汽轮机轮盘热处理残余应力分析

百万核电汽轮机红套低压转子工作环境的蒸汽参数较低,各级轮盘均处于湿度较大的工作区域,易产生应力腐蚀,引起裂纹萌生和扩展．为提高轮盘的抗腐蚀能力,降低工作应力是一个有效的方法．通过热处理方法,在轮盘表面形成预压应力以抵消部分旋转拉应力是可行的方法,而产生适当深度和大小的预压应力则需对热处理过程进行谨慎的设计．本文以汽轮机轮盘为研究对象,建立轴对称有限元模型,通过对ABAQUS软件的二次开发,实现对轮盘热处理过程的温度场及应力场进行数值模拟．计算综合考虑了非线性的材料热物性参数、力学性能参数、表面换热系数及不同材料组织转变的相变潜热、热物性参数和力学参数,通过对不同热处理方法得到的残余应力场的比较,获得了较合理的水冷方式,为热处理工艺确定提供参考．     

单纤维段裂试验评述

单纤维段裂试验作为复合材料界面剪切强度的一种测试方法被沿用至今.但是, 这种方法的可信度已受到一些研究者的质疑.为了明确单纤维段裂试验的问题, 本文首先对试验技术、试验结果分析等方面作了概述, 并指出: 纤维段裂的饱和状态是单纤维段裂试验的终点标志,以及临界长度是由试验得到的唯一数据, 而这二点是这种试验方法独具的特点, 同时也是这种试验方法难以克服的缺陷.在单纤维段裂试验中, 按照纤维段界面端处的局部损伤模式, 有3种界面端应力奇异性分析的问题需要予以考虑:(1)纤维断裂, 基体没有开裂, 和界面没有脱粘;(2)纤维断裂, 基体开裂, 但界面没有脱粘;(3)纤维断裂, 界面脱粘, 基体已开裂或基体未开裂.在单纤维段裂试验的界面端应力奇异性分析的基础上, 本文对单纤维段裂试验的可靠性进行了研究.结论是: 任何纤维和基体组成的复合材料的单纤维段裂试验都存在界面端应力奇异性, 这就排除了用单纤维段裂试验测定界面剪切强度的可能性.      

带接头管道在内压与循环载荷作用下的棘轮行为研究

液压管道在服役过程中受内压和循环弯曲载荷的共同作用．管道经常处于非比例循环加载状态,尤其是在管道接头位置处,容易产生棘轮行为,对管道的服役寿命有不利影响．因此,本文采用充液管道悬臂弯曲加载方式,对管道在接头位置处的棘轮响应进行研究。首先通过管材实验确定了材料的非线性等向/随动强化模型参数,并通过应变的实验测量结果与数值仿真结果的比较,验证了本构模型的有效性,然后建立了悬臂管道的有限元模型,模拟分析内压水平,内压小幅脉动,管道壁厚等因素对管道棘轮行为的影响．通过对带接头管道棘轮行为的研究分析,为进一步完善液压管道的设计,提高液压管道的可靠性,提供一定的理论基础．     

人文学科类数学课程设置和教学内容、体系改革的研究与实践(世行贷款教改项目结题主报告)

本项目由南开大学与天津师范大学、天津工业大学、天津理工学院、天津科技大学、天津商学院六所高校共同承担,南开大学是项目主持学校;经过三年的研究与实践,已经结题,通过验收.1　背景与思路近些年来,数学的地位和作用越来越被大多数人认可.一些科学家把数学科学与自然科学、哲学社会科学并列,作为共同支撑人类知识宝库的三大类科学.大学生的数学素质成为其文化素质中的重要组成部分.在2 0 0 0年本项目立项的时候,有41 %的高校文科开设了“高等数学”课.到2 0 0 3年本项目结题的时候,90 %以上的高校文科都已开设了“高等数学”课程,一些高…     

压入实验界面端奇异性研究

纤维压入实验是复合材料界面剪切强度细观实验方法之一,其试件通常由复合材料中切割下来制备而成,从中选取单根纤维,进行压入试验,所以被选中的纤维可看成是被纤维和纯基本材料构成的横观各向同性复合材料所包裹。本文以此为依据,建立了横观各向同性复合材料基体包裹各向同性纤维的轴对称模型,采用逐次渐近等求解方法,得到了求解该模型界面端应力奇异性指数的特征方程,并计算了碳纤维／环氧树脂、碳纤维／铝和碳纤维／Al2O3压入试件界面端奇异性随碳纤维体积百分含量的变化情况。     

界面端应力奇异性与复合材料界面剪切强度细观实验分散性分析

复合材料细观实验方法主要有纤维拔出、纤维压力、纤维段裂和微球脱粘实验等四种；但这四种试验得到的界面剪切强度结果存在很大的分散性。虽经三十余年的研究和改进，仍未能消除。为研究分散性产生的原因，本文以轴对称界面端应力奇异性分析为基础，推导出求解四种试件界面端的特征值的特征方程，并给出了特征值随Dundurs常数的变化情况，由此发现用相同的纤维和基体制作的四种试件在界面端存在奇异性不同的应力场，从而阐明了四种界面剪切强度试验结果巨大分散性的产生原因在于纤维和基体间界面处的应力奇异性。     

应用力学方法初探

应用力学在二十世纪初期，大放异彩，大获成功。力学在解决现代工程问题的过程中，创造性地发展了一套行之有效的应用力学方法。本文对应用力学在中国的传播与发展、有关应用力学的论述、应用力学方法的范例、应用力学方法的意义与特点、以及应用力学与数学力学、应用力学与有限元法之间的联系等方面作了介绍和讨论。阐明了应用力学方法必然产生的实际背景和理论根源。并指出：深刻探究与理解应用力学的范例是学习与掌握应用力学方法的有效途径。     

弱界面端初始失效位置的试验初探

通过双材料受压试验研究了弱奇异性界面端的界面初始脱粘点的位置问题。实验材料采用钢和有机玻璃,根据弱奇异性要求和界面端应力分布特征,设计、制作了试件,并进行了初始脱粘实验。由实验发现楔形角为30°、45°和55°试件的界面初始脱粘点位置均在界面内部,脱粘是由有限应力引起的。63°是个临界角楔形角,大于63°试件,脱粘多会从界面端开始,即脱粘由奇异的界面应力引起的。此外界面正应力若为拉应力时,它对界面脱粘有很大的贡献。     

?????????????????????????

利用有限元软件,通过对撑竿跳高过程的大变形动力学数值模拟,得到了不同材料 撑竿的变形过程、跳高成绩,以及能量的转化效率指标. 通过截面尺寸设计,预测了不同材 料撑竿所能达到的最大高度. 最后以布勃卡的体能参数为标准,为其设计能越过最大高度的 等截面和变截面碳纤维复合材料撑竿.     

Ti3+自掺杂的TiO2(A)/TiO2(R)/In2O3纳米异质结的制备与可见光催化性能

以TiCl₃和InCl₃为Ti源和In源,在不使用还原剂的条件下,首先通过液相沉淀反应制备前驱体沉淀,然后采用后续水热处理制备Ti³⁺自掺杂的TiO₂(A)/TiO₂(R)/In₂O₃纳米异质结,考察了水热处理温度对材料结构和性能的影响。利用X射线衍射、透射电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外-可见漫反射光谱对样品进行表征。分别以罗丹明B和苯酚溶液为模拟废水评价了样品的可见光催化降解性能。结果表明,与纯的TiO₂、In₂O₃以及Ti³⁺自掺杂的TiO₂相比,Ti³⁺自掺杂的TiO₂(A)/TiO₂(R)/In₂O₃纳米异质结在可见光区有明显的吸收,并具有良好的可见光催化降解性能,200℃下水热处理24 h所得样品光催化降解罗丹明B的反应速率常数(0.0444 min^-1)分别是纯TiO₂和In₂O₃的17.76倍和8.71倍。瞬态光电流时间响应结果表明样品的光催化性能主要来源于TiO₂(A)/TiO₂(R)/In₂O₃纳米异质结导致的提高的光生电子和空穴分离效率。