纯钼板坯高温塑性变形行为及本构方程

采用Gleeble?1500热模拟机,在变形温度为1 100～1 350℃、变形速率为0.01～5 s?1、变形量为60%的实验条件下,对纯钼板坯的高温塑性变形行为进行研究。结果表明:流变应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大;不同变形温度下流变应力之间的差值随着应变速率的增加逐渐减小;同一应变速率下,峰值应力随变形温度的升高向应变小的方向推移。采用包含Zene-Hollomon参数的双曲正弦模型,建立了纯钼板高温塑性流变应力与变形温度和应变速率之间的本构方程。依据本构方程计算出的纯钼板坯流变应力理论值与实际值的平均相对误差仅为3.68%,表明该本构方程可为纯钼热成形加工工艺的制定提供理论依据。

温度循环条件下镀层表面的Sn须生长行为

采用TO220封装的电子元件,研究了在温度循环条件下,元件Cu引脚上纯Sn镀层的Sn须生长行为。研究发现,Sn须在温度循环条件下的生长呈现出较高速率、较高密度、较一致长度的特点。随着温度循环次数的增加,Sn须密度和长度不断增加;与此同时,镀层表面Sn须的附近区域出现凹坑。研究表明,Cu-Sn金属间化合物的生长速率很快,使得镀层内部压应力增大,Sn须生长驱动力增加;同时,不同材料热失配产生的低周疲劳热应力,为Sn须的生长提供了额外的驱动力。此外,交变的热应力更容易破坏表面氧化膜促进Sn须的生长。满足应力条件和取向条件的晶粒首先发生Sn须生长,高密度的Sn须生长诱发部分晶粒发生向内的变形,在镀层表面形成大量的凹坑。

全滑动状态下轮轨接触热弹性应力

用有限元法建立了轮轨接触热-机械载荷耦合计算模型.在传热模型中考虑了轮轨间非稳态热传导以及轮轨与环境的热对流和热辐射.着重分析因全滑动磨损轮轨接触斑扩大过程中的温度场和应力场,磨损速度对热弹性应力场的影响,以及轮轨在热-机械载荷共同作用下材料最易发生破坏的位置.计算结果表明,磨损速度对磨损过程中温度场和应力场的影响很大,轮轨接触表面附近的最大剪应力和剪应变平面与滑动方向所成夹角约为50°和140°.

水煤浆气化烧嘴冷却水腔应力的有限元分析

以水煤浆气化炉工艺烧嘴冷却水腔为研究对象,基于ANSYS建立了冷却水腔的三维有限元模型,结合热分析,采用热-力耦合方法,计算了烧嘴冷却水腔在纯热载荷和热-力耦合作用下的热应力分布,并对其强度进行了分析。在热分析中考虑了炉内高温烟气的辐射换热和对流换热,并考虑了冷却水的强制对流换热。计算分析结果表明,最大的热应力位于冷却水腔与烧嘴外喷嘴出口处的倒圆角处的环带,该环带处极易发生应力疲劳破坏,与实际烧嘴外喷嘴裂纹出现的位置相符度很高,验证了该数值模拟模型的正确性。

红外整流罩纯热应力分析

高速红外制导战术导弹飞行时,气动热(qw)剧烈,qw作用于导弹红外整流罩上,产生的热应力σ热是导致整流罩热炸裂的主要因素。针对此问题,在导弹整流罩早期研制阶段,对于整流罩选材和能否进行下一步约束状态研究模拟整流罩固结导弹金属壳体实际工作状态,提出一种简单快捷的判别方法,红外整流罩纯热应力σ纯热分析。将自由状态整流罩受到温度梯度ÑT引起的σ纯热从叠加位移约束WG引起更大的σ热中剥离出来,抛开WG的影响,单独分析较小的σ纯热,进一步抓住引起整流罩热炸裂的主导因素。结合双色透波需求,以硫化锌ZnS红外整流罩为例,进行σ纯热仿真分析,ZnS材料强度极限σmax大于σ纯热,判定整流罩可以进入约束状态研究。经约束WG的σ热试验验证,整流罩未炸裂,佐证此方法为整流罩选材提供一种快捷判断。