碳当量对铸态高强度球墨铸铁残余应力的影响

浇注不同碳当量的球墨铸铁应力框铸件,通过金相检验和盲孔法测应力研究了球铁的残余应力随碳当量变化的规律。结果表明:碳当量的增加有利于降低铁液的过冷温度,获得数量较多且均匀分布的球状石墨,减小缩松倾向和应力集中;1.0%Mn-0.5%Cu复合处理使球铁的基体完全珠光体化,提高了组织均匀性,有利于降低残余应力,并有高的抗拉强度和硬度;球铁的残余应力随着碳当量的增加呈减小趋势,CE从3.94%增加到4.59%时,最大压应力和拉应力分别从-188.0 MPa和119.5 MPa降至-76.9 MPa和53.7 MPa,分别降低了59%和55%。     

焊接层数对焊接残余应力和变形的影响

以有限元分析软件ANSYS为平台,应用生死单元技术模拟焊缝金属填充过程,对Q345R钢材角接焊接接头单层焊、两层焊和三层焊的焊接温度场和残余应力场进行了数值模拟,并对模拟结果进行了对比分析。结果表明,随着焊接层数的增加,角接焊接接头的残余应力和变形都会减小。     

混粉超声振动对电火花加工Ti-6Al-4V表面结构及力学特性的影响

研究混粉超声振动对电火花加工Ti-6Al-4V表面结构及力学特性的影响,对传统电火花加工、混粉电火花加工及混粉超声振动电火花加工后Ti-6Al-4V试件的表面粗糙度、表面残余应力和显微硬度进行了测量,采用SEM对3种加工方法的加工试件表面重熔层及微裂纹进行了观察,采用能谱分析仪对加工表面进行了能谱分析,探讨了Al粉、SiC磨料超声振动对电火花加工表面结构和力学性能的影响机理。结果表明:在混粉电火花加工基础上,工作液中加入20 g/L的SiC颗粒,电极施加轴向超声振动,可使电火花加工表面粗糙度值Ra降低0.5μm、重熔层厚度减薄40μm、表面残余应力降低50 MPa、表面显微硬度由7650 MPa提高到9870 MPa。     

冷轧无缝钢管残余应力对液压缸筒承载能力影响的研究

采用非线性有限元法对经冷轧成型无缝钢管的液压缸筒承载能力进行了研究,目的在于定量分析冷轧钢管残余应力对液压缸承载能力的影响。对冷轧钢管成型过程进行了研究,获得了冷轧钢管脱模后的残余应力,在此基础上,在脱模后钢管的内表面施加内压模拟工作时的液压缸,获得残余应力和工作应力共同作用的应力场。计算了无残余应力缸筒在内压作用下的应力分布,并对有无残余应力液压缸筒的承载能力进行了比较。结果表明：初应力的存在改变了液压缸筒等效应力的大小和分布方式,最大等效应力是无初应力时的3倍,初应力降低了液压缸筒的承载能力,用冷轧钢管作液压缸筒应该首先进行热处理消除初应力。     

奥氏体不锈钢单层焊与多层焊残余应力数值分析

基于SYSWELD有限元模拟技术,模拟奥氏体不锈钢对接接头单道单层焊和单道多层焊2种焊接工艺下的焊接残余应力场分布。单层焊采用大电流熔化极惰性气体保护焊,多层焊第1层采用钨极氩弧焊,中间层和表面层采用焊条电弧焊,同时对结果进行分析比较。结果发现:单道多层焊比单道单层大电流焊焊接效果好,焊接残余应力最大值分布区域更小,因为多层焊的焊接电流小,焊接层次增加使得热输入小,造成受热范围减小,同时后层焊缝对前层焊缝具有热处理的作用,因而改善了残余应力和焊接接头组织。研究方法和研究结果为对接接头的残余应力预测和焊接质量控制提供参考。     

恒温热处理对WC-17Co涂层机械性能的影响（英文）

利用超音速火焰喷涂技术在Ni718合金表面制备WC-17Co涂层,然后进行150℃/10 h,300℃/10 h和450℃/10 h恒温热处理。利用纳米压痕和显微压痕的方法研究热处理过程对涂层显微硬度、弹性模量和断裂韧性的影响,利用Almen试片曲率法计算试片中残余应力的变化。结果表明,150,300和450℃的热处理过程未对WC-17Co涂层的组织和结构特征造成显著地影响;涂层的显微硬度、弹性模量和断裂韧性随热处理温度的升高而降低;涂层机械性能随温度升高而降低的变化趋势是由涂层残余压应力的变化特征引起的。     

灰铸铁机床床身应力与变形的测试研究

利用数值模拟软件对铸件的充型、凝固过程及铸件内部热应力分布情况进行模拟分析。通过测试灰铸铁机床床身多个测点在热时效前后、加工前后及振动前后的残余应力值,发现残余应力随CE和Si/C比提高而降低;热时效能大幅度降低铸件残余应力,热时效温度越高,铸件残余应力降幅越大,且降温时段降温速度对残余应力有较大影响;加工会产生较大残余应力,热时效后进行其它时效对残余应力影响不大。     

随焊超声波激振法控制铝合金薄板焊接应力及变形

从力学角度出发提出随焊超声波激振控制高强硬铝合金薄板焊接变形的新方法,阐明其控制焊接应力及变形的机理。基于数值模拟分析,利用Marc建立铝合金薄板的随焊超声波激振热力耦合模型,找出最优焊接参数以及加载冲击与热源的最佳距离。利用自行研制的随焊超声波激振装置进行焊接试验。结果表明:激振距离为22 mm时,板长方向中截面残余拉应力峰值由常规焊的248 MPa下降到63 MPa,压应力峰值从-77 MPa降低到-27 MPa,低于薄板的临界失稳应力,薄板挠曲变形完全消失,且板边最大挠度由8.66 mm下降到0.9 mm。试验结果与模拟结果吻合较好。     

考虑中间主应力的非均匀应力场圆形巷道围岩塑性区分析

基于Drucker-Prager准则,引入中间主应力系数,推导出不同侧压系数下巷道围岩塑性区边界线方程,用于预测不同侧压系数下巷道围岩塑性区的大小和形状。用单因素分析法,考虑不同中间主应力下,巷道围岩塑性区半径的变化规律。在侧压系数λ=1的时候,对在D-P准则下和在Mohr-Coulomb准则下巷道围岩塑性区的大小进行比较。侧压系数越偏离于1,巷道围岩塑性区水平方向和垂直应力侧差异增加,对围岩塑性区的大小和形状影响也越大;随中间主应力增大,塑性区范围越小。     

考虑卸压和抽采效果的水力冲孔布孔参数优化研究

为了提高水力冲孔技术的消突效果,建立了考虑煤的塑性软化、扩容特性和流变特性的钻孔周围煤体黏弹塑性模型,得到了不同冲煤量钻孔的卸压范围,建立了考虑渗透率动态变化和吸附特征的渗流-应力耦合模型,采用COMSOL软件对建立的耦合模型进行求解,研究了不同冲煤量钻孔的抽放半径,优化了水力冲孔布孔参数。结果表明:在确定水力冲孔布孔参数时,应综合分析水力冲孔的卸压范围和抽放半径,冲煤量为0.5,1.0和1.5 t/m时,卸压范围分别为3.71,4.61和5.8 m,抽放半径分别为3.5,4.3和5.0 m,义安矿平均冲煤量为1.0 t/m,由此确定水力冲孔布孔间距为8.0 m,区域措施效果检验和工作面预测数据表明,确定的布孔参数合理可靠。