含氯离子硫酸铜溶液中铝表面的点蚀观察

利用SEM辅以EDS分析,对铜-铝置换反应下铝的氯离子点蚀的过程进行了元素的分析及形貌上的观察。点蚀核处没有铜的析出,并且点蚀核外壳部分氧含量达到50%,铝含量仅有15%;而点蚀核破裂的内部铝含量达到54%,而氧含量下降到16%。对于点蚀孔则发现了铜仅集中分布在蚀坑的周围与内部的浅层区域,并且蚀坑内部发现了铝形成了近乎直角的规则交叉棱柱结构。参考以往的研究成果,在文章中对点蚀过程中的这一系列现象给出了初步的理论解释。     

Yb:Ca5(PO4)3F激光晶体的生长缺陷

采用提拉法生长了质量优异的Yb：Ca5（PO4）2F（Yb：FAP）晶体。运用化学腐蚀,光学显微镜、扫描电子显微镜以及能量散射光谱仪观察了该晶体中的生长条纹和包裹物等宏观缺陷,以及晶体的位错腐蚀形貌、位错密度及其分布情况,同时观察了晶体中亚晶界的形态。由晶体中位错的径向变化以及生长条纹可知：晶体在生长过程中为微凸界面生长。高温下CaF2的挥发造成了在晶体生长后期熔体中组分偏离化学计量比,出现组分过冷,形成包裹物。且位错密度显著增加。Yb：FAP晶体的各向异性使得晶体在（10 10）面的位错蚀坑形状、大小以及深度不同,而（0001）面的位错蚀坑呈规则的六边形;这也是晶体中形成亚晶界结构的主要原因。讨论了减少晶体中缺陷的一些方法。     

挤压造粒机组冷却水系统剧烈振动原因分析

冷却水系统对降低挤压造粒机组筒体温度、保障安全、长久、稳定运行有着十分重要的意义。但是在现场检测中发现排气口附近存在明显的水气化声音,同时发生剧烈的振动。因此本文通过腐蚀形貌和最大蚀坑深度变化研究引起冷却水系统发生剧烈振动的原因。结果表明,随着进水温度的增加,结构钢最大蚀坑深度减小,结构钢腐蚀形态由点蚀转变为全面腐蚀。随着进水速率的增大,最大蚀坑深度先迅速增大后基本保持不变,腐蚀形态由全面腐蚀向点蚀和冲刷腐蚀转变。因此,要抑制不均匀腐蚀（点蚀和冲刷腐蚀）发生,进水温度应≥50℃,进水速率应<5 m/s。     

埋地管道点蚀生长的三维元胞自动机模拟

采用一个三维元胞自动机模型对土壤腐蚀环境中管道金属基体坑点的生长、演化过程进行研究。模拟结果得到了不同条件下管道腐蚀损伤过程的瞬像,并提出了蚀坑宽径比、蚀坑深度比及蚀坑形状参数等一系列腐蚀损伤参数,对管道腐蚀损伤程度进行了定量描述。     

内压简体开孔接管结构应力集中系数预测

针对内压筒体平齐式大开孔率开孔接管结构，提出一种基于有限元解的有效的应力集中系数（SCF）估算的经验公式。认为应力集中系数是A=d／√DT，n=T／D和ζ=（Dt）/（dT）函数，对近100个不同尺寸规格开孔接管结构的应力集中系数进行了较详细三维有限元分析计算，采用最小二乘法对应力集中系数规律进行了回归分析，得到了应力集中系数计算的经验公式，另外用83个开孔接管结构的有限元解与其进行了对比计算。结果表明，此经验公式的计算精度可以满足一般工程问题的要求。     

杂散电流与Cl-对碳钢腐蚀行为实验探索与设计

采用电化学测试和表面形貌观察研究了不同交流电密度和Cl~-浓度对X80钢在近中性pH环境中的腐蚀规律。随着交流电密度增大,试样的腐蚀电位降低;当交流电密度相同时,X80钢在高Cl~-浓度中的腐蚀电位要低于低Cl~-浓度中的腐蚀电位;在交流电与Cl~-共同作用下,试样表面点蚀坑数目增多,点蚀坑直径与深度增加,腐蚀敏感性增高。针对本科实践教学,可以从电化学和表面形貌表征方面来设计杂散电流与Cl~-对碳钢腐蚀行为的影响。     

内压简体开孔接管结构应力集中系数预测

针对内压简体平齐式大开孔率开孔接管结构，提出一种基于有限元解的应力集中系数（SCF）估算的经验公式，认为应力集中系数是λ=d/√DT，η=T／D和ζ=Dt／（dT）函数。对近120个不同尺寸规格开孔接管结构的应力集中系数进行了较详细的三雏有限元分析计算，采用最小二乘法对应力集中系数规律进行了回归分析，得到了应力集中系数计算的经验金式，另外用83个开孔接管结构的有限元解与其进行了对比计算。结果表明，此经验公式的计算精度可以满足一般工程问题的要求。     

埋地管道土壤腐蚀的元胞自动机模拟

采用元胞自动机对土壤腐蚀环境中埋地管道金属表面的局部腐蚀损伤演化过程进行研究.以扩散过程为控制因素的金属腐蚀体系为研究对象,采用一个新定义的局部规则反映腐蚀现象中的基本化学物理过程.结合埋地管道腐蚀环境,对金属表面蚀坑生长过程进行模拟,得出蚀坑等效半径和蚀坑深度变化规律.     

不同腐蚀缺陷下的HL级抽油杆疲劳分析研究

为分析腐蚀缺陷对抽油杆安全性能的影响，应用ANSYS有限元软件，对腐蚀坑、环形腐蚀两种缺陷下的HL级抽油杆进行疲劳寿命数值模拟。通过方差分析两种腐蚀缺陷下腐蚀深度与腐蚀坑半径（环形腐蚀宽度）等因素对HL级抽油杆疲劳寿命的影响，并利用多元线性回归方法 得到了各影响因素与疲劳寿命的回归方程。研究结果表明：抽油杆在服役过程中最大应力集中在杆体与镦粗凸缘结合的变截面处；腐蚀半径（宽度）对HL级抽油杆疲劳寿命影响非常显著，与其呈正相关性；腐蚀深度对其影响显著，呈负相关性；两组回归方程对判断HL级抽油杆的安全性提供依据；同等工况下环形腐蚀比蚀坑腐蚀对抽油杆疲劳寿命的影响更大。     

Yb∶Ca_5(PO_4)_3F激光晶体的生长缺陷

采用提拉法生长了质量优异的Yb∶Ca5(PO4)3F(Yb∶FAP)晶体。运用化学腐蚀,光学显微镜、扫描电子显微镜以及能量散射光谱仪观察了该晶体中的生长条纹和包裹物等宏观缺陷,以及晶体的位错腐蚀形貌、位错密度及其分布情况,同时观察了晶体中亚晶界的形态。由晶体中位错的径向变化以及生长条纹可知:晶体在生长过程中为微凸界面生长。高温下CaF2的挥发造成了在晶体生长后期熔体中组分偏离化学计量比,出现组分过冷,形成包裹物,且位错密度显著增加。Yb∶FAP晶体的各向异性使得晶体在(10 10)面的位错蚀坑形状、大小以及深度不同,而(0001)面的位错蚀坑呈规则的六边形;这也是晶体中形成亚晶界结构的主要原因。讨论了减少晶体中缺陷的一些方法。     

内压作用下斜接弯管纵向半穿透裂纹应力强度因子研究

采用三维有限元技术,应用ANSYS对内压作用下含纵向半穿透裂纹斜接弯管的应力强度因子进行了系统的分析。建立了三维有限元裂纹模型,对裂纹前沿应力强度因子的影响因素进行了研究,分析了不同内压下无量纲参数裂纹相对深度a/t、裂纹相对形状b/a、管壁相对厚度Do/t对应力强度因子的影响。     

直管外表面轴向半椭圆裂纹应力强度因子KⅠ的有限元分析

利用有限元法对含外表面轴向裂纹的直管进行了分析,应用有限元软件ANSYS建立了裂纹有限元模型,采用参数化建模对内压下裂纹的应力强度因子KI进行计算,得出了影响应力强度因子的主要因素。计算表明,应力强度因子随a/t及a/c成线性变化,并与t/Do为乘幂关系。一般情况下,表面裂纹在最深点（90°）处应力强度因子最大,然后随着角度的减小应力强度因子依次减小。但是在最浅点（0°）处应力强度因子有回升趋势,且随着a/t的增加,这种回升趋势逐渐明显,当a/t=0.8时,甚至出现最浅点KI超过最深点KI的现象,这时对于结构的脆性起裂位置要慎重判断,不能单纯地以最深点KI为断裂依据。     

基于ANSYS的压力容器表面双凹坑干涉效应分析

针对含有凹坑的压力容器强度降低这一问题展开分析计算,利用有限元ANSYS软件计算其最大应力,并分析双凹坑间的应力集中干涉效应对压力容器的影响。通过对数据的分析可知沿环向排列的双凹坑当两凹坑相交时,应力集中系数小于单个凹坑应力集中系数,对于安全有利。轴向排列的双凹坑当两凹坑相交时,应力集中系数大于单个凹坑应力集中系数。所以轴向排列的双凹坑更危险。     

Unusual cavity shapes resulting from multistep mass transport controlled dissolution: Numerical simulation and experimental investigation with titanium using oxide film laser lithography

The shape evolution of cavities produced by multistep electrochemical micromachining is investigated both theoretically and experimentally. A boundary element code is used for 2D simulation of the shape evolution as a function of applied charge. A two-step process is simulated by assuming that metal dissolves from a small area at the bottom of a hemicylindrical groove protected by an insulating film. Similarly, the shape evolution in a three-step process is numerically simulated. The simulation shows that multistep isotropic etching can yield buried cavities with a narrow opening as well as large aspect ratio cavities. It also permits one to achieve aspect ratios larger than one. Electrochemical micromachining experiments were carried out with titanium using oxide film laser lithography (OFLL) for patterning the surface. Metal dissolution from the irradiated line features on the oxide was carried out in an electropolishing electrolyte starting from a flat surface or from preformed grooves. The resulting cavity shapes observed with a microscope corresponded well to the theoretical predictions. The experiments thus confirmed that isotropic etching involving two or three subsequent anodization–irradiation–dissolution steps can yield high aspect ratio cavities and partly occluded cavities. Possible implications of the present results for the shape evolution of corrosion pits are discussed.     

整体多层夹紧式高压容器超压处理研究

以ANSYS软件为平台,理想塑性材料力学模型和Mises屈服准则为基础,建立了存在均匀层间间隙的多层容器弹塑性有限元模型,结合实验数据测定现有制造工艺下多层容器的层间间隙参考范围为0.055～0.13 mm。以同尺寸单层容器Mises初始屈服压力作为超压处理压力,模拟改善应力分布效果。     

Electrochemical behaviour of AISI 321 stainless steel in methanol-H2SO4 mixtures

The electrochemical corrosion behaviour (passivity, pitting and repassivation) of austenitic stainless steel AISI 321 containing titanium has been investigated in methanol containing different concentrations of sulphuric acid (0.001–1 M). The cathodic reaction is observed to be hydrogen evolution. Anodic polarization of the stainless steel reveals a characteristic cathodic loop in methanol with higher concentrations of H₂SO₄ (0.1 M and 1 M). A clear and stable passivity is also observed in each solution mixture which breaks down at higher potentials due to pitting. The passivation current, passivity range, pitting intensity and pitting potential are found to vary with variation of acid concentration in the methanol. The kinetics of pitting and the morphology of the pits have been studied. A variation in concentration of acid and scan rate has been found to influence the protection potential of the stainless steel.     

循环水中304不锈钢发生点蚀的Cl~-浓度阈值研究

采用电化学法研究了循环水中304不锈钢点蚀电位(Eb)、蚀孔深度、蚀孔数量与氯离子浓度的关系。结果表明,常温下304不锈钢的Eb总是随着氯离子浓度的增大而减小,当氯离子质量浓度小于800 mg/L时,增大氯离子浓度易导致点蚀敏感,而大于该值时增大氯离子浓度不会明显增大点蚀倾向;从蚀孔深度和表面蚀孔数量得出的304不锈钢点蚀倾向由大变小的氯离子质量浓度阈值为770 mg/L。     

面外弯矩作用下弯头极限载荷有限元分析

采用三维非线性有限元分析技术,将材料简化为理想弹塑性,同时考虑几何非线性影响,针对不同厚径比t/Do、相对弯曲半径R/Do下有直管连接的弯头在面外弯矩(弯曲位移方向垂直弯头轴线平面)作用下进行极限载荷分析,在此基础上建立了便于工程应用的无缺陷弯头的面外塑性极限弯矩估算式。试验结果表明面外弯矩载荷下塑性载荷估算式能够满足工程实际需要。     

大开孔内压容器塑性极限载荷的有限元分析

具有大开孔（ｄ ／ Ｄ≥０．５）的圆柱壳是压力容器及管道连接中最常用的结构之一。采用非线性有限元法对这种结构进行了弹塑性分析,确定了孔边的应力集中系数,初始屈服的载荷及位置,塑性区扩展的规律,结构的变形等。最后通过结构上最大塑性变形点的载荷应变曲线,确定了其极限载荷值。同时对采用小变形和大变形理论的分析结果作了比较,结果表明,对于求解极限载荷而言,采用小变形理论亦可获得较精确的结果。     

晶须长径比对复合材料力学行为影响的模拟

在单向晶须增强树脂基复合材料的轴对称模型和已有研究成果基础上,利用有限元分析方法,研究该类复合材料中晶须长径比的变化对材料整体力学行为的影响.结果表明:1)晶须长径比对晶须应力作用明显大于对基体的影响;2)晶须的长径比h/r≤30时,随着晶须长径比的增大,发生在晶须端部处的集中应力急剧增加;但当长径比h/r≥30时,长径比的进一步增加对集中应力影响不大;3)随着晶须长径比的增大,界面剪切应力减小,分布曲线下移;但当长径比h/r≥30时,长径比的进一步增加对剪切应力影响不大;4)随着晶须长径比的增加,复合材料的拉伸强度逐渐增大.