晶体材料内部衍射用基准零应力铝粉标准试样的制备及校准

采用黏接铝粉的方式制备了一种晶体材料内部衍射用基准零应力铝粉标准试样,采用短波长特征X射线衍射仪对试样的均匀性、各向同性、内部残余应力进行测试,采用不同残余应力测试方法和不同计算方法对试样表面及内部应力进行验证。结果表明:该试样不同部位、不同方向的衍射强度偏差都小于10%,具备均匀性和各向同性,表面和内部残余应力也都为-25~25MPa。

激光冲击能量对3D打印铝合金表面残余应力和形貌的影响

目的对不同激光冲击强化工艺条件下的3D打印铝合金样品的残余应力和表面形貌进行测试分析,评估不同激光冲击能量对3D打印铝合金表面残余应力和表面形貌的影响。方法利用X射线应力仪和白光干涉三维显微镜进行3D打印铝合金样品表面残余压应力和表面形貌的测试分析。结果当冲击能量为15 J时,3D打印铝合金样品表面残余应力最大为-89 MPa,当冲击能量为30 J时,3D打印铝合金样品表面残余应力最大为-129 MPa。激光冲击区域表面粗糙度由母材的约1.2μm增加至约3μm,搭接区域存在凸起。结论激光冲击能量增加,表面塑性变形增大。冲击能量为30 J的3D打印铝合金样品表面残余压应力约为冲击能量为15 J的1.5倍,提高冲击能量可有效提高表面压应力。

短波长X射线衍射法测试纳米铝块体的内部残余应力

利用自主研发的SWXRD-1000型短波长X射线衍射仪对去应力热处理前后纳米铝块体的内部残余应力进行了测试;为研究残余应力沿试样厚度方向的分布,采用Xstress-3000型X射线应力仪对未热处理的纳米铝块体表面残余应力进行了测试。结果表明:纳米铝块体内部的晶粒取向分布均匀;随着热处理温度升高,块体中心处的残余应力呈下降的趋势,中心处的径向残余应力由未热处理时的113MPa降至4MPa,切向残余应力由未热处理时的91 MPa降至38 MPa;未热处理试样厚度方向上的残余应力分布整体呈为外压内拉,直径方向上的内部残余应力呈现出中间高两侧低的分布趋势,且中心附近为残余拉应力。

短波长特征X射线衍射的衍射峰赝偏移现象的产生原因及解决措施

利用短波长特征X射线衍射仪对样品进行应力测试,测试样品表面附近的衍射峰时发现,衍射角明显偏离理论衍射角。通过理论和试验对该衍射峰赝偏移的原因进行了分析,并提出了解决措施。结果表明:由于短波长特征X射线波长短、衍射角小,入射准直器和接收准直器形成的规范体积截面为长菱形,当样品未充满规范体积时,导致衍射峰赝偏移,进而造成衍射角测试存在误差,影响应变计算结果的准确性。可通过减小准直器宽度、采用高角度衍射峰、使用对称法、翻转样品及应用理想参考样品等方法降低衍射峰赝偏移对应变计算结果的影响。

短波长X射线衍射无损检测内部残余应力测试方法及应用研究

短波长X射线衍射法作为一种内部残余应力无损检测技术，在具体测试时根据样品的晶粒取向、大小等信息，选择采用sin^2ψ法、d0法、极密度极大值法进行测试。sin^2ψ法主要用于晶粒取向为各向同性（无织构）样品的检测，其沙角范围为45°到90°，采用该法无损测定了A100钢孔挤压强化件内部的径向残余应力及其分布；d0法用于无织构或织构取向分布不强烈样品，该方法需制备无应力标样，采用该法测定了30CrMnSi钢3D打印件内部的残余应力；极密度极大值法适用于织构取向强烈的样品，如预拉伸铝板，该方法在制备无应力标样的同时，需首先测试织构的极密度最大值，然后旋转样品至相应的角度测试应变，采用该法测定了ALCOA产的20mm厚7075预拉伸铝板内部残余应力及其沿厚度分布。

7A52铝合金及25CrMnSiA钢焊接件海洋大气应力腐蚀试验研究

目的研究7A52铝对接焊拉伸试样、25CrMnSiA钢对接焊拉伸试样的海洋大气应力腐蚀行为。方法利用自行设计制作的恒载荷大气应力腐蚀试验装置,在海南万宁站海洋大气环境中,分别采用7A52铝对接焊拉伸试样、25CrMnSiA钢对接焊拉伸试样进行海洋大气应力腐蚀试验研究。对试验中断裂的试样和未断裂的试样,进行表面腐蚀形貌、断口形貌、显微组织、显微硬度分布等分析。结果 7A52铝焊接件断裂在焊接部位,Cl-富集于SCC部分的含钙或含硫的第二相质点,促进了7A52铝焊接件应力腐蚀开裂。海洋大气应力腐蚀试验的25CrMnSiA钢焊接件断裂在母材部位,而实验室拉伸试验断裂在焊接部位。结论两种焊接件在海南海洋大气环境下均存在应力腐蚀开裂,裂纹萌生、扩展于朝向海洋方向的试样表面,存在"风脆"现象。

短波长X射线衍射技术及在环境工程中的应用展望

介绍了短波长特征X射线衍射无损检测分析原理和方法,无损地测定了预拉伸铝板、高强钢孔挤压件、铝合金搅拌摩擦焊接件等材料部件的内部残余应力、内部物相、内部织构及其分布,并分析讨论了测试结果。该仪器具有体积小,投资少、使用维护方便等优势,展望了该无损检测分析技术在装备环境工程中的应用前景。

短波长特征X射线衍射法无损测定孔挤压强化A100钢内部径向残余应力分布

工件表层残余压应力场直接影响其疲劳性能。为研究孔挤压强化试样的内部残余应力状态,利用自主研发的短波长X射线衍射仪,无损地测定了2.4mm厚A100钢孔挤压件板厚中心层的内部径向残余应力场的分布。结果表明:孔挤压强化使工件内部引入了残余压应力,最大压应力位于距孔表面4.6mm处,为-302MPa;残余压应力场深度达30mm左右。

转速对7075-T651铝合金搅拌摩擦焊接件内部残余应力分布的影响

目的掌握铝合金搅拌摩擦焊接板内部残余应力的分布,为控制焊接残余应力、改进焊接工艺和提高焊接件质量。方法以13.6 mm厚的7075-T651铝合金为研究对象,用短波长X射线衍射技术,对在不同搅拌头转速下搅拌摩擦焊接板内部的残余应力进行了无损测试,并对焊接接头在板厚中心层上的微观组织和显微硬度进行了研究。结果在垂直于焊缝截面上的显微硬度均呈"W"型分布,焊核区的显微硬度高于其两侧的热机械影响区和热影响区,但低于母材区的硬度;随着转速的增大,接头硬度的最小值减小,低硬度区的范围越大。横向残余应力绝对值整体小于焊接方向;焊核区为正应力,热机械影响区残余应力减小且变化梯度最大;残余应力的极大值位于热影响区和热机械影响区的交界处;残余应力极大值与硬度最小值的位置重合。结论通过残余应力的无损检测分析,不仅可以直接获得加工件内部应力分布,还可以间接获得加工件内部的加工缺陷情况,为改进加工工艺、提高成形精度提供依据。

用于应力腐蚀试验的飞机铝合金装配模拟件内部应力无损测定

目的减少或避免服役飞机机体的应力腐蚀和腐蚀疲劳开裂。方法采用短波长特征X射线衍射技术和仪器无损检测飞机铝合金装配模拟件的内部残余应力和装配应力的分布。结果0.5 mm矩形间隙使下缘条根部上表层产生高达110 MPa及以上的拉应力;0.3 mm矩形间隙使下缘条根部上表层产生约80 MPa的拉应力;0.5 mm楔形间隙使下缘条根部上表层产生的拉应力平均值约55 MPa。结论利用短波长特征X射线衍射技术能够无损测定和表征铝合金装配件内部应力及其分布,装配间隙使下缘条根部上表层产生较大拉应力,这与服役飞机机身螺接件出现较多非典型裂纹的部位吻合。矩形间隙装配件下缘条根部上表层的拉应力大于相同间隙值的楔形间隙装配件下缘条根部上表层的拉应力,并且,装配间隙越小,产生的拉应力越小。减小螺母靠根部处的装配间隙与螺母靠根部处到壁板距离的比值,将减小装配件的拉应力,减少或避免SCC&CFC的发生,以及非典型裂纹的产生。

浅谈大跨度水利水电工程隧道或隧洞施工方法

随着我国水利水电工程建设项目的不断增多，大跨度隧洞或者隧道的施工越来越多。本文综合了国内外现有对大跨隧道施工方法，并综合现有工程的施工实践，总结了大跨隧道施工方法的适用性。

定向结晶叶片内部晶体取向无损测定研究

采用短波长特征X射线衍射方法,无损测定镍基高温合金定向结晶叶片内部晶体取向及其分布,阐述其测定原理。通过单点扫描的方式,实现对定向结晶叶片内部一条直线上晶体取向分布的无损检测;通过分析衍射峰宽,实现扫描方向上晶粒尺寸的测量;结合内部晶体取向及扫描测试结果,确定样品内部不同取向的晶粒至少存在5个;通过晶体取向角的梯度变化特征探讨晶界类型的区分。为短波长特征X射线衍射技术用于无损检测定向结晶以及单晶叶片内部晶体缺陷奠定基础。

混凝土重力坝在地震荷载下的稳定分析

采用混凝土损伤塑性本构模型,利用有限元分析软件ABAQUS进行混凝土坝的结构计算,分析某混凝土坝在地震荷载下的响应,分析结构的稳定性和任意荷载作用下结构的破坏情况。计算结构表明:采用混凝土损伤塑性本构模型,利用有限元分析软件ABAQUS进行混凝土坝的结构计算,可以更加直观反映混凝土坝的应力、应变和整个坝坡破坏发展过程。计算实例中的混凝土大坝整体稳定性符合设计要求。