基于二维离散位错动力学的颗粒强化机制建模

基于二维离散位错动力学方法,以含有L12型长程有序γ′沉淀相的镍基合金为研究对象,根据材料实际的晶体结构建立了相应的模型。研究了颗粒体积分数与平均半径对金属及合金强度的影响,实现了材料临界分切应力的预测。为了使有限元模型与实际Ostwald熟化晶体中的颗粒分布更为接近,模型考虑了颗粒的LSW分布规律。此模型中颗粒简化为球形,其在三维空间中的体积分数分别为5.5%、8%和10.5%,平均半径分别为16b、25b和36b(b为位错的柏氏矢量大小),位错与颗粒之间的交互作用基于位错切过机制。结果表明,欠时效状态下γ′沉淀相的体积分数或平均半径的增大都会导致镍基合金的临界分切应力增大。临界分切应力一定程度上体现了材料强度,临界分切应力越大,材料强度越高,因此可以通过增大颗粒体积分数和平均半径提高材料强度。

双态组织TA30钛合金室温力学行为与变形机制

针对TA30钛合金,通过室温拉伸实验和数字图像相关技术,对其双态组织的室温力学行为、全场应变分布进行了研究。通过电子背散射衍射对变形过程前后的微观组织进行了表征,研究了变形过程中的晶体取向变化和微区应变分配。最后,采用晶内取向差轴技术分析了等轴组织和片层组织的变形机制。结果表明,含有双态组织的TA30钛合金室温下的断裂强度为1180 MPa左右,伸长率超过17%,力学性能稳定。由于元素分配效应,在变形过程中片层组织比等轴组织承担了更大的变形,对塑性变形起到了协调作用。等轴组织中最容易启动柱面滑移,而片层组织开启的滑移系更加复杂,通常是多个滑移系共同作用;此外,在组织中还观察到了{101-2}拉伸孪晶。

17-4PH钢加热中的晶粒长大和高温铁素体的析出条件

锻件加热时的晶粒演化和高温铁素体的析出情况决定了锻件的锻造性能。利用箱式真空电阻炉进行加热保温实验,通过设计一系列不同的加热温度和保温时间,研究17-4PH钢的晶粒长大行为,分析不同的加热温度和保温时间对17-4PH钢奥氏体晶粒尺寸的影响,建立晶粒长大模型;通过观察不同温度条件下高温铁素体的形成情况,确定高温铁素体的析出条件。综合晶粒尺寸和高温铁素体形成情况,确定了17-4PH钢的锻造温度。研究表明,从避免高温铁素体形成角度,始锻温度应不超过1200℃;从控制晶粒度角度,始锻温度不超过1175℃。

An analytical model for predicting sheet springback after V-bending

Springback is caused by the redistribution of stress in sheet material after the tooling is removed. Precise prediction of sheet springback is very important in die design. Based on Hill’s yielding criterion and plane strain condition, an analytical model is proposed in this paper which takes into account the effects of contact pressure, the length of bending arm between the punch and die, transverse stress, neutral surface shifting and sheet thickness thinning on the sheet springback of V-bending. The predicted results by this analytical model indicated that the contact pressure and transverse stress have much effect on the springback when the bending ratio (the ratio of punch radius to sheet thickness) is less than five. The contact pressure declined when the length of bending arm goes up, which means that shorter length of bending arm will result in larger springback. The effect of neutral surface shifting on the springback is less than that of contact pressure and decreases with the bending ratio. However, this research showed that the influence of thickness thinning on the springback can be ignored. Comparison with finite element method (FEM) simu-lating results shows that the predicted results by the analytical model accord well with simulation results by FEM. In addition to that, the bending ability—the limit bending ratio for a given sheet thickness and material properties was also determined.

钢—混叠合梁体外预应力加固施工工艺研究

针对大跨径的钢—混叠合梁桥体外预应力加固中,常规齿板存在施工复杂、自重增加量大、工期长、对原结构损伤较大等缺点,以及常规转向块存在施工复杂、与原结构整体性较差等缺点,以某65 m钢—混叠合梁为工程依托,对锚固钢齿板及转向块进行合理优化,对优化后的钢齿板进行局部应力分析。与常规齿板及常规转向块相比,优化后的钢齿板与原结构形成整体,受力性能良好,对原结构损伤小,施工便捷;优化后的转向块利用原结构横隔板,整体性能良好,有利于后期预应力钢绞线的更换;同时,优化后的锚固钢齿板应力满足规范要求。结果表明,优化后的方案技术可行。

山区受灾桥梁病害成因分析及加固技术研究

以山区某互通匝道桥为工程背景,研究存在固结墩的弯曲桥梁在山体滑坡作用下的病害问题,确定山体滑坡对桥梁破坏的机理,并提出有效的加固方案。结果表明,第三联桥梁结构绕5号桥墩发生了逆时针转动;3号、4号、6号桥墩的内侧墩柱顶部的横向位移更大,6号桥墩顶部横向位移为曲线内侧方向,3号、4号桥墩顶部横向位移为曲线外侧方向。结合现场检测及计算结果,对原墩柱施加强制位移量,反算边坡失稳后传递到各个墩柱上的推力大小和方向,将各个墩柱所受的推力进行矢量叠加,确定边坡失稳所产生的推力大小及方向,计算结果与实际破坏力基本一致。滑坡体上的桥梁结构破坏,一方面是由于连续降雨致使土体松动,不足抵抗下滑力;另一方面是由于新建桥梁时滑坡体稳定性较差,设置的抗滑桩不能有效地抑制滑坡体滑动。

某钢桁架悬索桥的病害检测与分析

以某病害较严重的钢桁架悬索桥为工程案例,重点介绍了对主缆及钢桁架加劲梁变形的测量及数据对比分析结果,以及重要构件锈蚀状况的检测结果。数据对比分析中,采用了频率法和千斤顶法对吊杆索力进行测量及修正,并利用空间节点平衡理论计算出主缆各段索力,结果表明,主缆、主桁架的空间变形与主缆及吊杆索力之间存在一定的关联性。此外,对频率法检测索力的局限性及适用性进行了总结,并依据疲劳损伤度理论对吊杆进行了预期剩余使用寿命计算。结论中提及了该桥养护及维修加固需要特别考虑的问题,可为同类桥梁的检测、养护、管理工作提供参考依据。