基于局部法高密度聚乙烯管道材料的断裂行为

作者主要对低温下高密度聚乙烯(HDPE)管道材料的断裂参量进行了测试，并对三点弯试样进行了有限元数值计算，分析了低温下具有不同裂纹尺寸的三点弯试样裂纹尖端应力应变场。利用试验和有限元计算结果，基于局部法对HDPE材料的抗开裂行为进行了研究。结果表明，采用局部法可对具有不同原始裂纹长度三点弯试样之间的断裂行为进行相互预测，并且预测结果与试验结果吻合良好。一方面验证了表征材料脆性断裂特征的参量m和σu与初始裂纹长度无关，为一材料常数；另一方面也表明局部法能有效地描述HDPE材料的脆性断裂行为。对于HI)PE管道材料，威布尔应力可以作为有效的断裂控制参量。     

高速电弧喷涂层的弹性模量

介绍了利用复合梁理论测量高速电弧喷涂层弹性模量的方法。通过三点弯曲试验，对高速电弧喷涂FeCrAl层和NiCr层的弹性模量进行了测量，分析认为涂层的固有特性是造成涂层弹性模量远远小于所用丝材的原因。这是因为涂层中气孔等缺陷的存在导致涂层实际体积小于涂层的宏观体积。此外，由于FeCrAl涂层的孔隙率和晶粒尺寸比NiCr层大，故其弹性模量小于NiCr层的弹性模量。     

提高焊接接头疲劳强度的低相变点焊条和超声冲击方法

由于焊趾部位存在有应力集中和残余拉伸应力,焊接接头的疲劳强度远低于基体金属,超声冲击和低相变点焊条的应用是近年来发展的提高焊接接头疲劳强度方法。通过对横向对接焊接接头和纵向角接板焊接接头试件的疲劳试验,在2×106循环次数下与普通E5015焊条焊态试件相比,超声冲击处理的两种型式接头的疲劳强度分别提高50％和71％,低相变点焊条焊接的两种型式接头的疲劳强度分别提高11％和41％,相应接头的疲劳寿命也有大幅度的提高。试验结果说明,两种方法都是提高焊接接头疲劳强度的有效方法,其中超声冲击方法的提高程度较高,而由于免去了焊后加工处理工序,低相变点焊条方法更适合于具有高值残余拉伸应力纵向焊缝焊接接头疲劳强度的改善。     

国产锻造态316L不锈钢在高温高压水环境中的应力腐蚀行为研究

在模拟核电一回路的高温高压水环境中,采用慢应变速率拉伸方法,研究不同应变速率下锻造316L不锈钢的应力腐蚀行为,并通过扫描电镜对试样断口形貌进行分析。结果表明,在290℃的高温高压水环境中,随着应变速率的降低,材料的应力腐蚀敏感性逐渐增强。当应变速率为2×10~(-5)s~(-1)时,断口未发现脆性解理特征。应变速率为2×10~(-6)s~(-1)时,在290℃和320℃两种服役温度下,材料都具有一定应力腐蚀开裂倾向,敏感性随温度的升高也略有增强。当应变速率降为1×10~(-6)s~(-1)时,断口边缘呈现明显的脆性解理断裂特征。使用修正的Arrhenius模型来描述锻造316L不锈钢高温高压环境下拉伸时的本构关系,计算出变形激活能Q=213.7 kJ/mol,并得到了其高温拉伸本构方程,由本构方程计算得到的抗拉强度和试验所测值的平均相对误差为0.45%,说明该本构方程能较准确计算出锻造316L不锈钢在不同高温高压条件下的抗拉强度。     

P92钢高温断裂韧性的试验

文中以P92耐热钢为研究对象，研究了不同尺寸的开侧槽和不开侧槽的紧凑拉伸试样在630 °C下的断裂韧性，得到了相应的的阻力曲线及断裂韧度J_Q. P92钢在高温下为典型的韧性断裂机制. 基于三维有限元计算对侧槽的拘束效应进行表征，结果表明，侧槽可明显提高试样的拘束水平，试样尺寸越小，J阻力曲线差异越明显. 随载荷增大，非侧槽试样的拘束变化更明显，开侧槽将导致试样阻力曲线不同. 试样尺寸及结构的改变，对韧性材料的阻力曲线影响较大，而对断裂韧度值影响较小. 试样开侧槽之后裂纹扩展更平齐，可优化断裂韧性试验过程.     

P92钢630°C下的高温低周疲劳行为分析

P92钢作为新一代耐热钢,其服役温度正随着超超临界机组的不断推广而逐渐提高,而高温疲劳性能对保证电厂的安全运行具有重大作用.文中通过P92钢630℃下的疲劳试验,研究了其在不同应变幅和应变速率下的疲劳寿命以及应力—应变关系,并结合断口形貌分析了P92钢的断裂机理.结果表明,P92钢属于高温循环软化材料,其疲劳寿命随塑性应变幅的增大而呈指数下降,同时应变速率的增大会导致其疲劳寿命的增大.P92钢疲劳断口分为疲劳源区、裂纹扩展区以及断裂区.高应变幅下蠕变孔洞和二次裂纹的增加是导致其疲劳寿命降低的主要原因.     

S690高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展行为拘束效应

S690高强钢由于其良好的综合力学性能广泛用于海洋平台中. 海洋平台结构易产生腐蚀疲劳失效,海水腐蚀、循环载荷和结构本身的拘束水平对裂纹扩展有重要的影响. 通过空气中和海水环境中的S690高强钢疲劳裂纹扩展试验,结合显微断口分析,研究了拘束水平对S690高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展行为的影响. 结果表明,在阳极溶解和氢致开裂的共同作用下,海水环境对S690高强钢疲劳裂纹扩展具有明显的加速作用. 同时随着裂纹的不断扩展,拘束水平对S690高强钢腐蚀疲劳裂纹的影响不断增加,且裂纹扩展速率与裂纹扩展前后的拘束水平增量和结构本身的拘束水平均密切相关.     

TIG熔修后T形接头的焊接残余应力及消除

用红外热成像仪测量了P355NL1钢T形接头在焊接过程中的温度场分布,得到焊接过程的温度循环曲线,并且与有限元方法模拟的温度场结果吻合,验证模拟计算的准确性;使用盲孔法,测量了T形板焊接MAG焊后、TIG熔修后以及热处理后的残余应力;采用间接法利用温度场计算结果计算了T形接头试板焊接残余应力场,模拟结果与实际测量的残余应力趋势相符.结果表明,TIG熔修能一定程度的降低焊缝中心的残余应力,但增大了熔修区域的残余应力;而通过整体热处理能有效地消除熔修带来的大部分残余应力,但仍有部分残余应力存在.     

高密度聚乙烯管道电熔焊接头基本力学行为

焊接技术是工程塑料管道的主要连接方法，直接影响高密度工程塑料管道的安全应用。研究焊接接头在不同温度下的基本力学行为，具有重要的意义。有鉴与此，采用文中设计的试样形式，对不同温度下高密度聚乙烯燃气管道电熔焊接头的基本力学行为进行了研究。结果表明，常温下，焊缝结合面所能承受的力高于管材和套筒材料；为了得到该接头的剪切强度，必须采用在接头电熔套筒侧开人工槽的方式，来缩短有效结合面的长度；随着温度的降低，要得到接头在不同温度下的剪切强度所对应的焊缝结合面的有效长度缩短，剪切强度呈上升的趋势；随着温度的降低，高密度聚乙烯材料对尖锐缺口的敏感性急剧上升。     

双经纬仪测量系统在测量薄板结构焊后变形中的应用

在一些情况下,焊后变形可降低结构的性能.本项工作的目的就是测量焊后面外变形并提出了控制变形的措施.本文确定了测量方法并用此方法测定薄板结构,如客车侧墙结构的焊后变形.用有限元方法可以预测焊接变形,最后分析了减少变形的方法.