基于光滑点插值的腐蚀损伤结构应力分析方法

针对环境作用下金属结构表面易发生广布腐蚀损伤,并对其自身强度产生影响这一问题,通过元胞自动机方法得到结构表面的腐蚀损伤形貌图,用开源计算机视觉库(OpenCV)结合图像分析技术对含腐蚀损伤结构的边界信息进行提取,依据提取信息建立计算模型,采用光滑点插值方法(S-PIM)对含腐蚀损伤结构的内部应力进行求解。结果表明:光滑点插值法与图像分析技术相结合可计算出含广布腐蚀损伤结构内部的应力分布,为环境作用下结构强度的定量分析提供新方法。     

金属表面腐蚀损伤形态演化规律研究

针对金属材料在环境作用下容易形成腐蚀损伤而致其力学性能降低的问题,采用元胞自动机方法,通过定义元胞规则,以氢标电极电位作为材料特性参数,定义铝和铁两种金属的溶解概率。研究两种材料在不同的温度和相对湿度腐蚀环境下,腐蚀表面形态演化和腐蚀产物形成规律。结果为研究金属搭接件在环境作用下的枕垫效应提供了理论依据。     

复合材料密封环微观摩擦状态模拟与摩擦性能对比分析

根据复合材料密封环材料非均匀性的特点,构建密封环微观摩擦接触的移动元胞自动机计算模型。按照实际工况条件施加负荷,可视化的模拟结果可以直观地表达出密封摩擦副微观表层结构的动态演化过程。对聚酰亚胺（PI）和聚四氟乙烯（PTFE）两种复合材料密封环进行对比分析,获得在模拟时间内摩擦系数变化过程。分析结果表明：在相同负荷下,两种材料的机械混合层的形成过程基本一致,PI密封环的摩擦系数大于PTFE密封环的摩擦系数,填充材料的性质和形态决定微观尺度的摩擦特征。开展两种材料的密封环摩擦试验,对宏观和微观的摩擦系数进行对比分析,证明移动元胞自动机模拟微观尺度摩擦状态的有效性,为密封材料选型提供一个合理的数值实验方法。     

基于MCA方法研究高速冲击下混凝土高压状态方程

从非连续介质力学的原理出发，建立了基于元胞单元的移动元胞自动机法的二维数值计算模型。利用移动元胞自动机法对混凝土平板撞击实验进行数值模拟，平板以10～3000m／s的速度撞击60mm厚混凝土靶。通过分析平板撞击混凝土过程中应力波的传播，得到了混凝土材料在应变率约10^5 s^-1、压力0．06～10GPa下的冲击绝热关系，给出了混凝土高压状态方程的拟合曲线。数值计筹结果与实验结果具有良好的一致性。     

铝合金室内加速腐蚀与大气暴露腐蚀的相关性

通过对LY12铝合金进行实验室盐雾、湿热、干燥以及浸渍的循环复合加速腐蚀试验,对比研究了(NH4)2SO4、NaHSO3、(NH4)2SO4和NaHSO3浸渍溶液对LY12铝合金腐蚀的影响。探索与海南万宁试验站LY12铝合金材料的环境试验腐蚀规律相近的加速模拟试验方法,进行相关性分析。分析结果表明,浸渍溶液为10-2 mol/L NaHSO3(pH约为5.47)的加速试验结果与环境试验腐蚀规律相近。     

腐蚀损伤处微裂纹成核的分子动力学模拟

针对环境作用下结构表面微裂纹在腐蚀损伤处成核过程的复杂性和在结构寿命评估中的重要性,从微观角度出发,采用分子动力学方法并结合速度Verlet算法,通过求解原子间的作用力和速度,对广泛用于工程结构的单晶铝板,在外界载荷作用下腐蚀损伤处微裂纹成核过程进行模拟。结果表明:随着加载步的增加,模型中的原子先偏离理想晶格位置,随着加载继续进行,腐蚀坑底部原子键开始断裂,在45°的方向萌生出两条微裂纹。     

弹丸对混凝土板侵彻的MCA方法数值模拟

根据非均匀材料的细观特征，从运动学的基本原理出发，推导出适于高速侵彻的移动元胞自动机法的计算模型．在模型中采用了位移、应力、体积应变等三个破坏准则。应用该模型对弹丸以不同速度侵彻混凝土靶的破坏过程进行数值模拟．给出弹靶的破坏变形过程．得到了侵彻深度与速度的关系曲线。并将弹丸侵彻混凝土的计算结果与Forrestal经验公式计算和试验结果进行对比．吻合较好．说明该计算方法可以有效地计算和模拟高速侵彻问题。     

高硅铝合金缸套材料腐蚀加工技术研究

采用三维视频显微金相技术对高硅铝合金缸套材料的组织构成、颗粒尺寸以及碱腐蚀深度进行测试与评价;用激光共聚焦显微镜技术对碱腐蚀界面颗粒凹凸以及表面纹理进行观察与描述;用往复式摩擦磨损实验机对碱腐蚀试样进行摩擦学性能评价。结果表明:高硅铝合金组织中主要由硅颗粒及第二相硬质点颗粒构成,平均硅颗粒尺寸为4.00μm,平均第二相颗粒尺寸为3.05μm;随腐蚀时间、深度的增加,腐蚀界面区域增大,表面凸凹及纹理更加清晰,当碱的质量分数为5%,溶液温度为40℃,腐蚀时间为30~40 s,摩擦学性能最优越。     

MCA法模拟研究骨料对混凝土靶抗弹性能的影响

采用自行研制的移动元胞自动机法数值软件,对弹以700 m／s的速度垂直侵彻骨料含量(质量分数)为20％,40％,60％三种配比混凝土靶的过程进行二维数值模拟计算。数值模拟结果表明,侵彻过程是一个局部破坏过程,侵彻点附近骨料的含量及分布对混凝土靶抗弹性能影响较大,并得到了侵彻深度与冲击速度的关系曲线,从而说明了本计算方法是计算和模拟高速侵彻问题的有效工具。     

电力用铝合金超疏水耐腐蚀膜层的制备与表征

用草酸阳极氧化、氟钛酸铵封孔再经硬脂酸表面修饰,在2 A12铝合金表面制备超疏水耐腐蚀膜层。表征其微观形貌、表面成分和物相组成,测试膜层表面润湿性及耐蚀性。结果表明:氟钛酸铵封孔过程中生成Ti(OH)₄起填充孔洞,改善阳极氧化膜的致密性,疏水状态较好,耐蚀性提高。阳极氧化膜封孔后再经表面修饰未生成新物相,但形成微纳米粗糙结构,水滴接触角达150.8°,呈超疏水状,耐蚀性进一步提高。封孔-修饰后阳极氧化膜具有微纳米粗糙结构和较低表面能,减少了腐蚀接触面积并抑制腐蚀,显著提高2A12铝合金耐蚀性,在电气用铝合金腐蚀防护方面具有应用前景。     

激光熔覆TiB2颗粒增强镍基合金复合涂层的微观组织与摩擦学性能研究

为了提高铝合金摩擦构件的耐磨性能,运用激光熔覆技术在铝合金表面制备了TiB₂颗粒增强镍基合金（TiB₂/镍基合金）复合涂层,分析了其微观组织结构,研究了其在干摩擦和海水介质中的摩擦磨损行为与机制。结果表明：复合涂层中均匀分布有TiB₂增强相,并含有TiB、TiC、CrB和Cr₂₃C₆等反应生成硬质相,显微硬度达到855.8HV_0.5,是铝合金母材的6.7倍;不同环境介质中,复合涂层的摩擦系数和磨损失重均较镍基合金涂层和铝合金母材显著降低;干摩擦条件下,复合涂层的磨损机理以微观切削磨损为主,并伴有一定的硬质颗粒剥落;海水环境中,复合涂层的磨损机理转变为微观切削磨损和点蚀腐蚀磨损。     

铝合金微弧氧化技术研究概况

综述了铝合金微弧氧化技术的原理及陶瓷膜的特点。着重分析总结电流密度、电压与频率、占空比等电参量因素对陶瓷膜性能的影响,介绍铝合金微弧氧化中常用的电解液组成,简要描述微弧氧化陶瓷膜的硬度、耐磨、断裂、耐腐蚀等性能。     

铝合金腐蚀疲劳行为研究

用轴向力加载疲劳测试法,研究35℃、质量分数为3.5%的NaCl溶液环境对6082-T6铝合金型材疲劳性能的影响。结果表明:与室温大气环境相比,合金疲劳强度降低34.9%,室温疲劳强度比为σ_0.1/Rm=54.1%,腐蚀环境下σ_0.1/Rm=35.2%。两种环境下裂纹均起于试样表面,腐蚀条件下裂纹起裂区呈沿晶断裂;Mg₂Si析出相沿晶界分布,Mg₂Si、α(Al)基体和单质Si粒子间电位差不同,将在局部形成微电池效应,晶界优先腐蚀,这是造成合金疲劳性能降低,产生沿晶疲劳断裂的主要原因。     

美海军鱼雷铝合金燃料舱壳体腐蚀与防护进展

针对美海军鱼雷铝合金壳体在海水与燃料混合环境中产生的腐蚀问题,分析了腐蚀机理,并分别采用阳极氧化与缓蚀剂方法进行防护.对受到腐蚀的壳体,采用先进的激光熔覆修复方法,克服了熔焊产生的变形和热影响区大的缺陷,既不损伤金属基体性能,也提高了修复质量.     

船用Al-Mn-Mg 合金的耐蚀性能比较

针对船用材料Al-Mn-Mg合金容易造成结构损坏的问题,对其耐蚀性能进行研究。分别运用阳极极化、交流阻抗及扫描电镜技术研究2种Al-Mn-Mg合金在3%NaCl溶液中的耐蚀性能,并对其进行极化试验、交流阻抗试验、自腐蚀电位检测试验和扫描电镜试验。试验结果表明:Al-Mn-Mg合金具有钝化能力强和较好的耐蚀性,Al-Mn-Mg合金1的耐蚀性要优于Al-Mn-Mg合金2。     

耐热铝合金研究进展

耐热铝合金具有良好的中温性能,在兵器、航空、航天以及汽车工业中应用广泛。综述国内外耐热铝合金材料的研究进展,重点介绍合金元素对铝合金耐热性的影响;从固溶强化、弥散强化、过剩相强化和晶界强化几个方面介绍了耐热铝合金的强化机理;并展望耐热铝合金的发展趋势。     

海洋大气环境下装备腐蚀量预测

针对装备腐蚀影响战备值班时间、技术状态完好性等问题,提出一种装备腐蚀剩余寿命的预测方法。在 分析海洋大气环境要素对装备腐蚀影响的基础上,结合金属大气腐蚀量随时间变化的幂函数方程,建立不同环境特 征下的环境当量谱,利用加速腐蚀折算方法,按照等效原理,采用实验室环境的加速腐蚀,预测装备在海洋大气实 际环境下的腐蚀寿命。结果表明：该模型具有良好的拟合效果,有一定的可靠性。