晶粒变形,可以对试件内部断裂过程区受载后的塑性变形进行直接的定量测试,从而为分析复合型裂纹的破坏机理和断裂过程提供实验依据.本文研究表明,Ⅰ-Ⅱ复合型裂尖延伸区的破坏以空穴机理为主导,较低的塑性变形即可引起韧窝型起裂;锐化尖角区可以承受很大的累积塑性变形,是集中剪切型断裂的起点.研究结果还表明,拉伸试件的等效塑性变形远低于Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹锐化尖角区的变形,用拉伸试件得到的应力应变曲线不能满足分析复合型裂纹尖端应力应变的需要.     

平纹编织C/SiC复合材料层间断裂行为试验研究

通过双悬臂梁和端部切口弯曲试验分别对平纹编织C/SiC复合材料的Ⅰ型(张开型)和Ⅱ型(滑开型)层间断裂行为进行试验研究,得到该材料以临界能量释放率GⅠC和GⅡC表征的层间断裂韧度值.试验后利用光学显微镜对两组试验的试样断口进行显微观察,以分析其破坏机理.结果表明:Ⅰ型层间断裂韧度值GⅠC和Ⅱ型层间断裂韧度值GⅡC分别为(737.2±57) J/m2和(1082.7±90) J/m2;Ⅰ型开裂为层间SiC基体沿初始裂纹方向的断裂破坏;Ⅱ型开裂与Ⅰ型开裂相似,但裂纹上下表面包裹碳纤维束的SiC基体发生脱落,并且出现碳纤维束中部分碳纤维剪切破坏.     

复杂应力状态下铝硅合金（ZL105）的强度实验研究

铝硅合金(ZL105)是典型的拉伸和压缩性能不同的材料。本文对铝硅合金薄壁圆管试件进行了轴向拉伸(压缩)和内压的双向强度实验研究。给出了铝硅合金在拉—拉和拉—压双向应力状态下的强度。实验表明:破坏的形式分为拉断和剪断,在压应力占优势时剪应力起主要作用,有较大的塑性变形发生,破坏形式为剪断;在拉应力占优势时拉应力起主要作用,破坏呈弹性拉断。并根据断裂的形式解释了铝硅合金(ZL105)拉、压强度不同的原因。     

ADC12铸造铝合金机器人大臂断裂失效分析

ADC12铸造铝合金机器人大臂断裂,拉断测试过程强度偏低,拉断测试断口垂直于拉伸方向,且断口齐平无变形。采用直读光谱仪、数显洛氏硬度计、金相显微镜、扫描电镜及能谱仪对失效件的化学成分含量、断口特征形貌及金相组织进行检测和分析。整个断口呈人字纹扩展特征形貌,人字纹收敛处指向大臂中间隔筋顶部,由此推断大臂中间隔筋顶部为拉断测试断裂起始区。扫描电镜检测发现,断裂起始区及终断区均为韧窝断口+解理断口+二次裂纹特征形貌,表明铝合金大臂材料强度偏低。金相检验表明,铝合金大臂采用高压铸造,材料基体的枝晶组织细小,但铸造过程未经变质处理,产生片状共晶组织,导致材料强度偏低。疏松及孔洞缺陷组织,进一步降低了材料强韧性。然而,造成拉断测试强度低的主要原因是由于铝合金大臂隔筋顶部的壁厚尺寸不足,在较低的拉力作用下率先开裂,拉伸过程裂纹继续扩展直至断裂,最终导致铝合金大臂拉断强度偏低。     

基于DIC法的CFRP粘接参数及失效分析

对碳纤维-碳纤维以及碳纤维与异质材料的粘接搭接试样进行了单向拉伸试验,对搭接长度、粘接层厚度对接头强度的影响规律进行了详细的分析。采用数字图像相关方法(DIC法)对接头的面内应变和法向变形进行了监测,对搭接接头在拉伸过程的失效行为和失效顺序进行了系统地分析。结果表明,碳纤维粘接搭接接头的宏观失效存在碳纤维板纤维断裂、粘接层剪裂、撕裂、粘接界面破坏等多种破坏形式;碳纤维接头搭接长度12.5 mm-15 mm,粘接层厚度0.2 mm时接头刚度、强度较高;粘接层强度相对较弱时,碳纤维接头主要以粘接层剪裂为破坏形式,粘接层强度相对较强时,接头表层碳纤维撕裂引起界面剥离,界面剥离面积扩展,异侧界面剥离导致粘接层撕裂,引起接头失效。     

Ⅰ型车用泵水封的可靠性分析

本文介绍了轻型密封波纹管计算方法及试验结果,认为Ⅰ型水封不但能适应负压区的工作,而且在<0.09MP_a的正压区也能满足工作的可靠性要求;其次还认为Ⅰ型水封端面比压较低,可适当提高弹簧弹力。     

端面驱动卡盘顶紧力分析

机床端面驱动卡盘顶紧力过大会加重机床负荷以及工件弯曲变形,顶紧力过小工件容易脱落,顶紧力分析对端面驱动卡盘安全使用有着现实的意义.以自行设计的一种端面驱动卡盘为例,对所需顶紧力进行分析计算;通过对只计驱动销摩擦力、考虑驱动销微量嵌入工件以及机床振动所需顶紧力计算,得出不同工况下所需顶紧力的计算公式,并对不同工况下顶紧力公式进行实验验证,指导实际生产.     

轴承套圈锻造热切下料工装的改进

分析传统套圈锻造热切下料工装使用中坯料容易产生毛刺、压塌变形、马蹄形、端面斜度大等缺陷的原因,改进下料工装模具和顶料杆,并进行了有限元模拟分析,通过改进前、后的使用对比得出了改进后下料工装的优越性。     

中高温密封端面轴向变形及液膜汽化特性研究

为研究中高温液体动压型机械密封端面变形规律及液膜汽化特性,建立涉及汽液两相流和密封环变形的计算模型;以螺旋槽液体机械密封为例,研究不同介质温度下密封端面轴向变形特征,以及润滑膜压力、温度及汽化特性与端面变形的关系。研究表明：动环最大、最小轴向变形分别位于螺旋槽的迎风侧堰区内径侧附近、背风侧中部,槽堰区的轴向变形呈周向波浪式变化;密封端面变形导致坝区膜压、膜温升高且堰区液膜汽化程度明显提高;介质温度升高时,润滑膜温度明显升高、开启力下降,坝区保持低汽化程度,堰区汽化程度提升明显,且当介质温度达393 K后,汽化程度的增速明显加大,即存在汽化突增的介质温度值;转速增大,润滑膜整体汽化程度下降。     

含有泡沫铝芯的复合板弯曲断裂行为的原位研究

对由泡沫金属铝芯和金属面板组成的三层和多层复合板四点弯曲条件下的变形和断裂行为进行原位观察。研究结果表明：在弯曲条件下,复合板有两种基本的破坏方式,一种是复合板表面凹陷(Indentation, ID),它是表面局部集中塑性变形的结果;另一种是泡沫铝内芯切断 (Core shear, CS),它是内芯在最大切应力作用下的破坏。对一个给定的三层复合板,当凹陷破坏的载荷极限FID大于内芯切断的载荷极限FCS时发生内芯切断式破坏,反之发生表面凹陷式破坏。对于多层复合板,破坏方式受金属面板制约,不能直接应用三层板的破坏判据。若三层板发生凹陷型破坏,具有与三层板相同金属面板厚度的多层复合板发生凹陷加内芯切断的混合型破坏。当三层板只发生内芯切断型破坏时,具有与三层板相同金属面板厚度的多层复合板完全发生内芯切断型破坏。     

风机叶片复合材料裂纹损伤的声发射实验研究

利用声发射技术实现监测和破坏识别,关键在于提前获得各种破坏形式的声发射信号特征.针对这一目的,设计了风力机叶片常见破坏位置的撕裂破坏试件,通过对同种材料(“1-4”材料)的两种破坏模式(Ⅰ型裂纹,Ⅱ型裂纹)进行比对分析,研究表明,同种材料铺层(“1-4”材料)的Ⅰ型裂纹、Ⅱ型裂纹呈现出不同的特征参数.Ⅰ型裂纹破坏后断面上玻璃纤维断裂和层合板基体脱胶,Ⅱ型裂纹破坏后的断面上纤维是基本完好的,被撕开的是层合板基体.可以利用该结论有效地对风力机叶片同种材料(“1-4”材料)的两种破坏模式(Ⅰ型裂纹,Ⅱ型裂纹),为声发射技术在线监测风力机叶片材料提供了一种新的途径.     

加强肋的压制

加强肋的压制属于起伏成形的一种,它使材料局部发生拉深,形成部分凹进或凸起的一种冲压加工方法。它广泛应用于汽车、飞机及机电等行业中,不仅可以增加制件的刚性,而且可起到美化制件表面的作用。 一、应力状态及主要破坏形式 压肋成形示意及变形区应力状态如图1所示。一般,压肋毛坯的外径D_D超过凹模孔口直径d的三倍,以使毛坯外环产生切向收缩所必需的径向拉应力数值显著增大,成为相对的强区,而冲头端面直接作     

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.     

巧用磁力

我厂在给某单位加工铜套时(见图),由于该件的两端面要求较高,粗糙度R_(u0.8)(7),且平行度不大于0.02mm。如果用外圆磨床靠端面,虽能达到要求,但需做个精度较高的大心轴,由于只有8件,这样做很不经济。该件的材质为锡锌铅青铜ZQSn66-3。无法在平磨磁盘上装夹,如以螺丝顶压,容易破坏工件表面,又不易夹住。造成了加工上的困难。     

同忻矿特厚煤层综放面矿压显现规律探析

为了探索特厚煤层综放开采过程中工作面的矿压显现程度、矿压显现特点及其规律,摸清基本顶来压步距及其规律,观测支架运行状态,研究支架与围岩关系,对同忻矿首采工作面石炭系3~5号层北一盘区8101面进行了详细的矿压观测,总结了特厚煤层放顶煤工作面矿压显现规律,为综放工作面安全回采提供了理论与技术支持。     

I－Ⅱ复合型裂尖区晶粒变形的金相观测

采用金相观察和图形分析相结合的方法研究裂尖区域的晶粒变形，可以对试件内部断裂过程区受载后的塑性变形进行直接的定量测试，从而为分析复合型裂纹的破坏机理和断裂过程提供实验依据。本文研究表明，I-Ⅱ复合型裂尖延伸区的破坏以空穴机理为主导，较低的塑性变形即可引起韧窝型起裂；锐化尖角区可以承受很大的累积塑性变形，是集中剪切型断裂的起点。研究结果还表明，拉抻试件的等效塑性变形远低于I-Ⅱ复合型裂纹锐化尖角区的变形，用拉伸试件得到的应力应变曲线不能满足分析复合型裂纹尖端应力应变的需要。     

机械密封热变形研究进展

机械密封是旋转机械中常用的一种轴密封,受力情况复杂,工作条件非常恶劣,介质压力和弹簧力的作用使得密封端面产生机械变形,端面容易呈现局部接触,当机械密封动环以高速旋转时,端面间的接触摩擦和端面对液膜的粘切作用而产生热,引起密封端面温升和热变形.端面热变形是密封失效的主要原因之一.从密封环温度场、变形、耦合变形、优化等方面综合评述了机械密封热变形的研究现状,分析存在的问题,最后指出进一步的研究方向.     

内拉铆螺母

内拉铆螺母就是在薄壁封闭工件表面,需要连接另一零件而设计的。在使用过程中,发现它有着广泛的用途。内拉铆螺母的结构如图1所示。使用时,将拉铆螺母1与拉杆2的螺纹联接好,一同装入工件3的预制孔中。拉铆螺母的端面A顶在支座4上,向B向拉动拉杆,使位于管内的螺母外圆的薄壁部分产生变形,将管壁压在端面与变形部位中间。拆下拉杆,以备再用。一个内螺纹件就     

浅探相关参数对机械密封摩擦热的影响

端面比压、弹簧比压、端面宽度是影响机械密封泄漏量、摩擦热量的重要因素,考虑摩擦特性、密封性能满足密封的要求,正确选择弹簧比压、端面比压,是机械密封维持最佳工况的关键。对于摩擦热量过大产生局部高温的情况,通过自冷却或强制冷却,使机械密封及时散热,防止密封失效,延长使用寿命。     

复合材料层合板分层分析中的界面元应用

采用界面元模拟复合材料层合板界面层的方法,分别对测试复合材料Ⅰ型层间断裂韧度的双悬臂梁弯曲DCB(double canlilever beam)试件和测试Ⅰ、Ⅱ混合型层间断裂韧度的混合模式弯曲MMB(mixed-mode bending)试件的加载和层间开裂过程进行有限元数值模拟.分析中采用混合准则和B-K(Benzeggagh-Kenane criterion)准则分别判断界面元的刚度退化和裂纹扩展.另外,在对MMB试件的模拟中讨论B-K准则中的参数叩的选取.数值模拟的结果与试验结果的对比表明,文中采取的界面单元方法可以有效模拟复合材料层合板和层间结构的层间破坏.