蓝宝石精密磨削表层热修复特性研究

蓝宝石精密磨削过程中易产生表面裂纹、微观断裂、位错等缺陷,同时也会产生残余拉应力,对后续加工及性能发挥产生不良影响。采用热修复方法对磨削后蓝宝石表层进行处理,以氩气作为保护气,在不同热修复温度、保温时间以及降温速度等条件下,对A、C、R、M面的蓝宝石晶体进行热修复试验。结果表明,热修复方法能够有效降低表面残余拉应力,同时提升表面晶格完整性,其中热修复温度1 500℃时残余拉应力降幅最高,可达53%;随着热修复温度的增加以及热修复时间的增长,蓝宝石磨削表面残余应力逐渐降低,而且表面晶格完整性变好;随着降温速度增加,表面残余拉应力的降幅减小,热修复效果减弱;在不同晶向的蓝宝石中,R面蓝宝石热修复后表面残余拉应力降幅最大;通过对抛光后蓝宝石进行热修复,观察到了表层原子重新排列的台阶结构。证实热修复方法为蓝宝石的低损伤加工提供了一种有效方法。     

深度调峰工况下汽轮机低压缸最小流量的确定

在火电机组深度调峰工况下,汽轮机进汽量明显减少,低压缸甚至处于小流量工况下,严重威胁叶片的安全稳定运行。为了研究深度调峰工况下,叶片强度极限内最小流量确定的问题,利用ANSYS-Workbench软件对末级叶片进行流固耦合运算和模态分析。结果表明,最大等效应力与最大变形量所处位置不一致,最大等效应力出现在叶顶,最大变形量出现在叶片中部。随着流量的减小,最大等效应力和最大变形量呈先减小后增大的趋势。G1/G0=0.1时,最大等效应力为451.52 MPa,较额定工况时增加了18.94%,最大变形量为0.725 74 mm,较额定工况时降低了7.8%。G1/G0<0.1时,最大等效应力超出强度极限,不满足强度要求。随着流量的减小,叶片固有频率均能避开激振力频率,叶片不会发生共振。综合考虑应力、应变、频率、振型等强度因素,低压缸最小流量不得低于额定流量的10%。     

不同应力状态下的高强钢板断裂机理及预测

板料成形过程的宏观断裂行为依赖于其微观断裂机理,因此成形过程模拟中的断裂准则的准确选择对于断裂预测具有重要意义。以高强钢TRIP780板料为研究对象,设计从剪切到拉伸应力状态的五种断裂试验,结合宏观拉伸试验和扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)分析研究不同应力状态下TRIP780板料的断裂机理,得到不同应力状态下正应力和切应力与断裂机理的关联关系,引入正应力与切应力的影响构建MMC断裂准则,应用于板料压剪应力区间的断裂行为预测。结果表明,反映断裂机理的MMC准则能适用于板料压剪和拉剪变形应力状态下断裂失效的准确预测。     

间隙配合变轨距轮对与轨道间瞬态滚滑接触模拟研究

变轨距技术是实现不同轨距铁路联运的重要手段,我国相关研究仍在起步阶段。基于显式有限元法,建立包含渐开线花键副的三维变轨距轮对-轨道耦合瞬态分析模型,于时域内模拟速度高至400km/h下的瞬态轮轨滚滑和花键间动态接触行为及其相互影响。模型充分考虑轮轨和花键副三维几何、系统高频结构振动等,引入时变牵引/制动转矩,采用集成库仑摩擦定律的"面-面"接触算法求解轮轨接触和花键接触。假设圆柱直齿渐开线花键,齿数取32,齿侧间隙恒0.1mm,无激励下模拟结果表明,花键副的存在使得轮轨力波动范围大于传统轮对,例如,400km/h下法向轮轨力波动幅值增加静载的3.7%。时速400km/h和牵引系数0.05下,内外花键的径向和角向偏置使得花键左、右两侧各存在1个位置相对固定的承载区,各涉及5～6个键齿,承载面分别为II和I键齿工作面。瞬态法、切向接触应力极值发生在靠近一系悬挂侧的齿根或齿顶部,典型值分别为102MPa和4.6MPa,任一键齿的应力极值因不断有键齿进出承载区而波动上升和下降。牵引系数0.3时,左侧承载区消失,右侧承载区扩至18个键齿,相同时刻下的法、切向接触应力极值因承载齿数和总接触面积增加...     

高速列车转向架构架损伤、等效应力及寿命分布特性研究

为分析高速列车转向架构架损伤、等效应力及寿命分布特性,对构架疲劳关键测点进行动应力线路实测并对测点实测时域数据波形进行解析;基于实测应力时间历程及雨流计数法编制二维应力谱,利用Goodman等寿命方程将二维应力谱等效转换为一维应力谱;阐述线性累积损伤及非线性累积损伤模型的建立方法并对实测数据的线性累积损伤及非线性累积损伤进行了计算及对比分析;分别基于线性累积损伤理论及非线性累积损伤理论推导出各理论下的等效应力,基于实测数据对两种等效应力进行了计算及对比分析;通过结合非线性累积损伤及线性累积损伤理论计算的等效应力及不同可靠度下的材料S-N曲线计算并对比分析构架结构的疲劳寿命。研究结果表明,与非线性疲劳分析理论相比,线性疲劳分析理论对高速列车转向架构架的疲劳特性评估偏于保守。     

大采高松软煤层在耦合应力影响作用下的应力分布规律研究

以2302大采高松软煤层工作面为工程背景,对回采超前应力和邻近采空区侧向应力耦合作用影响下的应力分布情况进行研究.通过理论分析、现场测试及数值模拟,得出工作面邻近采空区侧应力较大,最高可达23 MPa;当工作面推进至测点10 m位置时,锚杆和锚索最大应力分别达到71、400 kN.针对工作面受应力影响而导致的片帮严重区...     

基于改进BP算法的汽轮发电机组的故障诊断

针对传统BP算法即梯度下降法,收敛速度慢、容易陷入局部极小值等缺点,提出了基于附加动量法和自适应学习速率的改进方法。将改进后的BP神经网络应用于汽轮发电机组的故障诊断中,获得了很好的效果,证明了改进方法的有效性。     

凝汽式汽轮机供热改造中汽缸开孔处应力的研究与分析

中小型汽轮机开孔抽汽供热可以节约能源,但对汽轮机本身的安全性会产生一定的影响。应用两种方法对开孔抽汽供热改造中的共性问题—汽缸开孔处的应力进行了校核和分析,并利用该分析结果对K116-50-20型汽轮机进行开孔抽汽改造。供热改造后,机组一直运行良好。     

MECHANICAL ANALYSIS OF CYLINDERS BEING UPSET BETWEEN SPHERICAL CONCAVE PLATEN AND CONCAVE SUPPORTING PLATE

Mechanical analysis of cylinders being upset between spherical concave platen and concave supporting plate is conducted. Rigid-plastic mechanical models for cylinders are presented. When the ratio of height to diameter, is larger than 1, there exists two-dimensional tensile stress in the deformed body, when the ratio is smaller than 1, there exists shear stress in static hydraulic zone. The former breaks through the theory that there is three-dimensional compressive stress irrespective of any ratio of height to diameter. The latter satisfactorily explains the mechanism of layer-like cracks in disk-shaped forgings and the flanges of forged gear axles. The representation of the two models makes the upsetting, theory into correct and perfect stage.     

INFLUENCE OF RARE EARTH DOPING ON MECHANICAL PROPERTY AND MICRO-STRUCTURE OF CHROMIA OXIDE FILM

The isothermal oxidizing kinetics of Co-40Cr alloy and its yttrium ion-implanted samples are studied at 1 000 ℃ in air by thermal-gravity analysis （TGA）. Scanning electronic microscopy （SEM） is used to examine the Cr2O3 oxide film＇s morphology after oxidation. Acoustic emission （AE） method is used in situ for monitoring the cracking and spalling of oxide films formed on both samples during oxidizing and subsequent air-cooling stages. Theoretical model is proposed relating to the film fracture process and is used for analyzing the acoustic emission spectrum both on time domain and on AE-event number domain. It is found that yttrium implantation remarkably reduces the isothermal oxidizing rate of Co-40Cr and improves the anti-cracking and anti-spalling properties of Cr2O3 oxide film. The reasons for the improvement are mainly that the implanted yttrium reduced the grain size of Cr2O3 oxide, increased the high temperature plasticity of oxide film, and remarkably reduced the number and size of Cr2O3/Co-40Cr inteffacial defects.