预应变下高强结构钢低温断裂性能

为了测试高强结构钢Q420力学性能和断裂韧度,对其原材料和塑性变形材料分别进行了不同温度下的拉伸试验和断裂韧性试验.结果表明,结构钢的断裂韧性随着温度的降低显著减小,使其倾向于脆性断裂;而预应变虽然提高了钢材的屈服强度与抗拉强度,但显著降低了钢材的塑性及断裂韧性,进一步增加了脆性断裂发生的可能性.同时利用有限元分析得出...     

Sanicro25奥氏体耐热钢高温蠕变寿命的预测

新型奥氏体耐热钢Sanicro25(UNS S31035)适用于温度高达700℃的超超临界火电机组的高温构件——过热器和再热器管等,其蠕变寿命的预测对电厂的生产安全具有一定的理论和现实意义。基于Sanicro25钢在700℃以上三个温度和四个应力水平下的蠕变试验数据以及Sandviken公司的蠕变试验数据,分别求取基于时间温度参数法的Manson-Harferd(MH)模型、基于蠕变损伤力学的改进的Kachanov-Rabotnov(KR)模型,以及基于幂律蠕变控制孔洞长大理论的蠕变延性模型的参数,利用外推法和有限元模拟技术,获得了700℃以上的基于三个本构模型的时间-应力曲线,并分析探讨三个本构模型对Sanicro25钢的长时低应力下的蠕变寿命的预测效果。研究发现,在温度高达700℃以上时,蠕变延性模型更加适用于Sanicro25钢的长时蠕变寿命的预测。     

管线钢焊接接头H2S应力腐蚀试验分析

采用楔形张开加载(WOL)试样,对X56、X65管线钢不同焊接工艺下焊接接头的焊缝金属和热影响区在H2S介质中的抗应力腐蚀性能进行了试验研究.结果表明,全部平行试样都发生了少量的裂纹扩展,当应力强度因子K达到临界值(KISCC),裂纹不再扩展.在文中采用的焊接工艺下制备的X56钢和X65钢焊接接头,热影响区的抗H2S应力腐蚀性能略强于焊缝金属,且焊缝金属和热影响区性能均低于文献中介绍的母材性能,可以认为是焊缝金属和热影响区粗晶区的晶粒粗化、焊接缺陷、焊接残余应力和焊缝的高匹配等因素造成的.     

SAF2507超级双相不锈钢CMT+P熔滴过渡特性

采用焊接电信号采集系统与高速摄像系统对SAF2507超级双相不锈钢CMT + P(冷金属过渡 + 脉冲)熔滴过渡过程进行观测研究. 分析了CMT与CMT + P过程在不同送丝速度WFS下的熔滴过渡行为、波形变化机理与能量输入特征,揭示了CMT + P熔滴过渡特性. 结果表明:CMT + P实际波形图与理论上有多处不同;熔滴形状与尺寸、过渡形式、熔池的波动状态、焊丝端部到工件的距离及飞溅等都能影响电压的波动,电压波形图可以用来指导分析熔滴过渡行为;脉冲阶段对热输入起主要影响作用,调节脉冲峰值电流、脉冲基值电流、脉冲个数,可实现热输入的控制.     

工件倾角对脉冲MAG焊接熔池形态和焊缝尺寸的影响

在相同MAG焊接参数条件下,采用单因素试验方法对不同倾角的工件进行了上坡焊和下坡焊工艺试验. 通过高速摄像技术以及图像处理技术提取了熔池边缘及尺寸等特征参数信息,并对熔池面积、后拖角等相关参数进行了修正. 分析了工件倾角对熔池宽度、长度、面积、后部面积、后拖角等特征参数以及焊缝成形的影响. 结果表明,当工件倾角超过30°时,工件倾角对熔池形态特征参数和焊缝尺寸有比较明显的影响,且该影响在上坡焊和下坡焊中的表现不同. 研究结果对减少非水平位置焊接产生的焊接缺陷和改善焊接工艺具有重要的指导意义.     

碳钢焊接接头腐蚀的有限元模拟

由于焊接接头各区域之间耐蚀性和力学性能的差异,在接头处容易发生局部腐蚀,严重威胁着管线的安全运行,需要对接头腐蚀行为进行预测. 基于电偶腐蚀原理建立了碳钢焊接接头腐蚀的有限元模型,结合COMSOL软件,对三种温度下的接头腐蚀形貌进行了预测. 并利用该模型研究了焊缝余高、焊缝与母材的面积比以及焊缝缺陷对焊缝金属腐蚀速率的影响规律. 结果表明,该有限元模型不但能进行焊接接头腐蚀行为预测,而且可为输油气管道的焊接接头设计提供理论依据.     

屈强比对高强钢断裂韧性的影响

通过控制组织形态，对化学尬发相同，屈强比不同的两种钢材进行三点弯曲ＣＴＯＤ试验，并利用三维有限元法分析裂纹法端的应力应变分布。结果表明，高屈强比的材料，由于裂纹尖端应力水平高，脆性启裂ＣＴＯＤ值δｃ明显低于低屈强比的材料；而对有延性裂纹扩展的ＣＴＯＤ临界值δｕ和δｍ，高屈强比的材料同于低屈强比双相钢，这是因为低屈强比材料内部存在微观组织非均质，有应变集中所致。     

涂层杨氏模量的测量方法研究

介绍了当前测量涂层杨氏模量的方法及其原理,并分析了各种方法适用的涂层范围。针对目前制备完美的双面涂层三点弯曲试样存在的困难,基于复合梁理论,提出了一种利用单面涂层试样的三点弯曲试验。采用这种方法对高速电弧喷涂FeCrAl和NiCr涂层的杨氏模量进行了测量,并分析了涂层的微观结构(孔隙率)对其杨氏模量的影响。     

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.     

管板有限元分析模型与对比

利用多孔板的当量实心板理论,建立了3种管板有限元分析的简化模型:分别将管束简化为弹性基础(模型Ⅰ);与实际管子数量相同的杆(模型Ⅱ);与管束具有相同金属横截面积的若干等厚度同心圆柱壳(模型Ⅲ)。通过典型算例,将这3种简化模型的位移及应力强度计算结果与直接将结构离散化模型(模型Ⅳ)进行对比。结果表明,模型Ⅰ和模型Ⅲ在管板布管区内部具有良好的精度,而模型Ⅱ精度较差。所有3个简化模型在管板布管边缘区均会得到保守解;而在管板的布管区之外及扳边区域,这些模型均具有良好的精度。