原状饱和粘性土在地震作用下的剪切模量和阻尼比

模拟地震作用,对天津地区的原状饱和粘性土的剪切模量和阻尼特性作了比较广泛的试验研究.研究后认为,动态剪切模量和阻尼比随剪应变的变化规律可分别以单一的经验公式来表示。经归一化后,前者在平面上表示为单一的一根曲线,后者则表现为一簇曲线或两端是尖灭、。形的带状区.比较了由动力三轴试验测定的和根据其它相关性的试验数据换算得到的剪切模量参数,取得合理性的一致.对阻尼比随应变变化的规律提出发展性的看法。对天津地区某些饱和粘性土层提供了若干可用于地震设计的动态剪切模量和阻尼比参数。     

5A30铝合金热变形的流变应力及材料常数

在Gleeble-1500热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,研究了5A30铝合金在300～500℃温度范围及应变速率在0.001～1s-1内压缩变形的流变应力变化规律,采用数学回归及最小偏差法求出了该合金的材料常数,建立了该合金流变应力与Zener-Hollomon参数的线性关系式.结果表明,该合金为正应变速率敏感材料,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率升高而增大;该合金的材料常数包括变形激活能Q为160.94kJ/mol,应力水平参数α为0.0184mm2/N,应力指数n为3.314,结构因子A为3.058×109s-1;合金流变应力模型可表达为σ=54.31ln{(Z/3.058×109)1/3.314+[(Z/3.058×109)2/3.314+1]1/2}.     

风洞天平实时载荷监测方法研究

针对当前风洞天平应用环境越来越复杂,但却缺乏有效的安全监测手段的现状,提出了一种基于应力叠加原理的风洞天平实时载荷监测方法;首先,分析天平受力情况,基于工程经验、天平应力集中位置以及应变计粘贴位置等因素划分危险载荷监测区域;其次,基于有限元方法对天平进行网格划分,计算载荷监测区网格节点的应力影响系数;最后,结合天平六元信号输出实时计算载荷监测区的节点应力值,并与有限元理论计算结果和静态校准加载结果进行对比验证;验证结果表明,有限元理论验证准度优于0.02%,静态校准加载验证阻力元准度优于10%,其余5元准度均优于4%;证明本方法具有较高的计算准度,能够满足风洞天平实时载荷监测的使用需求,具有较高的实际应用价值。     

压裂过程中水力裂缝动态宽度实验研究

 裂缝宽度及其变化规律对验证水力压裂模型及指导压裂施工设计具有重要意义。由于水力裂缝宽度比其长度和高度小3～4个量级,且储层埋藏较深,目前尚无法直接测量实际地层中的水力裂缝宽度,仅能大致通过模型估算或数值模拟获得。通过在室内压裂试件中布置单根或多根布拉格光纤光栅(FBG)应变传感器,对类混凝土材料的水力裂缝宽度进行多点同步动态监测,得到不同时刻多点水力裂缝宽度的变化,并依据裂缝宽度变化得到了裂缝扩展速度,从而对水力压裂裂缝扩展中的尺度变化进行了过程描述。实验研究表明,室内水力压裂模拟实验中水力裂缝的宽度为微米级别,裂缝扩展速度为0.1 mm/s量级;在水力压裂过程中,裂缝宽度随裂缝扩展呈现波动式变化,并非随着裂缝扩展单调增加。研究结果对认识水力压裂裂缝的扩展及提升压裂工艺技术具有重要参考价值。     

Ni-Ti形状记忆合金侵彻变形与断裂研究

研究了Ni-Ti形状记忆合金在高速冲击条件下的侵彻过程。利用光学显微镜对Ni-Ti形状记忆合金在高速冲击后的微观组织进行考察,分析Ni-Ti合金板材的损伤和断裂。结果表明:奥氏体相为基的Ni-Ti形状记忆合金板材,在高速冲击过程中,发生应力诱发马氏体相变;板材内形成剪切带、微裂纹等形式的损伤,导致材料发生变形和破坏;裂纹按着微孔洞聚集型机制扩展。     

喷丸强化过程的有限元和离散元模拟

利用有限元法建立喷丸强化过程中单/多颗弹丸连续撞击靶材的数值分析模型,对于单弹丸撞击情况,探讨了弹丸参数(速度和角度)对靶材中残余应力场的影响,对于双弹丸连续撞击情况,探讨了第二颗弹丸速度对靶材中残余应力场的影响;建立了模拟喷丸强化过程的三维离散元模型并进行了数值试验研究,分析了喷丸强化过程的工艺参数(质量流速、初始速度、喷嘴攻角等)对颗粒流中弹丸间相互碰撞的影响;结合有限元和离散元计算结果,提出对喷丸强化工艺参数进行优化控制,提高喷丸强化的加工工艺水平,以实现更好的强化效果.     

载荷作用下管道漏磁内检测信号定量化研究

管道漏磁内检测技术是国际公认的长输油气管道安全维护的最有效方法。为解决载荷作用下长输油气管道漏磁内检测信号定量化问题,本文基于J-A理论建立了改进的三维磁荷数学模型,分析了管道缺陷在内压作用下的磁力学效应对漏磁信号的影响规律,研究了外部载荷作用下缺陷尺寸对漏磁信号影响规律,并通过系统的实验验证了理论模型的正确性。研究结果表明：管道内压增加,材料磁化强度减小,漏磁信号径向分量和轴向分量呈指数函数下降规律;漏磁信号径向分量峰值和轴向分量极大值随着缺陷深度增加而增加,增长率逐渐降低,特征值分别变化6.5%和14.7%;径向分量峰值增长率随长度增加而逐渐降低,轴向极大值线性减小,特征值分别变化21.0%和36.8%,轴向分量对缺陷深度和长度变化更敏感。     

7A65铝合金喷丸强化表面完整性及疲劳性能

目的 以7A65高强度铝合金为研究对象,研究喷丸强度、弹丸介质(铸钢丸和陶瓷丸)对靶材疲劳性能的影响规律。方法 利用扫描电镜、激光共聚焦显微镜、X射线衍射仪等仪器表征喷丸强化7A65铝合金表面完整性和疲劳失效断口,分析喷丸工艺参数与疲劳性能、断裂模式的相关性。结果 喷丸强化后铝合金表面粗糙化严重,表面粗糙度从初始0.622 μm增加至4.736 μm(铸钢丸、喷丸强度为0.22 mmA),并出现褶皱损伤;在相同喷丸强度下陶瓷丸喷丸表面粗糙度较低,无褶皱损伤。2种弹丸在金属表面引入的残余应力场基本相同,残余压应力层深约300 μm,最大残余压应力值为-480.6 MPa,其产生位置为距离表面75 μm处(喷丸强度为0.22 mmA)。铝合金疲劳性能对铸钢丸介质敏感性较高,当喷丸强度较低(0.11 mmA)时喷丸强化效果最佳,疲劳寿命是原始寿命的5倍多,疲劳源从表面转移至次表面(500 μm);当喷丸强度增至0.22 mmA时,裂纹源向表面靠近,疲劳寿命为原始寿命的2倍。铝合金疲劳性能对陶瓷丸介质敏感性较低,在喷丸强度为0.11～0.22 mmA时疲劳寿命较为稳定,在喷丸强度为0.11 m...     

应变时效对低碳马氏体钢强韧性的影响

研究了静态应变时效对20MnB钢不同回火状态的拉伸性能、冲击性能和延性断裂韧度的影响规律。试验表明:应变时效可大幅度提高材料的强度水平,而使塑性、韧性有不同程度下降;对延性断裂韧度J_i的影响不显著,而对裂纹稳态扩展阻力dJ/da有明显的影响。应变时效引起的性能变化,取决于应变时效参量和应变前的预回火制度。合理选择预回火制度和预应变量可获得优良的应变时效强化效果。