空气横掠沉没于多孔泡沫金属中错列管束的对流传热

对空气横掠沉没于多孔泡沫金属中正三角错列传热管束的对流传热进行了试验研究。结果显示,多孔泡沫金属使得流体的流动阻力明显增加,但阻力增加的倍数随Reynolds数的增大而减小;多孔泡沫金属对对流传热具有明显的强化作用,强化效果随Re的增大而减小。与横掠错列光管束相比,本试验范围内,流动阻力增加的最大倍数为12.727,最小倍数为10.109;对流传热的最大强化倍数为2.78,最小强化倍数为2.08。总结出了适合于试验范围的对流传热的气流量纲1阻力系数的表达式和传热计算关联式。综合强化对流传热及增加流动压降两方面可知,多孔泡沫金属较适合于流体较小流速的场合。     

不锈钢板翅结构钎焊残余应力对蠕变的影响

利用有限元法,对微小尺寸的镍基钎焊不锈钢板翅结构进行600 ℃下的蠕变有限元分析,讨论钎焊残余应力对蠕变变形的影响.结果表明,由于镍基钎料BNi-2和不锈钢母材SS304力学性能的差异以及钎焊夹具的约束作用,钎焊后在接头处产生了较大的残余应力,对不锈钢板翅结构高温下的蠕变行为产生很大影响,在强度设计中不能忽略.初始应力和蠕变应变的分布规律具有一致性.隔板和翅片具有不同的应力应变分布特征,隔板侧的蠕变开裂的倾向比翅片大.钎角处蠕变应力和应变集中,易萌生蠕变裂纹.研究结果为不锈钢板翅结构钎焊接头的高温强度设计提供参考.     

考虑局部非热平衡的流体层流横掠多孔介质中恒热流平板的传热分析

对流体层流横掠多孔介质中恒热流加热的平板,应用Brinkman-Forchheime-extended Darcy流动模型和流体与多孔介质之间局部非热平衡理论建立守恒方程组,应用数量级分析和积分法,得出了速度边界层厚度、热边界层厚度、壁面黏性摩擦系数和对流传热系数、流体与多孔介质之间局部温差的计算公式。结果表明,速度边界层与光板时明显不同,其在平板前端迅速增长,之后越来越平坦,趋于一个恒定值;而热边界层则沿着流动方向不断增长,类似于光板时的情况;局部的表面对流传热系数在平板前端达最大值,之后逐渐减小,也类似于光板时的情况;多孔介质与流体间的局部温差在平板前端达最大值,之后呈现沿着流动方向逐渐减小的变化趋势。     

40CrMnMo活塞杆的断裂

借助于光学显微镜和扫描电镜对 4 0CrMnMo活塞杆的组织、裂纹形态、断口的形貌以及活塞杆横截面的硬度进行研究 ,分析该活塞杆的断裂原因。结果表明 ,断裂的原因是材质不合格 ,存在成分偏析 ,热处理工艺不符合规定以及硫元素含量偏高。这就使得首先在偏析的边缘产生开裂 ,并且在轴向应力的影响下 ,裂纹沿着垂直于轴线的方向扩展 ,直至断裂     

超超临界汽轮机转子X12CrMoWVNbB10-1-1钢棘轮效应的试验研究

以超超临界汽轮机转子材料X12CrMoWVNbB10-1-1钢为对象,研究了在蠕变疲劳栽荷下该材料的棘轮效应,探讨了在高温环境下不同峰值保持时间对棘轮效应的影响以及蠕变和棘轮之间的交互作用,并分析了棘轮效应的存在对寿命评估的影响.结果表明:保持时间会影响纯交变载荷下产生的非弹性应变循环累积εR1,在较低保持时间时,εR1不会出现安定现象,从而抑制了保持时间段内产生的蠕变应变循环累积εR2的演化;εR2对材料寿命的影响可以归类为与时间有关的蠕变损伤;提出采用εR1和循环塑性应变之和来度量棘轮应变εR1的损伤;针对不同的损伤机制,利用分区分析的方法可以进行精确的寿命评估.     

基于试验数据的焊缝试样C*参量估算

针对焊缝和母材蠕变性能不相同的带焊缝CT试样,提出了一个等效均质材料模型,建立了焊缝中心裂纹、焊缝界面裂纹和非对称焊缝裂纹情况下由试验数据确定C*参量的修正式。采用ABAQUS软件进行了带焊缝CT试样C*参量的有限元分析。有限元数值解与修正式的预测值比较表明：与均质材料CT试样相比,低匹配焊缝会导致CT试样的hw因子增大,高匹配焊缝会导致hw因子值降低,采用ASTM E1457提供的公式在低匹配情况下会过低估算C*参量,在高匹配情况下会过高估算C*参量。无论是低匹配(M<1)焊缝还是高匹配(M >1)焊缝,修正后CT试样的C*参量计算式都可给出与有限元解非常接近的估算结果,可用于焊缝蠕变裂纹行为预测。     

压电粘滑驱动系统中温度变化的实验研究

压电粘滑驱动系统具有长行程(几十毫米或更多,取决于机械结构)和高精度(几纳米)的特点.摩擦在粘滑驱动器中具有积极的作用.但在驱动器运行中,摩擦也可能造成"明显的"温度变化,在微运动中,该温度变化可能影响驱动器的精度.本次研究的目的是开发一种温度测量系统来测量粘滑驱动器在运行中的温度变化.其关键技术在于如何妥善处理如此小信噪比物理信号.实验表明,通过设计合理的滤波器和选择合适的高分辨率传感器,这里开发的温度测量系统可以很好的测量出温度变化.通过实验发现,压电粘滑驱动器中温度变化既来自于摩擦又来自于压电陶瓷自身发热.由压电陶瓷自身发热导致的温度变化呈非线性,而由摩擦导致的温度变化呈线性.     

热-机械载荷下梯度材料圆筒的应力分析

对梯度材料圆筒在内外压及非均布温度载荷作用下的应力状态进行理论分析。通过引入弹性梯度因子和温度梯度因子获得热—机械载荷下梯度材料圆筒的应力解析解,进而探讨弹性梯度因子和温度梯度因子对径向、周向和轴向应力分布的影响,为梯度材料圆筒的结构设计提供可靠的理论依据。计算结果表明,应力分量沿壁厚的分布随内外压比值的不同而不同,其中径向应力与坐标位置密切相关,与梯度因子关系不大。对于不同的梯度因子比,存在一最优值使得梯度圆筒内外壁面周向应力差值最小。与内壁处轴向应力相比,外壁处轴向应力对内外压比值的变化更为敏感,并且当弹性梯度因子与温度梯度因子比小于1时,轴向应力几乎不受梯度因子比值变化的影响;而当梯度因子比大于1时,轴向应力迅速减小,且外壁处的减小速度远大于内壁处的减小速度。     

高温高压临氢服役炉管安全性评定

通过试验方法研究了高温高压临氢服役炉管的力学性能、微观组织、高温蠕变特性及高温短时断裂特性等。研究结果表明,服役炉管损伤不严重,具有较高的安全性能,仍可以继续服役约10 a。     

钎焊温度对304不锈钢板翅结构强度和微观组织的影响

对采用镍基钎料BNi-2的304不锈钢板翅结构进行真空钎焊试验,加工了304不锈钢板翅结构拉伸试样,进行拉伸试验.利用扫描电镜(SEM)对钎焊接头微观组织进行观察;利用能谱分析(EDS)对接头成分进行研究.讨论钎焊温度(T<,b>)对结构强度和微观组织的影响.研究结果表明,在1025～1100%之间,随着T<,b>升高,硼元素扩散充分,导致结构强度增大,且钎焊接头区域各相分布均匀,T<,b>=1100℃较为合适;当T<,b>较低时(1030℃),在接头区域生产的脆性相较多,结构的强度较低;当T<,b>升高到1100℃时,接头中间区域生成了完全的固溶体组织,且钎角区域的组织变得均匀.