热处理对Q235钢微结构演变及疲劳性能的影响

通过在不同温度下对Q235钢进行退火处理,研究其微结构的变化及对疲劳性能的影响,分析不同退火温度下材料损伤变量与塑性应变之间的关系.研究结果表明:不同退火温度对疲劳后材料的力学性能有不同的影响:退火温度较低试样和未退火试样力学性能相差不大;当退火温度升高以后,抗拉强度降低,延性升高,韧性升高;屈服强度下降,疲劳寿命也随之降低,当达到材料的临界温度(300℃)疲劳寿命又随之升高.引入损伤形状因子,研究了不同退火温度下材料的微结构演变.100℃退火试样和初始试样的损伤形状因子变化趋势相似,初始损伤阶段增长较300℃退火试样增长明显,超过损伤临界点后增长较为迅速.而退火温度较高时,材料初始损伤阶段增长较为平缓,超过损伤临界点后损伤因子迅速增大.     

钢芯铝绞导线的微动疲劳及其寿命预测

在自制的微动试验装置上，对钢芯铝绞导线（ACSR）进行微动试验研究。观察铝股线的断裂情况及断口特征，探讨导线的微动损伤机制。基于导线微动疲劳断裂机制，建立断裂力学寿命预测模型，对导线寿命进行预测。结果表明：ACSR导线微动疲劳过程中，内外层AI股线的断股都发生在高应力区，导线断口呈现正断口、45°口和“V”形断口三种形态；断口由疲劳源区、疲劳裂纹扩展区及瞬断区三个不同形貌特征区域构成。寿命预测结果与实际试验结果相对误差较小。准确度较高。     

高强钢的应力腐蚀与高强螺栓的延迟断裂

应用断裂力学的观点和方法缺究和分析了高强螺栓延迟断裂的原因及其规律，并提出了预防的措施和方法。主要内容有：1、应用恒位移缺口试样，模拟标准螺栓联接在服役条件下所产生的峰值应力，对七种强度级别的35CrMnsiA钢在四种介质中(纯水，3.6%NaCl水溶液，新三磺泥浆、老三磺泥浆)的应力腐蚀裂纹萌生规律进行了研究。发现:当强度限 135kg/mm2，缺口根部不会萌生应力腐蚀裂纹。而当 140kg/ mm2 ，缺口处极易产生裂纹。2测试了35CrMnsiA钢在四种介质中的应力腐蚀裂纹扩展速率 与止裂界限应力强度因子KISCC。结果发现:当 135kg/mm2，随强度限的降低，KISCC有明显的升高，而 则大幅度的下降。当 140kg/ mm2，KISCC。及 随强度的改变而变化的规律都不明显。四种介质中的KISCC相差不大。当 140kg/ mm2，纯水中的 比其余三种介质中的要快的多，是盐水中的2～6倍。当 135kg/ mm2，它们的差别逐渐减小，直至全部趋近于零。3、螺栓各不同部位的应力强度因子Kl是不相同的，但Klmax。二则可能发生于二个地方，即螺纹的收尾处及与螺母(桩)相配合且距支承约2/3螺距处。由于拉弯复合作用，前者比后者可能要大。当丝扣根部有0.5mm裂纹，则对中碳低合金高强钢，只有取。 120kg/ mm2才能保证Kl。     

机械振动对激光填丝焊接接头组织和疲劳性能影响

针对激光填丝焊接过程中存在气孔、飞溅、夹渣和疲劳性能差等缺点，课题组提出了基于机械振动技术的激光填丝焊接方法。课题组采用机械振动与激光填丝焊接相耦合的方法研究了机械振动对焊缝形貌、组织、力学性能和断裂机理的影响。结果表明：机械振动可以改善316不锈钢焊接接头，减少焊缝中的柱状晶，增加树枝晶和等轴晶，提高了焊缝硬度；3种振动频率下焊接接头的残余应力均较高，与振动频率0和524 Hz相比，1 055 Hz振动频率的焊缝残余应力更低；疲劳断口均呈解理断裂，但是与524 Hz振动频率相比，1 055 Hz振动频率具有更低的裂纹扩展率，更好的疲劳性能。     

热老化氧化铈填充硫化天然橡胶单轴疲劳有限元研究

通过加速热老化方式在60℃、80℃、100℃下对氧化铈填充硫化天然橡胶进行了24h的热老化处理,并且对热老化后的橡胶试件进行了单轴疲劳试验.提取并采用疲劳试验结果中应变范围0-175%的单轴拉伸数据,在等效应力状态推导下获得相应的等双轴数据,利用FEA软件建立了可以有效地描述氧化铈填充硫化天然橡胶热老化后材料属性的有限元模型,根据疲劳加载条件模拟获得的应力计算结果与试验结果偏差在10%以内,为下一步的疲劳寿命预测提供可靠的数据模型支持.     

立式染色机典型缺陷及产生机理

针对承压印染设备在使用中缺陷较多、设备寿命普遍较短的问题,运用无损检测、理化分析配合有限元数值模拟 的方法,对一批较有代表性的立式染色机进行了全面检验,并将检验过程中发现的典型缺陷进行了总结和分析。根据对 快开门结构运行过程中的力学分析结果,从设备应力分布特性角度提出应力腐蚀失效易发部位,并综合设备的检验结果 进行比较,进而提出结构优化的建议。缺陷机理分析结果表明,在应力集中、疲劳载荷、腐蚀等因素的综合作用下,承压 印染设备极易产生裂纹等使用缺陷,应根据设备的使用情况和腐蚀现状调整检验周期,并针对缺陷易发部位进行定期全 面检验。     

低载强化对圆柱齿轮残余应力影响的试验研究

以经过表面工艺处理的高强度齿轮单齿弯曲为例,试验研究了疲劳极限以下小载荷强化和疲劳损伤载荷对齿根残余应力的影响.结果表明,经过强化小载荷对反复锻炼后,单齿弯曲疲劳强度和疲劳寿命还能够得到强化和提高;小载荷的反复锻炼不会影响和破坏齿根表面的残余应力;疲劳极限附近的损伤载荷加载到疲劳寿命中期对齿根的残余应力没有显著影响;屈服强度附近的损伤载荷加载到疲劳寿命中期,齿根的残余应力明显衰减.     

气体钻井中钻柱力学性能及冲蚀实验研究

由于在破岩过程中受到冲击，气体钻井中的钻柱产生了交变应力，而钻柱旋转加剧了交变应力的变化，同时气体携带岩屑对钻柱产生冲蚀，加速了钻柱的失效。钻柱主要失效形式为疲劳断裂，这跟钻柱所受应力大小及变化密不可分，因此，开展气体钻井过程中钻柱力学性能和冲蚀研究，掌握钻柱应力变化规律及岩屑对钻柱的冲蚀规律，是减小和防止钻柱失效的基础工作，对增加气体钻井过程中的安全性和降低钻井成本有十分重要的意义。通过使用一种已开发出的可同时模拟气体钻井钻具振动和冲蚀的装置，进行了不同钻具组合情况下，气体钻井钻柱同时受振动和冲蚀实验。实验结果表明，气体钻井过程中，配置扶正器将使钻柱所受交变应力值变化范围降低40% 以上，扶正器和减振器的配合使用将使交变应力值变化范围下降50%，因此，扶正器和减振器的配合使用，将大幅降低钻柱所受交变应力，并延长交变应力作用周期，从而降低钻柱失效的概率。     

微藻油改性沥青混合料疲劳性能

为研究微藻油(Microalgae oil, MAO)改性沥青混合料疲劳性能,通过四点弯曲疲劳试验测试不同温度和应变下MAO和SBS 2种改性沥青混合料疲劳寿命并建立基于Weibull分布的疲劳方程,借助红外光谱分析MAO改性沥青分子组成。结果表明,2种改性沥青混合料疲劳寿命均服从三参数Weibull分布;相同应变时MAO改性沥青疲劳寿命在30℃时最优,40℃时降低幅度随应变水平不同差异显著,600με降幅最大74%;温度不变应变增加时,不同温度下疲劳寿命变化不显著,由200με增加到400με时降幅约为60%,增加到600με时降幅约为85%;MAO改性沥青混合料疲劳寿命整体约为SBS改性沥青混合料的1.1倍～1.4倍,两者随应变和温度的变化趋势基本一致。疲劳方程表明MAO改性沥青混合料疲劳寿命对应变水平较敏感。相比SBS改性沥青,MAO改性沥青芳香族C-H较多,同时新增了羧基和C=O基团。     

夹心钢板系统加固正交异性钢桥面板的性能分析

正交异性钢桥面板广泛应用在现代钢桥中,但在车辆荷载作用下,由于较高的应力集中易引起关键焊接部位的疲劳裂纹,采用夹心钢板系统(SPS)对正交异性钢桥面板进行加固。通过ANSYS软件建立了正交异性钢桥面板及其SPS加固层的三维有限元模型,在不同的荷载工况下,分析了按我国现行规范规定的车辆荷载的两个后轴共同作用下桥面板的应力分布特征,并与加固前的应力状态进行了对比。结果表明：骑U肋加载在桥面板时U肋焊接处产生的横桥向应力最大;采用SPS对正交异性钢桥面板进行加固的效果良好,与加固前相比,可较大幅度地降低钢桥面板的应力,更有助于抵抗钢桥面板疲劳裂纹的产生。     

变载荷对45钢摩擦副摩擦磨损性能的影响

针对实际工况中,45钢是在有润滑的状态下工作,且所受的载荷是变化的情况,课题组在自行改装的MMS-2A型多功能摩擦磨损试验机上采用环一块接触摩擦方式进行了实验,研究了在油润滑状态下变载荷对45钢摩擦副摩擦磨损性能的影响,与干摩擦条件下的磨损性能进行对比;并对45钢磨损表面进行了观察。结果表明：干摩擦和油润滑状态下的45钢摩擦副的摩擦因数呈现不同的变化趋势;油润滑条件下的磨损量比干摩擦条件下的磨损量要小很多;在油润滑条件下,45钢的磨损机理主要表现为磨粒磨损和疲劳剥落。研究验证了油润滑的存在有助于改善材料的耐磨性。     

用灰色模型预测碳钢表面合金化处理后的耐腐蚀性能

用灰色理论对经表面合金化处理后的碳钢进行耐腐蚀性能预测；就已完成的实际课题，运用灰色理论加以验证、探讨；结果表明，这一预测方法对金属材料耐腐蚀试验有指导意义，并具实用价值。     

疲劳裂纹扩展试验裂纹图像采集系统

针对目前金属疲劳裂纹扩展检测方法存在效率低、操作繁琐、精度不高，不能实现实时性等缺点，文章提出了基 于机器视觉的裂纹检测方法。根据金属疲劳裂纹扩展试验过程中裂纹图像的采集要求，设计了摄像头位置可自动调整 的疲劳裂纹图像采集系统，包括摄像头安装运动装置，裂纹图像采集装置以及摄像头运动控制系统。图像采集装置由高 分辨率黑白面阵CCD摄像头、光学镜头，光源照明装置和图像采集卡组成，前3者安装在摄像头支架上，与摄像头运动 装置相连。摄像头运动装置中的X，Y，，Z轴运动机构由步进电机带动滚珠导轨机构。在基于ARM技术的运动控制系统 的控制下摄像头可沿X，Y，，Z轴作高精度直线运动，实现和试件之间精确位置的调整。实验结果表明，所设计的系统可 采集到疲劳裂纹扩展试验过程中高清晰度、高分辨率的试件裂纹图像，满足下一步裂绞尺寸计算的要求；摄像头运动定 位精度可达到0. 02 mm，满足精确的系统聚焦、位置调整、跟踪采集的要求。     

普通碳钢材料表面镍铜合金化

运用金属材料表面合金化的方法,对普通碳钢表层进行镍铜合金粉末热渗镀处理的试验原理,工艺及碳钢然材选择作了研究,并对采用此方法处理后的材料进行了耐氢氟酸腐蚀的实验,达到了预期效果。     

考虑混凝土损伤的双面组合连续梁挠度和裂缝宽度研究

钢 混凝土双面组合连续梁负弯矩区上混凝土板受拉会产生裂缝。利用ANSYS有限元软件,考虑了混凝土的拉应变软化特性,对钢 混凝土双面组合2跨连续梁模型进行数值模拟分析,得到了上混凝土板裂缝分布和宽度。将计算结果与实测结果进行比较,验证了该模型的有效性。通过变换下混凝土板厚度和混凝土极限拉应变值,分析其对双面组合梁挠度和裂缝的影响;采用最小二乘法,对荷载 挠度;荷载 最大裂缝宽度曲线进行拟合,得出相应的计算公式。     

高矿化度油气田盐卤水对碳钢的腐蚀行为研究

我国高矿化度油气田盐卤水资源丰富,为保障油气田开采和卤水综合利用过程的安全,采用失重法、扫描电镜、能谱分析和交流阻抗测试技术研究了碳钢在高矿化度卤水中的腐蚀行为。研究结果表明：碳钢的平均腐蚀速率随着温度的升高先增大后减小,在70℃时出现峰值,矿化度增大促进平均腐蚀速率升高;卤水中的Na+易于形成NaCl晶体沉积在钢表面,Ca2+有最大的参与成膜倾向,而Mg2+在产物膜中的含量较低;腐蚀产物膜的微观缺陷将导致点蚀源出现,当点蚀坑超过临界尺寸之后会稳定发展,随着时间增长,点蚀的诱发和稳定发展呈现不同的电化学特征,建立了相应的腐蚀等效电路。     

两种土工合成材料加筋沥青混凝土路面

土工合成材料加筋沥青混凝土路面结构可以提高其疲劳寿命、抗反射裂缝和抗高温车辙能力，成为沥青路面路用技术性能改善的一个有效途径。通过室内试验系统研究了无加筋层、中间加铺玻纤土工格栅或聚酯玻纤布加筋沥青混凝土的低温抗裂性、高温稳定性和抗疲劳性能。试验结果表明，聚酯玻纤布加筋结构具有较好的低温抗裂性能，而玻纤格栅加筋结构的高温稳定性较好。     

可加工陶瓷切削中钻头磨损特性的研究

以硬质合金和高速钢钻头对微晶玻璃可加工陶瓷进行钻削加工,测试主后刀面的磨损宽度,考察刀具磨损特性,通过单因素试验法考察刀具材料、冷却条件、刀具角度等参数对刀具磨损的影响。试验结果表明,刀具材料和冷却方式是影响刀具磨损的主要因素,高速钢刀具不适于微晶玻璃陶瓷的钻削加工,冷却条件对硬质合金刀具磨损的影响较为显著。钻头顶角对刀具磨损率的影响较小。     

基于正交分析的双面组合连续箱梁剪力滞效应影响因素研究

考虑宽跨比、截面高度、翼缘板外伸长度、荷载类型等影响剪力滞效应的主要因素,采用正交分析方法对钢 混凝土双面组合连续箱梁进行试验设计,对设计工况进行数值仿真试验,并对计算结果进行正交分析。研究结果表明,荷载形式对双面组合箱梁剪力滞系数的影响最大,宽跨比的影响次之,而截面几何尺寸的因素如截面高度和翼缘板外伸长度在工程实用范围内的影响很小。通过统计回归,得到了弹性阶段钢 混凝土双面组合连续箱梁上翼缘有效宽度的无量纲计算公式。