基于区域叠合法的钢丝绳索节端部力学特性研究

钢丝绳在工业生产中有着广泛的应用,根据其使用条件,目前已经形成了多种端部固定形式。采用锌或树脂浇铸的索节固定法具有良好的固定性能,且操作简便,因此,在工业生产中得到了越来越多的应用。受制于钢丝和凝固锌体在索节内部的复合材料结构特征,对于钢丝绳索节的力学特性目前研究不多。本文基于有限单元法和独特的区域叠合技术,对锌浇铸钢丝绳索节的力学特性进行分析。结果表明,索节固定具有良好的钢丝绳固定能力,在索节内部,散开的钢丝受力集中在索节的前半段。因此,在实际应用中,在索节前半段的钢丝和锌体缺陷需要特别加以重视,力求保证该部分钢丝与锌体的良好结合。     

大锻件微孔隙下的氢压模型及其应力场

基于氢压理论与Griffith理论,通过分析大锻件内微孔隙的来源,建立了大锻件微孔隙在氢压下的有限元分析模型。通过数值模拟,对不同形态下的微孔隙在氢压下的应力场进行了对比分析,结果表明大锻件内原始孔洞萌生白点的可能性极小,但随着孔洞变形量的增大,在垂直于孔洞压下变形主方向的平面上,白点萌生的可能性大大提高。此外,片状裂纹上最大张应力所处的位置表明,氢压下不规则裂纹有向圆形扩展的趋势,这就解释了为何在锻件截面上观察到的白点多为圆形或椭圆形。研究结果为大锻件白点萌生的力学研究奠定了理论基 础。     

大型锻件孔隙类缺陷锻后白点萌生特性研究

为探明大型锻件锻后白点萌生机理,在以往试验研究的基础上,基于内聚力模型、氢压理论和应力作用下的氢富集理论,以锻后残留微观孔隙作为研究对象,建立了白点萌生扩展的内聚力模型。综合分析了材料中氢的体积质量分数,氢压应力场中氢的扩散,及氢作用下内聚力强度等多因素耦合对锻后白点萌生扩展的影响。结果表明:高体积质量分数氢是白点萌生的主要因素,高强氢压导致孔隙尖端应力集中,氢富集导致孔隙尖端的断裂强度降低,锻后微裂纹比微孔隙更加容易诱发白点萌生,而锻后微孔隙和原孔隙相比萌生白点的可能性大大降低。     

42CrMo棒材轧后输送与缓冷过程温度场的模拟分析

考虑相变潜热和材料热物性随温度的变化,利用ANSYS有限元分析软件对42CrMo棒材轧后输送空冷,缓冷全过程的温度场进行了有限元模拟分析,获得轧件表面与内部的温度分布规律,并提出了一种棒材缓冷温度场计算的简化模型。结果表明,模拟所得结果与实测数据吻合,表明此方法可为组织及性能预测、工艺优化提供理论依据。     

再加热条件下钢内微孔隙氢压模型及其应力场

为了探明再加热过程中白点的复杂萌生机理,以微孔隙缺陷为研究对象,结合再加热过程中氢压理论、气体状态方程和再加热过程中的微孔隙应力应变特征,建立再加热条件下微孔隙氢压应力场分析模型。针对钢制工件内微孔隙在再加热条件下,加热温度、微孔隙初始氢压强度和金属膨胀等多因素耦合作用下微孔隙的氢压强度的变化特征及周围应力场的随动特性进行了定性分析。结果表明:孔隙形态对其周围应力场的影响十分明显,决定了微孔隙周围次生裂纹的萌生特性;在氢分子激活转化温度(400℃)附近,氢压的突然消失导致了微孔隙应力场的随动突变;在微孔隙周围,始终存在着较大的剪切应力,极易导致次生滑开型裂纹的萌生和扩展。     

微观视域下钢内氢的温度激发扩散模型及影响因素

建立了氢陷阱随机分布的二维有限元分析模型,以温度为能量指标,系统研究了在加热条件下,钢内氢陷阱中氢的激发扩散效应,并研究了氢陷阱结合能、加热速度、钢板厚度、初始氢浓度以及氢陷阱密度等因素对Q235钢内扩氢效果的影响。结果表明,以上影响因素对扩氢速率曲线的峰值温度以及温度跨度存在一定的影响,对于钢的扩氢热处理来说,一定的加热温度和时间是保证陷阱氢充分激发并扩散的必要条件,该研究结果对扩氢热处理工艺的制定有一定的意义,并且对氢解吸试验的微观机理和理论分析有指导作用。     

金属表面薄橡胶铺层对喷丸质量的影响

建立了多丸粒喷丸有限元分析模型,对比分析了薄橡胶铺层对Q235钢表面喷丸质量的改善作用,并通过试验加以验证。结果表明,与传统喷丸相比较,薄橡胶铺层在降低试样表面粗糙度的同时,还能够提升表面残余压应力,但残余压应力层的深度范围有所减小。薄橡胶铺层的厚度是影响残余压应力层深度的关键因素。薄橡胶层提高了试样表面的丸粒冲击作用面积,延长了冲击作用时间,高速丸粒的单点冲击能量得以有效分散,在保证工件表层残余压应力场强度与传统喷丸基本一致的前提下,使试样表面喷丸质量得以提升。     

薄壁无缝金属管电铸均匀性研究

提出了一种"阴极旋转+上下往复运动+贴面柔性扫刷"多作用协同电铸技术,通过工艺实验分析了阴阳极间距、阴极上下往复行程以及柔性扫刷对电铸层厚度分布特性及表面质量的影响.结果表明:阴阳极间距及阴极上下往复行程对电铸层厚度的均匀性有显著的影响,在优化参数(阴阳极间距A=30 mm,阴极上下往复行程S=120 mm)下所得电铸...     

细观视域下液压支架立柱复合镀层应力分析

以目前广泛采用的锡青铜+硬铬复合镀层为研究对象,采用有限元法,在局部细观视域下研究在立柱工况条件下的复合镀层应力分布形式和影响因素。研究结果表明,在复合镀层中,增大锡青铜层的弹性模量能显著降低镀层界面的应力差以及锡青铜镀层的应力水平,从而减缓了镀层脱落的风险、提高了镀层的抗腐蚀能力。锡青铜层和铬层的厚度均对镀层应力的影响较小。     

钢中微孔隙氢压强度与氢浓度

 从Sieverts定律和微孔隙中分子氢和钢内溶解氢化学势平衡的理论基础出发,介绍了目前已有的几种钢内微孔隙氢压强度和氢浓度计算模型。通过对比找出了最适合应用的微孔隙氢压强度计算模型,并建立了新的微孔隙氢浓度计算模型。最后建立了钢内微孔隙氢压强度和氢浓度综合计算模型,证明了温度和孔隙率对微孔隙内氢压强度和氢浓度的重要影响。所建模型和分析结果为深入研究钢内白点的萌生扩展机制奠定了基础。