一种考虑材料损伤的低循环疲劳寿命预测方法

为了更加精确地预测材料的低循环疲劳寿命,对三参数幂函数公式和拉伸滞后能寿命模型进行研究,提出了基于三参数幂函数的损伤能寿命预测模型。分别利用该模型和Manson-Coffin公式对高温合金、钛合金及结构钢等多种材料的低周疲劳试验数据进行拟合并将其分析结果进行对比;根据GH4133合金250℃时的低循环疲劳试验数据,建立了该条件下材料的循环应力-应变曲线和损伤能寿命预测模型,同时对曲线及模型进行验证。结果表明:建立的循环应力-应变曲线能够正确反映该条件下材料的应力与应变之间的关系;所提出的损伤能寿命预测模型对12种材料的低周疲劳试验数据的拟合效果较好,寿命预测精度明显高于Manson-Coffin公式。     

耦合宏微观效应的约束应力区疲劳裂纹模型的求解与应用

用约束应力区描述材料损伤状态,建立耦合宏微观效应的跨尺度疲劳裂纹模型,可描述材料疲劳破坏从微观缺陷到宏观断裂的整个过程。约束应力的分布取决于材料的损伤状态。假定约束应力为线性分布,在远场均匀拉应力作用下,应用Muskhelishivili方法,对跨尺度裂纹模型进行了解析求解,得到了裂纹张开位移与跨尺度应变能密度因子的解析解。以跨尺度应变能密度因子作为疲劳裂纹从微观到宏观扩展的控制参量,对疲劳破坏全过程进行了数值模拟计算。以LC4铝合金板为例,利用模型精确再现出不同疲劳荷载作用下的实验S-N曲线。由于模型考虑了微观因素的影响,疲劳实验数据的发散特性也精确再现出来。另外,通过数值计算,分析了微观效应对疲劳裂纹扩展行为的影响。     

基于遗传算法的18Ni300钢持久性能的神经网络预测

本文研究时效温度和时效时长对18Ni300马氏体时效钢持久性能的影响,对经过不同时效处理的18Ni300钢进行不同高温条件下的持久性能测试。结果表明:在时效温度480℃时,时效处理5h的18Ni300钢的持久性能较时效处理5h有明显提高,且经不同时效处理的马氏体时效钢的持久性能随测试温度的增加而逐渐下降。从模型泛化能力和预测精度出发,根据有限的持久性实验数据,基于遗传算法构建了预测18Ni300钢持久性能的3-12-1型GA-BP神经网络模型。18Ni300钢持久性能的GA-BP网络预测结果与试验数据的吻合性较好,这说明所构建的18Ni300钢的持久性能GA-BP神经网络模型的预测精度和可靠性较高,可有效用于时效处理对18Ni300钢持久性能的预测。     

冷轧SIMA法制备镁合金半固态坯料的组织与性能北大核心CSCD

利用冷轧与半固态热处理工艺(冷轧SIMA法)制备了AZ91D镁合金半固态坯料,研究了不同冷轧压下量对半固态坯料显微组织与压缩性能的影响,并探讨了固相颗粒的球化机制与半固态坯料的成形机制。结果表明:随着冷轧压下量的增加,固相颗粒的平均尺寸逐渐的减小、球形率逐渐地增大,液相率逐渐地增大,而半固态坯料的压缩性能呈先升后降的趋势;当冷轧压下量低于8.72%时,对半固态坯料显微组织的影响较为敏感。半固态加热时,固相颗粒的原子尺度界面由光滑小晶面转变为粗糙非小晶面,宏观表现为多边形转变为球形;且随着冷轧压下量的增大,该球形化过程的转变速度显著提高。     

光学元件挠性支撑结构广义建模及优化设计

建立了挠性支撑结构的力学模型及优化设计模型,以使光学元件挠性支撑结构同时满足元件定位的刚度要求和温度适应性的柔度要求,同时给出了相应的建模方法。考虑挠性支撑结构是由圆周对称分布的挠性单元组成的,故将挠性单元简化为超静定梁结构,应用虚功原理推导了挠性单元的径向及切向刚度。然后,假设光学元件为刚性体,根据力平衡条件及变形协调条件,推导了挠性支撑结构的整体刚度,并引入修正因子补偿了刚体假设带来的误差。最后,以挠性支撑结构总变形能为目标函数,推导了同时考虑挠性支撑结构几何构形及参数的协同优化设计模型,通过引入了整型变量将结构整体刚度简化为整型变量和离散刚度的线性组合,从而使优化模型中不含有谐波函数项。基于数值仿真和实验对结构刚度模型进行了验证,结果显示:实验、仿真和理论计算结果一致。此外,以透镜支撑为例,验证了挠性支撑结构的优化设计方法,有限元分析结果表明,透镜面形精度较初始设计提高了23%。     

长蘑菇的盘子

在举办了"未来的塑料"展览后,意大利小伙Maurizio Montalti实在是太忙了,既要到世界各地分享经验,还得兼顾工作室的"蘑菇"别长变形了。"蘑菇"其实是真菌丝,经过Maurizio的培养,长成了灯罩、碗碟、果盘等日常生活用品的形状。"我们是地球生态系统中的一员,却大量使用让生态不可持续发展的材料,比如塑料。我的初衷就是改变这一点,与大部分设计师不同,我选择了有机材料。"     

基于纳米银聚集的共振散射光谱法测定痕量多巴胺

在弱酸性缓冲溶液中,质子化的多巴胺与表面包裹着柠檬酸根负离子的纳米银相结合,引起纳米银的聚集,导致体系在442 nm处共振散射强度增强,其强度增加值与多巴胺浓度呈线性关系,据此提出了一种利用纳米银的聚集效应采用共振散射技术测定痕量多巴胺的新方法。在选定最佳实验条件下,多巴胺的线性范围为1.0×10~(-7)~2.5×10~(-5)mol/L,线性回归方程为ΔI=2.808×10~7c+8.15,相关系数为0.999 2,检出限为2.78×10~(-8)mol/L。该方法操作简便,应用于注射液、人血清和尿液中多巴胺含量的检测,其加标回收率为96.4%~103.9%,相对标准偏差为0.31%~1.28%。     

中温时效对17-4PH不锈钢液体氮化后组织性能的影响

目的研究低温盐浴氮化17-4PH不锈钢经中温时效处理后氮化层组织性能的变化情况。方法采用光学显微镜(OM)分析氮化层的厚度和显微组织,利用X射线衍射仪(XRD)检测渗氮层的相组成,利用显微硬度计测定渗层的硬度,利用冲刷腐蚀实验评价渗层的耐腐蚀性能。结果 17-4PH不锈钢氮化后在425~475℃时效保温处理,其渗层厚度随时效时间的延长而增加。时效处理使渗层中N原子的浓度发生改变,过饱和扩展奥氏体发生分解,析出与其结构同为面心立方结构的Fe4N、Fe2N和Cr N。时效温度的升高能加速扩展奥氏体的分解,促进Cr N析出及氧化物的生成。经过渗氮时效后,渗层深度可达27.4μm。根据热力学公式计算出N原子在时效过程中的扩散激活能为216.2 k J/mol,表面显微硬度在初期显著升高,达到了近1150HV0.1,随后逐渐降低。在475℃、50 d的时效条件下,冲刷腐蚀中的失重率达到最大值30.3 mg/(h·dm~2)。结论不锈钢氮化后在一定的温度和时间内时效处理会达到最大表面硬度,在随后的保温过程中硬度开始下降。时效处理后17-4PH不锈钢的耐冲刷腐蚀性能下降。     

低油价形势下改善稠油热采开发效果对策研究

针对胜利油田边底水能量强、原油黏度高、油层厚度薄、储层物性差、强水敏等油藏特征,以及稠油油藏热采开发成本高的特点,分析了当前低油价形势下稠油热采无效直井的治理对策。通过研究,提出了强边水油藏一线井提液二线井调剖、优化注汽参数、组合吞吐、分层注汽和氮气补充地层能量等技术措施,有针对性地解决了高含水井、无效益井的问题。现场应用表明,该系列技术对策有效提高了热采直井的开发效果,取得了良好的经济效益。     

一水合双四唑乙烷氨基胍的制备及性能研究

采用一锅法制备了新型高氮化合物——一水合双四唑乙烷氨基胍盐(CH7N4·C4H4N8·H2O)。用红外光谱和元素分析对其单晶进行了表征,用X射线单晶衍射法测定了其晶体结构;用TG-DTG法和DSC法测试了其热性能;用Kissinger法和Ozawa法计算了其非等温动力学参数;用氧弹量热法测试了其燃烧热;用K-J方程计算了其爆速、爆压,并测试了其机械感度。结果表明,该晶体属于单斜晶系,空间群为C2/c(No.15),晶胞参数为:a=1.126 1(2)nm,b=0.710 62(14)nm,c=2.724 1(5)nm,β=95.95(3)°,V=2.168 2(8)nm3,Z=4,理论密度为1.527g/cm3;该化合物在289.3℃开始分解,具有良好的热稳定性,其非等温动力学反应活化能为219.05kJ/mol,指前因子lg(A/s-1)为38.61;燃烧热为9.515MJ/kg,生成焓为2 892.2kJ/mol,爆速为6.95km/s,爆压为19.3GPa;撞击感度高于50cm,摩擦感度为0,表明该化合物具有较低的机械感度和良好的热稳定性。