小冲杆试验评价材料的断裂韧度

为了评价材料断裂韧度，通过小冲杆试验对2．25Cr1Mo的回火脆态、脱脆态、焊缝区以及1．25Cr0．5Mo钢进行了试验研究，并对所得的小冲杆试验数据进行了分析。结果表明小冲杆等效断裂应变εe与小冲杆能量Esp之间存在重要的线性关系；同时发现断裂点的小冲杆能量值与材料的断裂韧度值线性相关。该方法为无法获取标准试样进行材料抗断裂性能评价场合提供了一种可行的测试技术。     

小冲杆试验参数的有限元分析

小冲杆试验(small punch test，SPT)技术作为一种新型微试样试验技术近年来发展很快，通过极少量试样材料进行试验就可以得出材料的诸多性能。由于小冲杆试验过程很复杂，如果想直接用分析的办法得到令人满意的解析解很难，早期的一些研究也多重于经验公式的推导。随着计算机技术的发展，有限元方法(FEM)作为一种模拟分析工具逐渐应用到小冲杆试验研究中，文中通过ABAQUS有限元分析软件模拟小冲杆试验过程，并对试验中的钢珠直径d、下夹头直径D和试样厚度t以及摩擦因数μ的变化对试验结果的影响进行考察分析，发现试验结果对t的微小精度差异相当敏感，因此在圆片试样制备中要特别注意试样厚度t的尺寸精度。此外因为目前小冲杆试验参数D和d还不是很统一，因此对D、d不同而引起的载荷一位移曲线变化趋势的讨论将有助于分析比较不同研究者的试验结果。     

剪切修正GTN模型在小冲杆试验中的应用研究

小冲杆试验作为一种非标准的微试样测试技术,能有效地获取薄板结构的材料参数。而选用合适的损伤模型对准确表征材料变形到断裂的整个过程有着重要影响。基于NAHSHON提出的含剪切修正项的Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)模型,通过有限元软件ABAQUS及用户自定义子程序VUMAT考察不同应力三轴度对断裂失效的影响。采用有限元模拟和拉伸试验获得冷轧硅钢材料的无损伤弹塑性力学参数以及GTN损伤演化模型中的形核参数和临界断裂参数,通过纯剪切试验和数值模拟的对比确定出材料中微孔洞的剪切变形对材料损伤演化的贡献。运用剪切修正的GTN模型对小冲杆试验进行模拟,结果表明,由于修正GTN模型考虑了微孔洞剪切畸变的对材料损伤影响,模拟结果比原GTN模型更接近于试验数据,可更好地应用于小冲杆试验的研究。     

固体氧化物燃料电池钎焊自适应密封研究进展

平板式固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cell,SOFC)是一种直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的发电装置,具有能量转化效率高、结构紧凑、对环境污染小等优点,成为替代现有石化燃料的最佳选择。SOFC要通过封接防止泄漏,由于其工作温度高,对封接要求苛刻。在高温下,要求封接材料具有良好的化学稳定性、热稳定性、气密性以及绝缘性等,因此密封技术一直是制约其商业化应用的瓶颈问题。钎焊自适应密封是近几年发展起来的一种平板式SOFC密封技术,利用金属箔片钎焊连接电池和金属框架,具有封接强度高、密封性能好、能吸收热应力等优点,具有较好的应用前景。介绍自适应密封的原理、特点和应用,从结构设计、钎焊技术、残余应力等方面的研究进展进行综述,指出该技术存在的问题,并对其今后的发展方向进行预测和展望。     

小冲杆试验法的研究

针对石化等行业高温高压设备的使用现状,分析了基于无损取样和微型试样测试材料性能的迫切需求,引入了评价材料性能的小冲杆试验法,详细介绍了其原理、发展及其应用前景。     

尺寸效应对小冲杆试验方法评价拉伸性能的影响

为探究尺寸效应对小冲杆试验结果的影响,对镍基合金Incoloy 800H和低合金钢3Cr1MoV开展不同厚度试样(100～500μm)的小冲杆试验,并通过Ludwig硬化模型和有限元方法构建不同试样厚度下的力-挠度曲线和真应力数据库。基于数据库和小冲杆试验曲线获取不同试样尺寸下的真应力-塑性应变曲线。在此基础上预测了材料的强度性能,并建立了试样尺寸和流动应力以及强度性能的关系。结果表明,Incoloy 800H的拉伸性能随着试样厚度的减小逐渐增加,而试样尺寸对3Cr1MoV的拉伸性能影响很小。就拉伸性能对厚度不同的依赖关系进行探讨,为小冲杆试验方法预测拉伸性能时试样厚度的选择设计提供了依据。     

小冲杆试验技术测定金属材料强度性能

对小冲杆试验测定金属材料的屈服强度σy 和抗拉强度σb 的方法、试样制备、结果分析以及试验影响因素等方面都作了完整的研究和分析。在试验的基础之上 ,得到了σy—Py 和σb—Pmax间的经验关系式 ,从而真正实现了将小冲杆试验技术推广到实际工程应用中去的目的。     

小冲杆试验方法标准化研究（一）——通用要求

小冲杆试验方法是一种针对材料性能评价的微型试样测试技术,经过各国研究人员30余年的不断研究,该技术日趋成熟并已经在相关领域应用。由于各国的技术路线不同,其试验设备要求、试件尺寸、数据处理方法等均不统一,因此制订中国小冲杆试验法标准十分必要。分析了小冲杆试验法试验设备的关键性能指标,提出了试验设备的技术要求;分析了目前各国采用的小冲杆试样尺寸和模具尺寸及其对力学性能的影响,讨论并提出了标准试样尺寸建议。     

蠕变现象的小冲杆试验研究--蠕变应力分析

主要阐述根据小冲杆试样实测中心挠度求蠕变应力的问题。包括：借助“表征”概念，将试样中心点视为整片试样的表征点；利用压力容器薄膜理论之力平衡关系确定特定时间状态下试样中心区域的应力状态，推导小冲杆试样中心点的蠕变应力估算公式；按该估算公式处理12CrlMoV钢在特定试验条件下获得的小冲杆变试验数据，并对比由此求得的蠕变应力－时间关系与有限元计算的同类结果，根据两者的一致程度判定应力计算模型和工程估算公式的可信度。最后，文章还对具体如何确定特定小冲杆试验之表征蠕变应力值给出了建议。     

基于小冲杆试验技术的在役火电机组高压导汽管蠕变特性研究

采用小冲杆蠕变试验技术对某火电机组高压导汽管道开展566℃温度下的蠕变试验,得到了不同应力水平下挠度随时间的变化曲线。为了获得该材料的稳态蠕变特性,采用了Chakrabarty薄膜延伸模型和逆向有限元法对小冲杆蠕变试验结果进行了分析研究,获得了Norton方程中的材料参数A和n。同时对单轴蠕变试验与小冲杆分析试验获得的材料参数进行对比分析,结果表明小冲杆蠕变试验分析结果与单轴蠕变试验结果基本符合,但不同的分析方法获得的结果精度有所不同。     

用微型杯突试验法测试超高强度铝合金强度

采用微型杯突试验法测定了超高强度铝合金7150-T7751的抗拉强度,并分析了微试样取样方向、厚度和加载速率对试验结果的影响.结果表明:超高强度铝合金7150-T7751微型杯突试验结果与常规单轴拉伸试验结果之间具有良好的线性关系;无论何种取样方向,最大载荷随试样厚度的增大而线性增大;在试验加载速率范围内,加载速率对试验结果的影响不明显,但综合考虑可确定试验的最佳加载速率为0.35 mm·min-1.     

用小冲杆试验法评估304L不锈钢的应力腐蚀敏感性

利用小冲杆试验对304L不锈钢进行了应力腐蚀敏感性评估,研究了加载速度和腐蚀介质对评估结果的影响,并对小冲杆试样的断口形貌和显微组织进行了分析。结果表明:最适合304L不锈钢评估的小冲杆应力腐蚀试验介质为1.0mol.L-1 NaCl+0.5mol.L-1 HCl混合溶液,加载速度为3×10-3 mm.min-1;在以上介质中,304L不锈钢小冲杆试样断口以穿晶解理断裂为主,部分为准解理断裂;小冲杆试验法是一种有效的应力腐蚀敏感性评估手段,且具有快速近乎无损等特点。     

基于A350锻件各向异性材料的小冲杆试验研究

通过小冲杆试验对锻造A350各向异性材料沿着轴向和周向两个方向进行了试验研究,并对所做的小冲杆试验数据和试样金相和断口形貌进行了分析。结果表明小冲杆试验可以有效地应用于评价各向异性材料的力学性能,对常规拉伸材料和小冲杆试样的断口对比分析,发现它们具有相同的断裂机理,为小冲杆试验与常规拉伸试验相关联提供了事实依据,同时也观察到试验中的尺度效应,小冲杆试样断口形貌韧窝尺寸要大于常规力学拉伸试样断口韧窝尺寸,本试验尺度下的小冲杆试样仍能够与常规力学试验数据有效地经验关联。     

U 型缺口小冲杆试验评价材料的各向异性

利用开U型缺口小冲杆试样对各向异性材料的轴向、周向和径向三个方向进行了不同温度试验研究,通过小冲杆能量随温度的变化,确定出小冲杆试验的转变温度TSP。结果表明,开U型直线槽小冲杆试验可以表征各向异性材料不同方向的韧脆转变温度及上平台冲击功之间的区别。结合常规小冲杆试验（不开缺口）,得到开U型缺口的小冲杆试验能够更有效地应用于评价各向异性材料的力学性能。     

固体氧化物燃料电池甲烷直接内重整的数值模拟

基于固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)的工作原理,对其能量转换过程中的热质传输和电化学反应现象建立数学模型。研究了碳氢化合物气体作为SOFC燃料气条件下重整反应和水气交换反应对SOFC性能参数的影响。采用FLUENT与外部子程序结合的方法,对数学模型进行求解。对比分析了不同工作电压条件下电池温度、极化、电流密度等电池性能参数。结果表明:甲烷重整反应生成的一氧化碳也大量参与电化学反应,在SOFC的工作电压为0.682 V一氧化碳氧化产生的电流为总电流的18.5%;阴极极化是电池极化损失的主要部分;SOFC的工作电压区间为0.652 V至0.702 V时,总电流密度、功率密度、燃料利用率、发电效率和三合一电极(posi-tive/electrolyte/negative,PEN)的温度梯度随着工作电压的增加而减小。     

固着磨料研磨对机械密封表面耐磨性的影响

本文探讨了固着麻料研磨机械密封中,一些主要研磨参数,如产粒度,研磨压力和研磨速度等对工件已加工表面磨耐磨性的影响规律,为合理选择研磨参数提供依据。     

Q235钢旋转摩擦钎焊接头的组织与性能

利用自制的焊接装置对轴状和环状Q235钢工件进行旋转摩擦钎焊,并与炉中钎焊进行了对比。结果表明:旋转摩擦钎焊过程中,接头各处温度均达到了钎料的熔化温度,且分布较均匀;钎缝两侧界面线形态不同,靠近轴状工件一侧界面线呈波浪状,靠近环状工件一侧界面线呈直线状;旋转摩擦钎焊及炉中钎焊的钎缝中心组织均由锡基固溶体和铅基固溶体、以及一些富含锡和铅的粗晶颗粒组成,但旋转摩擦钎焊接头中的粗晶颗粒数量较多,分布较均匀,对接头起到了弥散强化作用,有利于改善接头性能;旋转摩擦钎焊接头的抗剪强度低于炉中钎焊接头的,但最高抗剪强度也达到了36.28MPa。