基于能量密度等效的Ⅰ-Ⅱ型裂纹K因子半解析模型

应力强度因子K是控制脆性断裂与疲劳裂纹扩展行为的重要力学量,历史上各类裂纹试样的K因子计算方法与公式都较复杂,所得到的KⅠ和KⅡ表达式为不同形式的回归式,公式的适用范围有限。针对含Ⅰ-Ⅱ混合型裂纹的试样,基于能量密度等效原理提出求解Ⅰ-Ⅱ混合型裂纹的K因子半解析模型,模型参数少,形式简单,普适性强,适用范围广。半解析模型预测的应力强度因子与文献结果和有限元结果吻合,该模型为脆性断裂与疲劳裂纹扩展行为相关研究提供了重要的理论基础。     

基于SENT试样获取材料断裂韧度的载荷分离法研究

单边裂纹拉伸(Single edged notched tension,SENT)试样因其低约束特性逐渐被用于管道材料的断裂韧度评定。根据有限元法,提出SENT试样的应力强度因子表达式,J积分计算中的增量塑性功算式以及塑性因子算式,并与文献中公式进行对比证实公式的精确性和有效性。依据ASTM用于CT试样获取断裂韧度载荷分离理论规则化方法提出适用于SENT试样的量纲一载荷分离法,并通过有限元计算证实SENT试样载荷分离的成立性。由量纲一载荷分离理论中的规则化方法完成了汽轮机低压转子材料30Cr2Ni4MoV、电站用P92管道钢以及5083-H112铝合金SENT试样断裂韧度值以及J阻力曲线测定,获得了各材料合理的J阻力曲线及条件断裂韧度JQ值。     

Zr-Sn-Nb薄片合金高温低周疲劳行为

采用Zr-Sn-Nb合金薄片漏斗试样,完成了室温和500℃高温下的低周疲劳试验,提出基于漏斗根部节点轴向应变的疲劳损伤等效假设。根据有限元分析,建立了Zr-Sn-Nb合金室温和高温下薄片漏斗试样测试应变到漏斗根部轴向应变的转换模型。结合低周疲劳试验结果,建立了在室温和500℃高温条件下用于估算Zr-Sn-Nb合金疲劳寿命的Manson-Conffin模型。结果表明:Zr-Sn-Nb合金具有循环稳定性;高温严重影响了Zr-Sn-Nb合金低应变幅下的疲劳寿命,随着应变幅的增加,温度影响趋弱。     

金属材料准静态断裂性能标准测试技术研究进展

准静态断裂性能是评价含裂纹结构完整性的重要力学参量,其测试规范的制修订可反映国家在国际断裂测试领域的技术水平。由于较复杂的断裂力学理论背景以及长期经费投入乏力,我国的断裂性能测试规范自主创新修订工作严重落后于国际水平。自2011年立项至今,历经3年的不懈研究,完成了新版国家断裂测试规范GB/T 21143-2014的修订,且在原规范的基础上取得了许多新进展。主要包括:对基于柔度原理的裂纹长度计算公式进行了简化,完善了原有J积分和CTOD计算式;推荐了考虑断裂试样大角度转动影响的旋转修正新方法;借鉴ASTM E1820-11规范,引入了改良后的单试样规则化法。为了更好地促进新规范的推广应用,本文就新规范修订中涉及的上述技术的研究进展进行详细综述。     

基于模因算法的多模盲均衡算法

由于常模盲均衡算法(Constant modulus blind equalization,CMA)收敛速度和均方误差都不甚理想,且对多模信号均衡时会发生相位旋转,本文提出了基于模因算法的多模盲均衡算法(Multi-modulus blind equalization algorithm based on memetic algorithm,MA-MMA)。该算法将多模盲均衡算法(Multi-modulus blind equalization algorithm,MMA)代价函数的倒数作为模因算法(Memetic algorithm,MA)的适应度函数,利用MA全局优化机制和局部深度搜索能力,在每次全局搜索后对全部新产生的个体进行局部深度搜索,将全局和局部搜索得到的最优个体解向量作为MMA的初始最优权向量。仿真结果表明,与传统的CMA,MMA以及基于遗传算法的多模盲均衡算法相比,MA-MMA 的收敛速度最快,稳态误差最小,输出信号星座图最清晰。     

管坯生产工艺路线的分析研究

论述了各种管坯生产工艺路线的特征,分析了连铸圆坯优于用钢锭轧制的轧制坯;指出选择圆形,空心圆形截面连铸坯是管坯生产的发展方向,并提出了连铸大方坯,CC－HDR生产小直径管坯的方案。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢单轴棘轮本构模型研究

对1Cr18Ni9Ti不锈钢进行了室温单轴棘轮试验,研究了平均应力、峰值应力和棘轮历史对饱和棘轮应变的影响规律.结果表明,当平均应力大于一定范围后,饱和棘轮应变与峰值真应力之间存在单调函数关系,先前低峰值应力的棘轮历史,对后继高峰值应力的饱和棘轮行为无影响.给出了用于室温饱和棘轮应变预测的模型和用于棘轮应变演化预测的模型.模型的预测结果与试验结果基本吻合.     

Zr-4合金常规力学行为研究与低周疲劳断口分析

对Zr-4合金开展了常温与400℃高温下的常规力学行为研究,获得了两种温度下材料的单调R-O(Ramberg-Osgood)本构模型.通过测定不同温度下的弹性模量和白松比,得到了它们随温度的变化关系.同时对Zr-4合金热膨胀系数进行了测定.对常温与400℃高温下低周疲劳试样进行了扫描电镜观察和断口分析,结果发现Zr-4合金低周疲劳断裂以穿晶断裂为主并伴随有疲劳辉纹和二次裂纹出现.