基于显式有限元分析的X80钢压力容器爆破压力研究

针对传统经验公式用于圆筒形压力容器爆破压力计算时误差较大,且不同拉伸试样的力学性能差异对计算结果存在影响的问题,采用显式非线性有限元法,模拟了不同力学性能参数下圆筒形压力容器的爆破压力,并与实验爆破压力进行了对比分析.在此基础上给出了圆筒形压力容器爆破压力计算的修正经验公式,并利用不同型号压力容器的实测数据对其进行了验证.验证结果表明:用于某型号X80钢制圆筒形压力容器爆破压力计算时,该修正经验公式采用棒状标准试样的抗拉强度最大误差均不超过5%;对其它不同钢材和型号的压力容器爆破压力计算时,该修正经验公式最大误差不超过10%,并且误差偏于保守,这说明该公式同时满足精度和安全性的要求,可进行工程推广.

重载辙叉用贝氏体钢的疲劳性能研究

以提高重载辙叉用贝氏体钢的疲劳性能为目的,对不同成分贝氏体钢的组织性能进行模拟计算和检测分析,探讨了合金元素、疲劳强度指数、疲劳塑性指数、温度、载荷频率以及应变幅等参数的变化对重载辙叉用贝氏体钢疲劳性能的影响规律.结果表明,随着合金元素含量的增加,重载辙叉用低、中碳合金贝氏体钢的强度、塑性增加;过渡寿命降低11.2%,高周疲劳性能提高.随着疲劳塑性指数、疲劳强度指数减小,相同总应变的疲劳寿命提高;随着温度增加,断裂应力与弹性模量均下降,且相同总应变的疲劳寿命提高;随着载荷频率、应变幅的增加,断裂应力增加,且相同总应变的疲劳寿命降低.

体心立方钨和铁中氦泡生长机制模拟研究进展

体心立方金属钨和铁作为核聚变反应堆的第一壁面向等离子体材料和第一壁结构材料处于高剂量的中子辐照环境中。辐照过程产生的氦原子易在金属内聚集形成氦泡,对材料微观结构和宏观力学性能产生极大影响。本文通过综合分析文献中关于通过第一性原理、分子动力学和蒙特卡罗方法对氦泡形核和生长机制,比较了不同模拟条件下氦泡的演化机制。分析表明,晶界、位错、空位等内部缺陷和温度等外部条件都对氦泡的形核及其生长机制有影响。在此基础上提出了下一步研究方向和思路。