TA2板材小孔TIG焊接头的组织与性能

研究了10 mm厚TA2板小孔TIG焊接头微观组织、显微硬度、抗拉强度、工艺性能及冲击性能,对焊缝中心冲击断口进行了扫描电镜观察。结果表明,采用优化小孔TIG焊工艺可不开坡口实现10 mm厚TA2板的单面焊双面成型;大焊接电流导致焊缝组织较母材粗大,但焊缝中心冲击吸收功未见显著降低,且熔合线附近还略高于母材的;接头未出现明显硬化或软化,接头强度与母材的相当,工艺性能良好。     

中心偏析对连铸钢及其HAZ冲击性能的影响

研究了中心偏析对连铸10CrNi3MoV钢钢板及其焊接接头HAZ表面和心部冲击性能的影响,试验结果表明,中心偏析恶化了中心位置钢板及其HAZ的冲击性能;板厚中心位置试样的冲击功相对于表面位置的有一定下降,下降幅度随试验温度的降低有增大趋势。     

Q500钢焊接接头断裂韧性K_C与冲击功KV_2的相关性统计规律

采用深缺口宽板拉伸试验测定了4种板厚规格(20 mm、32 mm、40 mm和60 mm)Q500钢焊接接头在不同温度下的断裂韧性KC,对32组断裂韧性值及对应试验温度下的冲击功KV2值的相关性进行了统计分析,结果表明,断裂韧性KC与KV2/t近似呈线性关系,其拟合方程为KC=80.6+7.23·KV2/t。     

低速冲击作用下混凝土板破坏效应试验研究

为探讨混凝土板在低速冲击作用下的破坏效应,利用落锤试验机对6组混凝土板进行试验研究,分析了不同冲击速度、混凝土板强度和长厚比对混凝土板冲击破坏效应的影响;采用高速摄像机记录了各个试件在冲击过程中裂缝的发生、发展直至破坏的全过程。试验表明:在冲击荷载下混凝土板的裂缝分布随冲击速度的提高向冲击点局部集中有明显趋势,在较高能量下混凝土板在冲击点附近发生冲切破坏;并且基于试验现象推导了考虑板结构整体变形的冲击力计算方法,与试验结果对比可知,该计算方法结果偏差在25%以内,该计算方法合理。     

用A-72焊条焊制的4.5Ni钢厚板焊缝韧性评估

本文论述了用A-72焊条焊制的4.5Ni钢同种接头及4.5Ni钢与3.2Ni铸钢异种接头沿板厚方向(Z向)韧性的解剖分析结果。解剖分析表明,这两类接头的韧性Z向分布以先焊侧最好,后焊面与权厚中间层相当。系列温度冲击结果证明A-72焊条具有优良的低温韧性。解剖数据表明,为确保实际工程结构安全可靠,要求该焊条的韧性裕量最低储备必须达到21.6％,而研制阶段韧性统计结果表明,该焊条具有约23.6％的裕量,高于21.6％阀值。     

Z 向增强泡沫夹芯复合材料冲击损伤及冲击后压缩性能

基于热压罐成型工艺, 选择了树脂柱Z向增强泡沫芯材、碳纤维Z向增强泡沫芯材、Kevlar纤维缝纫增强泡沫芯材3种Z向增强复合材料结构, 对夹芯结构进行了低速冲击损伤和冲击后压缩(CAI)性能研究, 考察了不同Z向增强方式对冲击损伤面积和破坏模式的影响。结果表明, Z向增强对泡沫芯材产生了初始损伤, 其冲击后损伤面积大于未增强泡沫夹芯结构; 但Z向增强改变了夹芯结构的压缩破坏机制。通过选用合适的Z向增强材料和Z向增强参数, 能够提高夹芯结构的压缩强度和CAI强度。其中当增强材料为碳纤维, 增强参数为10 mm×10 mm时, 压缩强度提高了13%, CAI强度提高超过40%。     

钛合金混合保护气等离子弧焊接头组织及性能

研究了混合保护气等离子弧焊接技术,获得了16 mm厚TC4板对接一次焊透、单面焊双面成形的焊接工艺。对焊接试板进行了接头微观组织、力学性能、工艺性能等测试,结果表明:TC4混合保护气等离子弧焊焊接接头焊缝组织主要为α'相、针状α相、晶间α相,粗大的高温β相晶界也被保留下来,热影响区主要由针状α相和晶间α相组成。相对于母材,接头平均抗拉强度提高了约20 MPa,平均屈服强度降低了108.3 MPa,平均断后延伸率约6.8%;相对于母材,焊缝冲击吸收功平均提高了21 J,热影响区冲击吸收功平均提高了17 J;工艺性能尚可。混合保护气等离子弧焊焊接技术具有良好的应用前景。     

结构参数对CFRP蒙皮-铝蜂窝夹层板低速冲击性能的影响

针对碳纤维增强树脂复合材料（CFRP）蒙皮-铝蜂窝夹层结构,使用半球头式落锤冲击试验平台进行了低速冲击载荷下蜂窝芯单元尺寸对夹层板冲击性能影响的试验探究,并基于渐进损伤模型、内聚力模型和三维Hashin失效准则,在有限元仿真软件ABAQUS中建立了含蒙皮、蜂窝芯、胶层的CFRP蒙皮-铝蜂窝夹层板精细化低速冲击仿真模型,仿真结果与试验结果吻合较好。利用该数值模型进一步探究了蜂窝芯高度、蒙皮厚度和蜂窝芯壁厚等结构参数对于蜂窝夹层板低速冲击吸能效果的影响。结果表明:增大铝蜂窝芯的单元边长,会减小蜂窝夹层板的刚度,提升夹层板的吸能效果;芯层高度对夹层板的刚度及抗低速冲击性能影响较小;增大蜂窝夹层板的蒙皮厚度,可以提高夹层板的刚度,但会降低夹层板的吸能效果;增大蜂窝芯的壁厚,可以提高夹层板的刚度和抗低速冲击性能。      

基于ANSYS的铝蜂窝夹芯板低速冲击仿真模拟研究

简要介绍了蜂窝夹芯板的结构及特点,利用ANSYS有限元模拟软件模拟分析了小球低速冲击对蜂窝铝板的损伤变形,在冲击条件参数不变的情况下,研究了蜂窝铝板结构参数(蜂窝芯边长、蜂窝芯壁厚、蒙皮板厚)对冲击变形以及吸收能量的影响。结果表明,冲击速度越快,能量吸收系数越高,蜂窝芯厚度、蒙皮板厚度增加和蜂窝芯边长减小均使蜂窝铝板耐冲击能力有所提升。     

GH4169合金的低温冲击试验

对GH4169高温合金边缘和中心部位进行了低温冲击试验,比较晶粒大小对合金冲击功的影响,进一步进行室温冲击试验,比较室温冲击和低温冲击冲击功的大小。同时还对径锻试样和热连轧试样低温冲击所需要的冲击功进行对比,并用SEM观察了冲击断口的表面。结果表明:晶粒越细小,所用的冲击功越大;低温冲击和室温冲击所用的冲击功几乎一样;热连轧试样低温韧性要远远好于径锻试样,冲击端口为韧窝断口。     

弹体头部形状对碳纤维层合板抗冲击性能影响实验研究

为研究弹体头部形状对碳纤维层合板抗冲击性能的影响,利用一级气炮发射卵形头弹、半球形头弹和平头弹,对2 mm厚碳纤维层合板进行了冲击实验。利用公式拟合处理实验数据,揭示弹体头部形状对靶板弹道极限与能量吸收的影响,并且分析靶板冲击损伤形貌及机理特征。研究结果表明:平头弹弹道极限最高,半球形头弹次之,卵形头弹最低。弹体在低速度冲击时,弹体头部形状对靶板能量吸收率的影响更为显著。平头弹冲击时,靶板迎弹面受到均匀分布的环向剪切力,纤维同时被剪切,基体发生大面积剪切破坏。半球形头弹冲击时,靶板迎弹面受到非均匀分布的剪切力和挤压作用,纤维发生剪切断裂和拉伸断裂,基体发生剪切破坏和挤压破碎。卵形头弹冲击时,纤维发生单一的拉伸断裂,而基体则发生挤压破碎。弹体头部形状对靶板损伤的影响主要集中在迎弹面和中部纤维层。     

高温下钢筋混凝土板抗冲击性能及其影响因素

钢筋混凝土(RC)结构在遭受火灾作用时,常会由于楼层坍塌而继发冲击作用,对楼板产生高温与冲击的耦合作用。该文同时考虑高温热力耦合效应和冲击荷载作用下的应变率效应,开展了高温下RC板抗冲击性能研究。通过分别将RC板抗火和抗冲击的试验结果与模拟结果进行对比,验证了该文所建立模型的正确性。分析获得了RC板在不同受火时间和不同能量冲击荷载作用下的动力响应,讨论了板厚和配筋率对高温下RC板抗冲击性能的影响。结果表明：火灾高温作用将显著影响RC板的抗冲击性能。随着受火时间的增加,RC板的冲切破坏损伤更加严重,RC板的跨中峰值位移也更大。板厚的增加能明显改善RC板的高温下的抗冲击性能,而配筋率的增加对RC板在高温下的抗冲击性能的影响有限。     

CuNi90/10合金电子束焊接工艺研究

对10 mm厚CuNi90/10合金进行电子束焊接试验。液态金属表面张力较小，导致焊接工艺窗口较窄，较大的热输入将导致正面下凹，单面焊双面成形效果不如钛合金的；采用优化的参数可实现正面轻微下凹，同时保证背面成形基本良好。按照优化参数进行试板电子束焊接，并进行GTAW盖面。对焊接试板进行了射线检测和渗透检测，均满足NB/T 47013—2015的Ⅰ级标准；对焊接接头按照NB/T 47014—2011进行了力学、工艺性能测试，测试结果均满足标准要求。电子束焊接区域柱状晶特征明显，焊缝冲击性能优良，冲击功可达200 J以上，同时焊缝区硬度相比母材的有所下降。电子束焊接区域为典型的大深宽比形貌，焊缝区为枝晶α,热影响区为孪晶α;富镍α表现为较亮形貌，富铜α表现为较暗形貌。     

高强钢多道焊接头显微组织及力学性能

研究了10Ni3CrMoV钢以衬垫半自动CO2气体保护焊打底,并以埋弧焊盖面的多道焊焊接接头各个区域显微组织以及力学性能的变化。对20mm厚的对接接头熔合区、母材区和热影响区进行V型缺口冲击试验和硬度测试。结果表明:焊接接头抗拉强度都高于母材,且弯曲试验结果都合格,满足塑性要求;热影响区的冲击功最低而硬度值最大,通过金相分析可知,该区的低冲击功和高硬度是由其铸造组织以及在晶界出现的第二相所导致的。     

纵向变厚度EH40钢板的组织和性能

采用拉伸、冲击、硬度、OM和TEM等方法研究纵向变厚度EH40钢板的组织和性能。结果表明,由于EH40钢板的薄端和厚端的制备工艺过程不同,其纵向的组织和性能呈现多样化;随着钢板厚度的增加屈服强度由534 MPa降低至489 MPa,抗拉强度由599 MPa降低至569 MPa。在-60℃进行冲击实验时,钢板薄端的冲击吸收能量大于200 J,而厚端的冲击吸收能量出现波动。钢板厚端的晶粒尺寸比薄端的粗大,贝氏体的含量低。在30 mm和40 mm位置全厚度都有贝氏体组织,厚度为8 mm时50 mm位置的贝氏体组织全部消失。薄端和厚端的析出相均为(Nb,Ti)C,但是薄端析出相的数量多、尺寸小,厚端析出相的数量少、尺寸大。     

SiCP/Al功能梯度装甲板抗侵彻性能的试验与数值模拟

采用粉末冶金方法制备碳化硅陶瓷颗粒(SiC_P)增强金属铝基复合材料板(MMCs), 并采用热压扩散法制备功能梯度装甲板(FGM)。利用高速冲击空气炮系统, 对纯铝靶板和两种不同铺层结构的功能梯度装甲靶板进行侵彻试验, 并利用LS-DYNA软件对侵彻试验过程进行数值模拟分析, 同时考察等厚、 等面密度下SiC颗粒分布对抗侵彻性能的影响。研究结果表明, 功能梯度板的抗侵彻性能比纯铝板好, 而两种不同铺层结构功能梯度板的抗侵彻性能相差不大。数值计算结果与现有试验结果取得了较好的一致, 说明了数值模拟的有效性。从数值计算结果可以看出, 层状功能梯度板比等厚、 等面密度均质复合材料靶板的抗侵彻能力好, 并可近似地认为等厚、 等面密度下多层功能梯度板的抗侵彻性能对颗粒分布不敏感。     

7020铝合金MIG焊后超声消应处理研究

研究了16mm厚7020铝合金板的熔化极气体保护焊焊接工艺,对焊后试板进行超声冲击消应处理,研究了超声消应前后焊缝残余应力的变化。试验表明,7020铝合金采用熔化极气体保护焊焊接,焊后进行超声消应处理,可有效改善焊缝的残余应力。     

基于声振耦合的曲面微穿孔板吸声特性研究及试验分析EI北大核心CSCD

采用了声电类比法分析曲面微穿孔板(curved micro-perforated panel,CMPP)的吸声特性,并根据瑞丽积分法求解了曲面板的自由振动特性,借助声振耦合原理获取了在考虑板的振动时微穿孔板的吸声特性,并给出了结构参数如穿孔率、孔径、板厚、曲率半径、背腔深度、板的长宽比等对曲面微穿孔板吸声系数的影响。根据理论模型,该研究设计了阻抗管装置并测量了曲面微穿孔板的吸声系数,其中对不同穿孔率下的吸声系数进行了测量。结果显示:随着穿孔率和孔径的增大,由微孔引起的吸收峰值降低,吸声带宽变小;随着板厚的增加,由于板的共振引起的吸声峰向高频移动,由于微孔引起的吸声峰向低频移动,证明了理论模型的准确性。     

新型冲击响应谱发生器试验参数智能协同优化设计

为扩充垂直冲击试验机的功能,设计了一种新型冲击响应谱发生器。结合Mindlin板理论与有限元仿真,分析了简支矩形厚板固有特性、激励载荷同冲击谱的关系。提出正交试验、支持向量机与多种群遗传算法结合的智能协同优化方案。利用Nastran软件建立仿真冲击谱的正交试验数据库,通过支持向量机建立仿真冲击谱与目标冲击谱的均方根误差预测模型,采用多种群遗传算法优化谐振板尺寸(板长a,板宽b,板厚h)与激励载荷(峰值A,脉宽D),最终进行仿真与试验验证。优化后的谐振板尺寸为a=398 m,b=387 mm,h=32 mm,激励载荷为A=4.628 kN,D_0=0.8 ms,预测均方根误差为27.7。优化结果表明仿真冲击谱与试验冲击谱均满足冲击试验规范条件,仿真均方根误差为39.6,试验均方根误差为33.4。该研究为冲击试验提供了一种新思路。     

圆管组件计算机辅助展开的板厚处理

金属板材制成的圆管组件,当其板厚小于1.2mm时,可不考虑板厚对展开精度的影响,如果板厚大于1.2mm,则对管件的展开尺寸和形状会产生一定的影响,此时须采取相应的板厚处理。板厚处理与构件壁厚、形状、连接形式以及坡口形式等诸多因素相关。借助于计算机辅助展开方法,可以高效地对板厚因素不可忽略的圆管组件进行板厚处理。最后建议使用X坡口处理板厚可以提高连接精度。