Numerical Simulation on Thermal Stress of Large-scale Bearing Roller during Heating Process of Final Heat Treatment

hi this paper, the non-linear finite element method had been applied to calculate the thermal stress evolving process of the large-scale bearing roller during heating process of final heat treatment. It was found that two stress peaks appeared during heating process and the second stress peak was higher than the first. If the preheating time was elongated, the second stress peak was reduced distinctly. Therefore, the pre-heating time should be elongated suitably to ensure safety in the practical manufacture process.

三轴压缩荷载下高温处理后泡沫混凝土力学性能试验研究

为探究围压、高温处理以及加载速率3种因素对泡沫混凝土(FC)三轴压缩性能的影响,针对湿密度为500 kg/m3的FC(FC-500)开展高温后三轴压缩试验。研究结果表明:在低围压作用下,FC-500以剪切破坏为主;随着围压增加,FC-500出现局部压溃现象;在高围压作用下,FC-500主要以压溃破坏为主。FC-500三轴压缩应力-应变曲线在峰前表现为弹塑性特征,峰后表现为屈服平台特征;FC-500三轴压缩强度随着围压、加载速率的增加而增加,随处理温度的升高而减小;采用折减系数法可将FC-500的峰后应力-应变曲线简化为理想弹塑性模型。

高温蒸汽管道开裂失效分析及处理措施

某公司扩建汽轮发电机装置,在机组经过168 h性能考核达标后装置开始投运,装置投运2个月后,其主蒸汽管道数日内相继发生两处焊口开裂,开裂的焊口均位于支管台与支管相连的焊缝区域。从材质、设计和施工三个方面对焊口开裂问题进行了原因分析,在此基础上采取相应的处理措施,保障了装置主蒸汽管道的安全可靠运行,同时提出了预防蒸汽管道开裂的措施和建议,为后续汽轮发电机装置的长周期运行提供了保障。

热双金属片焊接后残余应力研究及消除方法

通过分析热双金属片残余应力产生的原因及对产品的影响,研究了高温热处理对消除热双金属片残余应力的方法,得出了残余应力与热处理循环次数存在一定的负相关关系,确立了参考测算公式。将理论公式进一步试验,验证了其具有较高的有效性。

激光冲击TC4钛合金残余应力热松弛数值模拟研究

为了研究高温对激光冲击TC4钛合金残余应力的影响,采用PROCUDO200激光喷丸系统对TC4试样进行强化处理,采用XL-640型应力仪测量了保温550℃前后激光冲击TC4钛合金表层残余应力。采用ABAQUS软件,基于Johnson-Cook本构方程和双曲正弦Arrhenius-type方程,创建了可预测保温前后激光冲击TC4残余应力场的有限元模型。研究表明:在550℃下,随着保温时间的延长,表面残余压应力不断减小;当保温时间超过30 min后,表面残余压应力的减小幅度降低;保温60 min后,激光冲击TC4表面残余应力的测量值和模拟值基本一致,说明该有限元模型能准确预测残余应力热松弛规律,残余应力的热松弛可能与保温期间塑性变形层的热回复过程和动态再结晶有关。

22CrMo钢渗碳淬火过程组织与应力变化的数值模拟

根据描述渗碳过程的数学模型,利用有限差分法,对22CrMo钢圆柱体试样渗碳过程进行了数值模拟,得出渗碳层中碳浓度分布。基于渗碳模拟结果,根据描述淬火过程的数学模型,利用有限元法对试样淬火过程的温度场、组织场及应力场进行了数值模拟,分析了淬火过程中组织和内应力变化,及渗碳过程对淬火过程组织及应力变化的影响。对渗碳淬火后试样的组织进行了金相分析,并测量了表面和内部各点残余应力,计算值和测量值相吻合。

金属热处理残余应力与开裂失效关系的探讨

分析金属热处理中的热应力和相变引起的组织应力产生原因,认为金属残余应力(内应力)存在是材料不稳定状态,随着材料的加工和使用条件(特别是温度和环境)变化,这种应力状态会发生改变。论文结合钢铁和铝合金热处理中的开裂问题,提出了金属残余应力与开裂失效的判据——即当材料中的内应力(或应力强度因子)大于该材料局部区域的失效抗力时就出现开裂失效;最后提出一些减少金属开裂和裂纹愈合的可能途径。

热双金属残余应力的电阻分析

通过测定电阻和X射线衍射分析 ,研究了 5J2 0 110热双金属及组元在稳定化热处理过程中电阻率和残余应力随循环次数的变化。结果表明 ,热双金属的室温电阻率随循环次数的增加而降低 ,其原因是残余应力随循环次数的增加而降低。

强流脉冲电子束表面改性的物理模型及数值模拟

推导出了强流脉冲电子束处理过程的应力场方程,利用数值模拟,得到了温度场和应力场的分布曲线,分别给出了熔化深度、升降温的速率及温度梯度的大小,准静态应力和热应力波的幅值、应力波的传播及反射过程,利用数值模拟结果对实验中观察到的实验现象熔化深度、材料表层及次表层数微米范围内组织结构的变化及数百微米的硬度提高等给出了解释。

板上芯片固化及热处理过程中表面残余应力的演变

利用硅压阻传感器实时原位地记录粘接剂固化过程中的应力变化和残余应力的分布状况 ,以及在热处理过程中应力的演化过程 .研究表明 ,若粘合剂固化后在空气中储存 2 0天 ,应力将在后续热处理过程中急剧增加 ;而固化后接着经历峰值为 15 0℃左右的热处理过程 ,则可以使残余应力稳定在一个相对低的值 .

热处理过程中SiC_P/2024Al复合材料的热应力分析

为研究热处理过程中SiCP/2024Al复合材料的热应力的变化规律,及热处理工艺对SiCP/2024Al复合材料热残余应力的影响,利用Marc有限元软件对淬火和冷热循环热处理过程中的SiCP/2024Al复合材料的热应力进行了数值模拟.研究结果表明:热处理过程中,颗粒和基体的界面附近会产生很大的热应力场,并且在SiC颗粒的尖角处产生热应力集中;经淬火处理后的SiCP/2024Al复合材料的热残余应力与基体的屈服强度接近,但经过冷热循环处理后的SiCP/2024Al复合材料中的热残余应力明显降低.

热处理对聚碳酸酯环境应力开裂性能的影响

对聚碳酸酯(PC)的耐环境应力开裂性和拉伸性能进行了研究。结果表明,在不同溶剂和热处理温度条件下,PC的耐环境应力开裂性差异很大。较大的二甲苯含量容易降低PC发生环境应力开裂的临界拉伸应力及材料的拉仲强度、断裂伸长率。玻璃化转变温度以下的热处理可以提高PC的拉伸强度,但是对改善材料的耐环境应力开裂性不利。

冷热循环处理对SiCp/2024Al尺寸稳定性的影响

研究了冷热循环处理对SiCp2024Al复合材料尺寸稳定性的影响。结果表明,冷热循环处理可以降低复合材料中的残余应力,促进基体合金的时效析出,从而提高了复合材料在交变温度场下的尺寸稳定性。冷热循环处理的下限温度越低,即上下限温差越大,降低残余应力效果越显著,对时效析出的促进作用越大,复合材料的尺寸稳定性越好。

C_f/SiC复合材料磨削表面的残余应力分析

应用X射线衍射法对C/SiC复合材料的磨削残余应力进行研究。结合抛光和热处理工艺,应用主应力之和的变化量确定磨削残余应力的分布。结果表明:SiC(422)晶面族比其它相和晶面更适用于复合材料残余应力的研究;热塑性引入的残余拉应力作用于数微米的较浅表层深度内,但对磨削表面的残余应力起决定作用;冷塑性残余应力对应的作用深度较大;热塑性和冷塑性残余应力均可通过热处理方式得以消除。

X射线法测量粘结炸药的残余应力

用X射线衍射法测量了高聚物粘结炸药(PBX)的残余应力,在2θ=72.5°附近发现三氨基三硝基苯(TATB)的新衍射峰,测出PBX的残余应力均为拉应力,大小约几个兆帕,边缘位置应力大于中心部位,对样品进行热处理或放置一段时间后应力减小,不同成型压力PBX的晶粒尺寸有差异。实验结果表明,X射线衍射法测量PBX的残余应力是一种方便有效的方法,对PBX残余应力的研究及其应用具有重要意义。

高温处理对3DC/SiC复合材料热膨胀性能的影响

研究了不同高温处理前后3DC/SiC复合材料热膨胀系数(CTE)的变化规律,从材料内部热应力变化及结构改变的角度定性地分析了其变化机理。研究发现,3DC/SiC复合材料的热膨胀系数受界面热应力的影响,其变化规律是纤维和基体相互限制、相互竞争的结果;高温处理可提高材料的热稳定性,并通过改变界面热应力及材料内部结构,来影响材料热膨胀系数的变化规律;通过增加基体裂纹来降低复合材料的低温热膨胀,但不影响其变化规律;通过改变材料内部结构,使热应力发生变化并重新分布,对复合材料的高温热膨胀产生显著影响。但高温处理没有改变3DC/SiC复合材料的基体裂纹愈合温度(900℃)。

界面相对3D-C/SiC复合材料热膨胀性能的影响

利用减压化学气相浸渗(LPCVI)技术制备了3D C/SiC复合材料,从热解碳(PyC)界面相厚度对界面结合强度和热应力的影响出发,研究了界面相对复合材料热膨胀性能的影响。结果表明:①界面相厚度对3D C/SiC复合材料热膨胀性能的影响主要归因于其对界面结合强度和脱黏面上的滑移阻力的影响。在一定厚度范围(约70～220nm)内,材料的热膨胀系数随热解碳厚度的增加而逐渐降低;②热处理可提高材料的热稳定性,并通过改变材料内部结构,使热应力重新分布,对复合材料的高温热膨胀产生显著影响,但是,并没有改变基体裂纹的愈合温度(900℃)。

循环热处理对喷射沉积Al-27%Si合金组织和性能的影响

采用喷射沉积技术制备Al-27%Si(质量分数)合金,研究循环热处理对其组织、残余应力和力学性能的影响。采用Ansys有限元模拟结合X射线检测评估Al-27%Si合金残余热应力的分布和大小。结果表明,喷射沉积Al-27%Si合金由均匀细小的初晶Si和α-Al基体组成,初晶Si的尺寸随热循环温度升高和次数增加而增大。Ansys有限元模拟结果显示喷射沉积Al-27%Si合金增强体Si颗粒受径向拉应力,Al基体受径向压应力,平均残余热应力为121 MPa,小于X射线法测的平均残余应力131.7 MPa。Al-27%Si合金屈服强度与残余热应力、Si相形貌和大小有关。循环热处理后,当Si相形貌和尺寸相当时,材料的屈服强度随残余热应力的降低而升高;当Si相尺寸随热循环增大时,在残余应力相当的情况下材料的屈服强度降低。

热采水平井套损机理研究及对策

热采水平井发生套损后，修井难度大、费用高，成为影响超稠油开发的重要因素。选取辽河油田曙一区兴隆台油层的水平井，开展套损机理研究。该研究区储层埋深650～1050m，为高孔高渗砂岩油藏，原油具有三高一低特点。采取注蒸汽开发方式。截止到2012年底，已累计实施水平井223口，其中共计37口水平井发生套损现象，占水平井总数的16．6％。水平井套损分为悬挂器坏、油层套管坏和筛管坏3种类型。在对研究区热采水平井套损情况统计分析基础上，总结水平井套损部位及类型，得出注汽过程中产生的热应力、地层变形挤压水平井套管．是造成水平井油层套管损坏的主要原因；水平段钻遇泥岩、泥岩注汽过程中吸水膨胀卡住筛管，导致热应力无法释放．是筛管损坏的主要原因。在此基础上，提出优化钻井轨迹、加强随钻跟踪调整、提高大斜度段套管强度、加强生产管理等措施．预防水平井套损情况的发生。同时，对已发生套损的水平井，可利用大修、侧钻恢复生产。