端面磨削动态热力耦合效应及对表面去除过程影响

针对端面磨削加工接触表面热力学分布特征提出一种基于动态热力耦合效应的理论建模方法.首先,建立多颗磨粒运动轨迹数学模型;其次,基于磨粒运动轨迹与磨粒高度的动态分布特征对加工工件磨削力进行解析求解;根据求得的磨削力,运用有限差分法(FDM)对端面磨削工件表面动态热力耦合过程进行分析;最后,分别采用有限元法(FEM)和端面磨削实验验证理论分析的合理性.结果表明:动态热力耦合的均一化程度会引起加工工件表面轮廓高度的差异性,减小砂轮转速可改善加工工件表面轮廓.

超细密ADI服役中的热力耦合效应及石墨球包覆层的观察

初步观察和分析表明,球铁空心型材垂直连铸的共晶凝固过程中,石墨及奥氏体结晶时所放出的大量潜热在石墨球外层形成了数百纳米厚的混杂态包覆层。此包覆层集纳了铁液中的杂质原子和化合物颗粒,净化了基体成分。用这种球铁坯材,通过等温淬火获得的超细密ADI材料,在服役中经受小幅度弹性变形时,表现出明显的热力耦合效应,即把石墨球周围一圈基体转变成为"应变时效+热时效"复合组织。这种组织的硬度比淬火硬度稍有降低,但能有效抑制疲劳裂纹的萌生,这应来源于以石墨球为中心的高温温度场启动了增殖位错的自动消弭机制。

热力耦合作用鲁灰花岗岩蠕变声发射规律

研究3种试验条件(300℃轴压94 MPa围压75 MPa,400℃轴压125 MPa围压100 MPa,500℃轴压175 MPa围压125 MPa)下花岗岩体(200 mm×400 mm)的蠕变声发射规律。研究结果表明:(1)花岗岩300℃轴压94 MPa围压75 MPa蠕变试验,整个过程经历瞬态蠕变和稳态蠕变2个阶段,蠕变第一阶段声发射信号强于蠕变第二阶段声发射信号,稳态蠕变阶段声发射活动较弱,声发射频度稳定,强度逐渐降低;400℃轴压125 MPa围压100 MPa花岗岩蠕变试验只经历稳态蠕变阶段,蠕变声发射规律与300℃稳态蠕变阶段相似;500℃轴压175 MPa围压125MPa采集到的声发射信号微弱,无法说明蠕变过程中声发射规律。(2)高温高压蠕变试验中,随着温度升高,花岗岩内部发生不同程度塑性变形和局部塑性破坏,蠕变声发射信号减弱。

圆柱体平板间镦粗的热力分析

在推导塑性成形过程中温度场控制方程的基础上,探讨了成形过程中的热力耦合效应.运用有限元方法,对弹塑性圆柱体平板间镦粗过程中温度场和等效应变场的变化规律进行了数值模拟。

脆性岩石与有机玻璃受力红外辐射特征的比较

近年来的遥感岩石力学研究表明,岩石受力及灾变过程存在规律性的红外辐射效应,岩石破裂前存在红外异常前兆。为更好了解岩石受力的红外辐射特征、并进一步探索其物理机制,基于实验结果对脆性岩石和有机玻璃受力的红外辐射特征进行分析比较,发现:(1)有机玻璃在加载过程中表面的红外辐射强度呈整体上升趋势,而多数岩石在临破裂前热像出现条带状的分异现象,条带与岩石破裂位置吻合;(2)两种材料虽然在不同的应力阶段都存在不同的AIRT变化特征,但规律不同。有机玻璃随压力的上升呈现分阶段的直线上升,而岩石呈现多种变化形式,且在破裂前存在AIRT的异常变化前兆。对两种材料受力红外辐射的机制讨论认为,岩石加载过程的热效应包括热弹效应、气体逸出吸热效应以及微破裂的摩擦热效应,而有机玻璃存在热弹效应、热塑效应和热黏效应。两种材料热力耦合机制不同是导致受力红外辐射特征差异的根本原因。

边界条件对平板网架结构抗火性能的影响

在正放四角锥网架结构抗火性能研究的基础上,进一步分析了两向正交正放网架、斜放四角锥网架和正放抽空四角锥网架在大空间建筑火灾中的热力耦合反应。基于有限元程序ANSYS建立了网架结构上弦压杆应力比一致的结构分析模型,按温度增量加载的方法,对不同支座布置、温度场及荷载条件下的网架结构全过程反应进行了分析。结果表明,温度场非均匀性是导致网架结构杆件相互约束的主要因素,随着温度场非均匀性系数η的减小,各型网架结构的临界温度呈下降的趋势;在相同的温度场和支座布置条件下,随着荷载比的减小各型网架结构临界温度呈升高趋势;根据不同类型网架的传力特点,释放网架结构在主要传力方向的约束,可以提高网架结构的抗火承载力。上述边界条件对网架结构抗火性能的影响规律,为确定网架结构抗火性能关键参数分析方案提供了理论依据。

时间相关的含缺陷材料的流变破坏理论(英文)

含缺陷物体的与时间相关的失效过程是一个热力学开放的,远离平衡态的系统,失效过程中发生耗散结构的自组织现象.不同尺度上耗散结构的自相似性可供从微观过度到细观和宏观.基于缺陷演化过程中局域温度场和热磁效应的实验研究,从统一的宏、细、微观层次体系出发,研究了与时间相关的缺陷体的失效过程.结果表明,这个失效过程并非纯力学过程,其中的热力耦合和热磁效应不容忽略.

杆件失效路径对网架结构抗火性能的影响

在正放四角锥网架结构抗火性能研究基础上,进一步分析两向正交正放网架、正放抽空四角锥网架和斜放四角锥网架在大空间建筑火灾中的热力耦合反应.基于有限元程序ANSYS建立网架结构上弦压杆应力比一致的结构分析模型,按温度增量加载的方法对网架结构热力耦合非线性反应进行了分析.结果表明,在大空间建筑火灾非均匀温度场中网架结构具有不同的杆件失效路径,正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架和斜放四角锥网架在各自的杆件失效路径下临界温度趋于一致;网架结构在火灾中产生适度数量的杆件破坏,可更大程度地释放附加温度应力,表现出结构具有较高的抗火承载力和临界温度;两向正交正放网架的水平支撑桁架体系的抗火承载力对结构的整体抗火承载力有较大影响.按上弦杆具有相同应力比的结构模型,分析得到的失效杆件是影响结构抗火承载力的关键杆件.上述结论可为进一步研究网架结构抗火设计方法提供理论依据.