裂纹源位置对6005A铝合金挤压型材高周疲劳寿命的影响

通过高周疲劳试验研究了裂纹源位置对6005A-T6铝合金挤压型材高周疲劳寿命的影响。结果表明:6005A-T6铝合金挤压型材在应力比0.1下的中值疲劳强度为164.5 MPa,疲劳强度较高,但疲劳寿命分布较分散;在最大应力200 MPa条件下,具有不同疲劳寿命试样的疲劳裂纹源区的面积较小,疲劳裂纹扩展区均由疲劳条带和二次裂纹组成,瞬断区的面积较大,均由孔洞和韧窝组成;在相同最大应力下疲劳寿命存在差异的原因在于疲劳裂纹源位置的不同,在最大应力为200 MPa条件下,疲劳裂纹源位于孔洞缺陷处试样的疲劳寿命最长,比疲劳裂纹源位于氧化夹杂物处试样的疲劳寿命延长一个数量级,疲劳裂纹源位于Al7(Cr Fe)第二相颗粒处试样的疲劳寿命居于二者之间。     

ADAMS与ANSYS在自卸车副车架强度分析中的研究

针对副车架在卸载工况下进行有限元分析时所需要的载荷边界条件难以精确测量的实际问题,以某矿用自卸汽车为研究对象,依据多体系统动力学和第四强度理论,联合应用ADAMS和ANSYS两大软件对自卸汽车副车架进行卸载工况下的强度分析。研究结果表明:建立合理的虚拟样机,就能够通过ADAMS/PostProcessor获得副车架在卸载工况下进行有限元分析的精确载荷条件;在货物处于下滑临界阶段,不论是正常卸载,还是极端危险卸载,与副梁的屈服极限343MPa相比,副车架的最大应力值分别增大了1.7%和12.5%,其强度不满足作业要求,为副车架结构的改进提供重要的力学支撑。     

氩气中1000℃下热处理对碳钢Q235工件表面金属铝粉涂层性能影响

为了增强承重普碳钢件的耐海水腐蚀性能和耐500℃高温性能,将两种没有气味的环保型水性纯铝粉涂料在室温下喷涂至Q235普碳钢片表面,制得单层和双层两种铝粉涂层.将涂层试样浸泡在室温质量分数为3.5%的NaCl的模拟海水中,考察涂层的抗腐蚀性能.为提高单层涂层的耐腐蚀性和双层涂层的粘接强度,研究了1000℃氩气处理对涂层性能的影响.实验结果表明:原始单层铝粉涂层试样泡在盐水中2天后就开始生锈,而经过1000℃氩气加热处理10 min后,涂层在10天内都没有生锈,同时涂层的粘接强度由11.6 MPa增加到14.0 MPa;原始双层铝粉涂层试样泡在盐水中10天内没有生锈,经过1000℃氩气加热处理10 min后,涂层防腐蚀性能没有降低,而涂层的粘接强度由9.9 MPa增加到11.3 MPa.XRD表征结果表明,原始双层铝粉涂层表面只有金属铝,经过1000℃氩气加热处理10 min后,涂层表面也出现了极少量Al_2O_3.SEM表征表明:经过1000℃氩气加热处理10 min后,单层涂层中球形铝粉颗粒熔化形成了片状颗粒,片状颗粒层在垂直于涂层方向的间隙明显减少,这可能是单层铝粉涂层经1000℃氩气加热10 min后防腐性能明显提高的原因;球形铝粉颗粒熔化也导致了涂层粘接强度的增加.     

X70海洋管35 MPa外压数值仿真与试验研究

海洋管在工作时的抗外压强度是一个重要参数,对现场应用有重要影响,设计制造完成后必须对其抗外压强度进行试验研究。以深海高压模拟试验舱为基础设计了X70海洋管3 500 m水深的内压及外压试验方案,用ANSYS有限元仿真分析了试验试件在高压下的应力应变及堵头的强度。海洋管外压试验过程中的应力应变参数用应变数据采集系统进行了记录。试验结果表明:试件的密封性和焊缝强度满足试验要求,管体变形均属于弹性变形,其强度满足3 500 m水深的工作要求,验证了设计计算的正确性。     

石材罗马柱的三维建模和有限元强度分析

本文以建筑上常用的石材材料——石材罗马柱作为研究对象。首先,分别对光面型、线条型和波纹型的三种柱身罗马柱进行三维实体建模,并总结出了一套石材罗马柱的建模方法;然后,分别建立三种柱身罗马柱结构的有限元仿真模型,通过对比其有限元分析数据,总结出了三种柱身的承载能力。本文探索出了石材罗马柱的三维建模方法和不同柱身的仿真分析方法,能够准确、有效地预测其承载。根据该研究,可以快速构建出石材罗马柱的三维实体模型,并迅速选出不同强度下要求的石材罗马柱的柱身,节约了研制时间和减少了材料浪费,具有一定普遍性,可应用到其他类型的石材罗马柱分析的问题中。     

银川平原粉细砂的强度特性

粉细砂在银川平原分布广,是建筑物的主要持力层。考虑干密度和饱和度两个重要因素,设计L_9(3~4)正交试验方案,应用应变控制式电动直剪仪进行快剪试验,研究了银川平原粉细砂的强度特性,探索各因素的作用规律和作用机理,分析显著性,建立强度指标的回归模型。研究表明:银川平原砂土的强度指标随干密度的增大呈非线性增加,且增加的幅度逐渐提高;随饱和度的增大呈非线性减小,且减小的幅度亦逐渐降低。对于黏聚力,干密度和饱和度的影响均很显著。对于摩擦角而言,干密度的影响很显著,饱和度的影响显著。显著性由高到低顺序为干密度和饱和度,对于采用夯击、碾压或挤密处理的砂土地基,施工时应严格控制干密度,尤其当设计要求的干密度较大时,更应严格控制干密度。干密度和饱和度对黏聚力的影响程度均大于对摩擦角的影响程度。建立的回归模型相关性好,显著性高,可用于银川平原砂土强度指标的预测。     

隔水导管腐蚀工况下静力学稳定性研究

隔水导管作为隔离海水、支撑油气井口的重要部件,在生产平台设计阶段,需要考虑由于腐蚀而附加壁厚裕量,保证隔水导管的稳定性。以南海东部某生产平台结构数据为基础,运用ANSYS软件,按照南海东部海况条件极限值,模拟隔水导管在不同腐蚀程度情况下的井筒稳定性。模拟分析结果表明,从静力学角度考虑,该平台在最大井口载荷为200 t工况下,受到1年期或100年期海况条件时,隔水导管腐蚀比例不超过75.99%,隔水导管强度依然满足设计要求。研究结果为油气井安全生产和后期隔水导管修复或更换决策提供理论依据。     

316不锈钢长时总体一次薄膜应力强度许用值预测方法研究

材料的总体一次薄膜应力强度许用值（Smt）是高温反应堆设备结构设计力学分析的重要判定依据，但美国机械工程师协会（ASME）的规范和法国《快堆核岛机械设备设计和建造规范》（RCC-MR）给出的最长30万小时的Smt不能满足长寿期反应堆的设计要求。本文基于ASME规范给出的30万小时许用应力、预计最小断裂应力及断裂应力系数等材料蠕变性能数据，采用Larson-Miller外推模型成功获得了50万小时长寿期的316不锈钢母材和焊缝的长时蠕变性能，可满足长寿期反应堆的设计要求。      

高湿黏性颗粒在聚四氟乙烯微孔膜滤料表面沉积特性的数值模拟

基于聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜滤料扫描电镜(SEM)图像，建立PTFE微孔膜滤料微观结构模型，采用计算流体力学和离散单元法(CFD?DEM)耦合的方法对黏性颗粒在微孔膜滤料表面沉积特性进行模拟，引入液桥力模型，忽略范德华力的作用，统计计算域内颗粒的受力情况，分析了不同表面能条件下3~6 ?m粒径颗粒在微孔膜滤料表面的沉积特性，将模拟结果与黏附效率的经验公式进行对比。结果表明，黏附效率与经验值、颗粒受力与液桥力模型的相对误差均在6%以内，CFD?DEM耦合计算方法可用于模拟不同环境湿度条件下的颗粒沉积；过滤风速、粒径与黏性是影响沉积形态的重要因素，提高过滤风速及增大颗粒粒径与黏性，颗粒更易在滤料表面形成稳定的树突结构，黏附效率及含尘压降增加。环境相对湿度影响两物体间液桥体积，接触力影响颗粒沉积，当增加表面能与液桥体积时，接触力及液桥力均相应增加，根据受力平衡原理，环境相对湿度对颗粒沉积影响很大。