Mo/Si多层膜残余应力的研究

在极紫外光刻技术中,光学系统对多层膜光学元件表面面形精度有严格的要求,并且多层膜光学元件需要较高的反射率.由于多层膜中存在的内应力将改变光学元件的表面面形,因此在不减少反射率的前提下,一定要减少或补偿多层膜内的残余应力.论述了Mo/Si多层膜应力产生的原因和几种减少与补偿应力的技术,介绍应力的几种测量方法.     

残余奥氏体量对高钒高速钢滚动磨损性能的影响

对不同热处理下的高钒高速钢,采用X射线衍射仪测量其残余奥氏体量,利用滚动磨损试验机测量其耐磨性,分析了残余奥氏体量对其力学性能及滚动磨损性能的影响。研究结果表明：高钒高速钢成分为3.04C,8．80V,3．87Cr,2．98Mo时,热处理对基体的显微组织的影响主要表现为马氏体和残余奥氏体的相对变化量上;残余奥氏体量增加,其滚动耐磨性升高,并呈开口向上的二次曲线关系,但耐磨性数据波动范围明显加大;残余奥氏体量与硬度呈开口向下的二次曲线关系,与冲击韧性近似呈直线关系。在本试验条件下,综合考虑残余奥氏体量对其滚动耐磨性、耐磨性数据波动范围及力学性能的影响,残余奥氏体量以45％～55％（体积分数）为宜,其相应的淬火温度为950～1050℃,回火温度为450～550℃。     

带束层对滚动轮胎纵滑特性影响的有限元分析

以子午线轮胎195/60R14为例,建立了轮胎在平面上滚动的三维非线性有限元模型。在模型中考虑了轮胎的几何非线性、材料非线性以及轮胎接触非线性,计算了轮胎在滚动状态下带束层帘线角度对轮胎变形、接地区压力分布、摩擦力分布、带束层应力分布等滚动特性的影响,为轮胎结构设计、振动与噪声分析提供了依据。     

滚动接触零件近表面损伤层厚度的确定

以列车车轮试件近表层损伤分析为例,在大量试验数据的基础上利用数值分析方法研究车轮试件近表层硬度值随深度变化规律,并且提出两种确定硬化层厚度的方法。结果表明车轮试件近表层硬度值随着深度的增加而减小,其分布规律与某个指数函数的曲线非常接近,故可以将该函数作为滚动接触试件近表层硬化规律的经验公式。拟合偏差法和固定比例法均能有效的表征试件近表层损伤层厚度,相比于直观法得到的损伤层厚度更具说服力,并且采用拟合偏差法得到的结果更具有实际意义,该方法为以后分析滚动接触试件近表层损伤厚度提供有益的参考。     

滚动直线导轨副垂直静刚度有限元仿真与分析

滚动直线导轨副的静刚度直接影响数控机床的加工精度。研究如何提高导轨副静刚度十分必要。基于ANSYS Workbench建立导轨副有限元模型,描述了一个完整的导轨副垂直静刚度仿真过程,包括接触设置、网格划分、设置边界条件与载荷以及求解等步骤。通过有限元仿真的结果,分别研究导轨副中滚珠数目、滚珠直径、曲率比、初始接触角、材料等因素对其垂直静刚度的影响,进而研究提高导轨副垂直静刚度的方法。     

缓冲层对硬质合金环与钢体钎焊接头残余应力的影响

采用有限元软件对硬质合金圆环与钢基体钎焊接头残余应力的分布状态进行模拟,研究缓冲层对接头残余应力的影响,结果表明, 在钎缝与硬质合金一侧接触面上残余应力最大,在接触面上靠近中心侧区域为最危险区域.通过添加缓冲层,可以大大缓解焊后的残余应力,且缓冲层的厚度存在最佳值.经试验验证,计算结果与试验基本一致.     

P92钢多层多道焊接接头残余应力的有限元模拟

采用考虑固态相变的热-冶金-力学耦合有限元模拟方法,使用SYSWELD软件研究了P92钢多层多道焊接接头的温度场及残余应力场;观察了接头截面形貌,采用盲孔法测试了残余应力,并对模拟结果进行了验证;采用该有限元模拟方法分析了焊接过程中残余应力的变化。结果表明:模拟得到的接头截面峰值温度分布形状与试验得到的接头截面形貌相吻合,说明有限元模拟可以较好地还原实际焊接过程中的热输入情况;模拟得到的接头残余应力沿焊缝中心呈对称分布,与试验结果吻合较好,说明该有限元模拟方法可以准确地预测P92钢多层多道焊接接头的残余应力;在多层多道焊接过程中焊缝及热影响区的部分金属在经历后续热循环时发生软化,导致残余应力消失,并在冷却阶段发生残余应力的重新分配。     

水射流喷丸强化残余应力场的有限元模拟

针对水射流的高湍动特性与受喷靶体材料复杂的弹塑性形变行为,提供一种水射流喷丸强化残余应力场的有限元分析方法.基于准静态压力分布和非线性轴对称面分布载荷,采用多线性各向同性强化的Mises率不相关弹塑性模型,应用Prandtl-Reuss塑性增量理论及增量初应力法,利用线性斜坡载荷加载制度,运用ANSYS有限元软件模拟不同压力作用下水射流喷丸在2A11铝合金材料表层产生的残余应力场,获得残余应力场的分布规律及残余应力沿层深和径向的变化规律,指出残余应力沿层深分为残余压应力区和残余拉应力区,沿径向分为第Ⅰ残余压应力区、残余拉应力区和第Ⅱ残余压应力区,得到表面残余压应力、表层最大残余压应力、残余压应力层深度随着喷丸压力的增加而增大.为验证有限元模拟的正确性,对喷丸表面残余压应力进行试验验证,结果表明,有限元法计算的表面残余压应力值与试验数据近似吻合.     

基于ANSYS 的多层堆叠模块焊接残余应力分析及选材优化

分析了某多层堆叠模块的焊接残余应力,讨论了各功能层不同选材、焊接顺序对模块残余应力的影响,并给出了优化方案。利用 ANSYS 软件进行有限元分析计算,采用 ANAND 本构模型描述焊锡的黏塑性行为,采用基于接触的多点约束(Multi-point Constraint, MPC)算法实现焊锡层与功能层的跨尺度自由度耦合。计算结果表明,焊接顺序对模块残余应力影响较小,各功能层的选材需要综合考虑模块变形及应力安全裕度。刚度较大的底板层可以同时降低模块变形和高温共烧陶瓷(High Temperature Co-fired Ceramic, HTCC)层应力。热膨胀系数较小的盖板层可以降低 HTCC 层应力,但会增大模块整体变形。底板选用 Al/ SiCp(65%),盖板采用可伐合金,可以得到变形及应力安全裕度均满足要求的方案。     

高速铣削 Inconel718已加工表面残余应力的有限元分析

利用有限元法对镍基高温合金Inconel 718的高速正交铣削进行模拟仿真,获得切削力、切削温度和残余应力.结果表明在仿真切削速度100-3000m/min范围内,刀尖峰值温度随切削速度提高而增大,由于高温造成工件软化,从而使切削力随切削速度增大而减小;残余应力层深度在已加工表面O.5mm以下,最大表面残余应力为拉应力...     

不同坡口焊缝残余应力的有限元分析

对接焊缝在不同坡口型式时残余应力的影响是不同的。应用有限元方法,对不同坡口型式焊缝的残余应力进行了有限元分析,得出不同型式焊缝的残余应力分布与大小,为制定正确的焊接工艺、改善焊缝性能等实际生产和使用提供理论依据。     

焊接顺序对中厚板对接焊残余应力的影响

针对同种材料,但几何结构不同的中厚板结构件之间的对接焊,运用有限元软件进行模拟,分析多层多道焊各层焊缝的焊接顺序对焊缝区域横、纵向残余应力的影响。采用内生热的加载方式模拟热源,采用生死单元法模拟多层多道焊缝的焊接过程。模拟结果表明,从几何尺寸小的一边向几何尺寸大的一边焊,沿焊缝底部和顶部中心线方向产生的横纵向残余应力峰值最小;底层的几道焊缝的焊接顺序对焊缝底部和顶部中心线方向所产生的横纵向残余应力的影响不大。     

不同拘束状态对Q345钢多层多道焊残余应力影响

基于有限元软件SYSWELD,对Q345钢多层多道对接接头进行了温度场、相变、应力场多物理场耦合计算,得到了三种不同拘束状态下的残余应力分布规律。通过采用非线性混合硬化模型模拟加工硬化,对Q345钢多层多道对接接头残余应力场进行了仿真计算、仿真结果对比和X射线测试,吻合度较好,焊缝区和热影响区纵向残余应力均为拉应力,其中最大残余拉应力出现在焊缝区,随着离焊缝中心距离增加,纵向残余拉应力逐渐减小;同时焊缝区残余应力峰值随着拘束度的增加而增加,但是增加幅度有限。     

水冷法对管道对接接头残余应力分布的影响

本文研究了1Cr18Mi9Ti和20钢两种管道在空冷和水冷条件下多层对焊的残余应力分布规律。计算和实验结果表明，采用合适工艺的水冷法可有效调整上述两种管道的焊接残余应力分布，并可在管道内表面焊接接头区获得有助于提高管道应力腐蚀性能的双向压缩残余应力。     

液体黏度对钢轨滚动接触疲劳裂纹扩展影响分析

基于雷诺方程和有限元法,通过轮轨滚动接触二维模型,计算液体受到挤压渗入钢轨表面裂纹后的压力分布,对裂纹尖端的应力强度因子进行分析,研究了不同黏度液体对钢轨滚动接触疲劳裂纹扩展的影响。结果表明:在钢轨表面出现液体后,裂纹扩展形式由Ⅱ型转变为Ⅰ型,渗入裂纹的液体更容易引起材料剥落;黏度愈大,裂纹平均扩展角度越大,扩展路径由光滑变得曲折。当黏度一定时,裂纹初始角度越大,裂纹扩展速率越低;随着黏度的增大,裂纹扩展速率减小。     

重轨水平矫直规程对矫后残余应力的影响

建立了具有原始曲率的60kg/m重轨九辊水平矫直有限元模型,应用显式动力学软件ANSYS/LS-DYNA对矫直过程进行了数值模拟,对不同矫直规程矫后重轨残余应力的大小和分布状态进行了研究,得到了各辊压下量对残余应力的影响规律,对提高重轨矫直质量和矫直规程的制定具有参考价值.     

切削加工残余应力的有限元分析

在切削加工中,为了提高已加工工件的表面质量,需要研究切削速度和进给量对已加工工件残余应力的影响规律。根据弹塑性有限元理论,利用有限元软件建立了切削模型,得到了不同切削速度和进给量下已加工工件的残余应力。结果表明,增大切削速度有利于增大深层压应力,同时也会增大表面拉应力;增大进给量有利于增大深层压应力,但对表面拉应力的影响无明显规律。     

切削速度对工件表面残余应力的有限元模拟

针对正交切削加工建立了平面应变模型;利用通用的有限元软件,对所建立的模型进行模拟,得到了不同切削速度下工件表面残余应力模拟结果,并对这些结果进行了比较分析,得出切削速度对工件表面不同方向的残余应力的基本影响规律。