复合型加载条件下锈岩断裂韧度试验研究

岩石断裂韧度表征其抵抗裂纹起裂和扩展的能力,作为其力学性能的一个重要指标,在岩石力学理论研究与岩体工程应用中有着不可替代的作用。由于岩石结构的复杂性,其破坏形式大多呈现为复合型断裂破坏,研究复合型加载条件下岩石断裂韧度具有重要的意义。为了研究锈岩的断裂力学性能,以便其在建筑工业中得到更为广泛的应用,通过18个中心裂纹圆盘(CSTBD)试件径向受压试验,进行了复合型加载条件下锈岩断裂韧度的试验研究。测得了锈岩在纯I型,纯II型以及复合型加载时的断裂韧度,并将试验结果与基于广义最大周向应力(GMTS)准则的理论值进行了对比分析,结果表明:锈岩的纯I型断裂韧度为1.01 MPa·m^(0.5),而纯II型断裂韧度为1.51 MPa·m^(0.5),是纯I型断裂韧度的1.49倍,这与基于GMTS准则的理论值1.34非常接近,而比基于最大周向应力(MTS)准则的理论值0.87大很多。裂纹尖端附近的T应力及断裂过程区裂纹尖端的临界距离r_c对岩石类材料的开裂路径以及复合型断裂韧度都有较大的影响。考虑了T应力的广义最大周向应力(GMTS)准则能很好的预测试验结果。

T应力对混凝土断裂参数测定有效性的影响

对于线弹性材料,裂缝尖端平行于裂缝方向的T应力会影响裂缝的扩展方向和起裂断裂韧度,然而在混凝土类准脆性材料的断裂韧度测试中,无论是起裂断裂韧度还是失稳断裂韧度,T应力的影响却少有研究.以混凝土Ⅰ型断裂韧度测试常用的三点弯曲梁、楔入劈拉试件为对象,计算了裂缝尖端的T应力大小,并分析了其对裂缝扩展方向和断裂韧度的影响.分析计算结果表明:这些常用试件裂缝尖端的T应力相比于裂缝尖端控制因素应力强度因子K很小,不会影响裂缝扩展方向,保证了混凝土断裂失稳前一直处于Ⅰ型裂缝状态;另外,T应力对起裂断裂韧度和失稳断裂韧度的数值也不会产生影响,说明常用试件进行的混凝土断裂韧度确定方法是可靠有效的.

TOUGH+HYDRATE水合物模型参数敏感性分析

运用国际上较为先进的水合物开采模拟软件TOUGH+HYDRATE(T+H)对我国南海水合物藏竖井降压开采假设进行数值模拟,采用LH-OAT全局敏感性分析方法,对模型中19个普遍应用的水合物层参数进行了敏感性分析,并对参数敏感性从重到轻进行了极敏感、敏感、一般敏感和不敏感4个水平的等级划分。研究表明:T+H的参数敏感性随评价目标、时间和空间位置的不同而不同。对CH4气体累积产量有显著影响的参数有:Stone指数(n)、固相渗透率缩减指数(PRE)、绝对渗透率(Permeabilities)、流体临界饱和度(CMPS)。随着模拟时间的增加,参数对水合物饱和度的整体敏感度提高。在空间分布上,随着与井壁水平距离的增加,所有参数对水合物饱和度的敏感度降低。敏感参数的确定对提高模型的准确性有重大意义。在实际应用中要有针对性地调节参数,以获得最优效果。

T应力在转变温度下对断裂韧度的影响

引入T应力,利用有限元计算出应力强度因子和T应力.将T应力和应力强度因子结合起来描述转变温度下的断裂韧度.根据实验结果,给出了T应力和转变温度之间的简单关系式.然后,利用此简单的关系式,建立转变温度和断裂韧度之间的关系.实验结果显示,用结合了T应力断裂韧度的判据比较准确地预测了转变温度下的断裂韧度.

试样尺寸对核电厂主蒸汽管道断裂韧性的影响研究

以某核电厂SA335材料主蒸汽管道为研究对象,首先结合SA335的断裂阻力曲线(J-R曲线)试验测量结果,提出了一种方法确定韧性金属材料裂纹扩展模型(G-T模型)中的主要微观参数:初始孔隙率0f和初始孔隙间距D;随后,在有限元计算中引入G-T模型模拟了SA335紧凑拉伸试样的断裂过程,讨论了试样尺寸对于J-R曲线的影响.结果表明:试样厚度一致时,初始裂纹长度大的试样对应偏低的断裂韧性;当试样尺寸整体缩放时,较大尺寸的试样对应偏低的断裂韧性.最后,结合实例说明了试样整体尺寸对于主蒸汽管道临界裂纹长度的影响.

管线钢JCOE制管前后力学性能变化分析

研究了X60,X70和X80管线钢JCOE工艺制管前后冲击韧性、硬度及拉伸性能的变化,分析了试样加工形式、显微组织及厚径比对拉伸性能的影响。研究发现,不同钢级管线钢JCOE制管后冲击韧性均有变化,但绝大多数呈下降趋势;JCOE工艺过程产生较大的加工硬化;对于X80钢试样展平带来的包辛格效应导致屈服强度下降约44 MPa;具有屈服平台的铁素体-珠光体管线钢较针状铁素体管线钢包辛格效应更大;不同显微组织钢板JCOE制管后伸长率均下降;厚径比越大,屈服强度上升越大。

中碳调质钢焊接过热区强韧化研究

通过焊后两相区淬火调质处理，可使调质用３５ＣｒＭｏ焊接过热区的强韧性提高。当加热温度处于两相区高温段，过热区韧性达最佳值，文中从过热区组织结构的一般特征，铁素体形态和回火脆性等几个方面探讨了过热区强韧化的机理。

马氏体钢力学性能和耐磨性的关系

对自行研制的新型马氏体耐磨钢20Si2Ni3进行了Q-P-T(淬火-分配-回火)及传统淬火-回火(Q-T)热处理,用MLD-10型动载磨料磨损实验机比较在1.5J冲击能量、石英砂磨料条件下,20Si2Ni3钢和高锰钢ZGMn13的冲击磨料磨损性能,并用X射线测量磨损实验前后20Si2Ni3钢残余奥氏体量的变化,用扫描电镜(SEM)分析磨损机理。结果表明:经两种热处理工艺后的20Si2Ni3钢,其冲击磨料磨损性能均优于高锰钢。相比传统Q-T热处理工艺,经Q-P-T热处理后的20Si2Ni3钢,在保持较高硬度的同时,冲击韧性得到了较大提高;不同热处理工艺后,在硬度均约HRC45.5时,20Si2Ni3钢的冲击磨料磨损性能随着冲击韧性的增加而提高,磨损机理以显微犁削为主。

用细丝双丝双弧焊改善焊缝强韧匹配的研究

针对某些焊接结构设计中 ,要有较高的焊接接头低温韧性 ,但不希望焊缝强度和屈强比过高的要求 ,通过试验与分析 ,证明了采用细双丝双弧焊能改善焊缝的强韧匹配 ,采用微合金化焊丝能提高焊缝及熔合区韧性。

Q-P-T工艺对20SiMn2MoV钢组织与性能的影响

采用Q-P-T工艺对20SiMn2MoV钢进行热处理，利用扫描电镜、透射电镜研究其微观组织，使用XRD分析残留奥氏体的含量，并通过拉伸试验、冲击试验研究了Q-P-T工艺对钢力学性能的影响。结果表明，20SiMn2MoV钢经Q-P-T处理获得了板条马氏体＋残留奥氏体＋弥散析出碳化物的组织，残留奥氏体含量为4％～7％。淬火介质温度越高，残留奥氏体含量越高，钢的塑性、冲击韧性越好。碳分配时间应适中，过短则奥氏体稳定化不够，过长则发生碳化物析出及残留奥氏体分解。当淬火介质温度为90℃，碳分配60s时，钢的抗拉强度为1344MPa，伸长率达18．8％，强塑积为25267MPa·％，具有优良的强塑性匹配。

k-因子的Hamiltonian

我们给出一个猜想的简短证明:如果2-连通的图G含有k-因子,且满足σ2(G)≥n-k,图G是Hamiltonian的.

金属材料的韧性及其测定

韧性是金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。承受冲击载荷的零件必须具有足够的韧性。评定金属材料韧性最常用的方法是金属材料夏比摆锤冲击试验方法,即GB/T 229。文章根据GB/T 229最新国家标准,对金属材料夏比摆锤冲击试验方法和原理、冲击试验的应用及韧性指标的规范表达等进行介绍。

一种新型高强韧铸造铝硅合金(ZL120)热处理工艺的研究

对一种新型高强韧铸造铝硅合金 (暂名ZL1 2 0 )的T6热处理工艺进行了研究 .对固溶温度Ts、固溶时间ts、时效温度Ta和时效时间ta进行三水平正交试验 ,并测试了该合金在对应处理状态下的力学性能 ,然后根据此结果再进行验证性试验 .结果表明 ,改变这四个参数可得到一系列的性能组合 ,例如 ,热处理工艺为 5 2 0℃× 1 6h+ 60℃水冷 + 1 70℃ × 8h时 ,可获得抗拉强度σb ≥ 40 0MPa和延伸率δ5 ≥ 3 %的力学性能 .

基于广义最大周向应变准则的断裂特性研究

裂纹尖端应力场的非奇异性常数项(T应力)对脆性或准脆性材料的断裂特性及裂尖塑性区的形状和大小都有显著的影响。为了探究T应力对脆性或准脆性材料Ⅰ∼Ⅱ复合型断裂特性的影响规律,基于先前研究中提出的计及T应力影响的广义最大周向应变准则进一步讨论了T应力、裂纹尖端的临界距离r_(0)和泊松比v对中心裂纹圆盘试件的裂纹扩展路径以及临界应力强度因子的影响规律,并利用该准则对基于中心裂纹圆盘试件的断裂试验结果进行了有效评估。结果表明:与传统的最大周向应变准则相比,中心裂纹圆盘试件中由于负T应力的存在,会使得裂纹开裂角的绝对值减小,同时使得临界应力强度因子(断裂韧度)的值增加。考虑了T应力影响的广义最大周向应变准则能很好的对试验结果进行预测;并且在纯Ⅱ型时,基于广义最大周向应变准则的理论预测值比基于广义最大周向应力准则的理论预测值更接近试验值。

T应力对脆性材料初始裂纹起裂角影响研究

为检验和提高MTS准则对线弹性材料复合型裂纹扩展预测的精确性,考虑了T应力在脆性断裂中的作用,建立了广义MTS准则。该准则描述了变量Ⅰ型和Ⅱ型断裂应力强度因子、断裂韧性KⅠ和KⅡ、平行裂纹的应力分量T应力以及临界裂纹扩展区半径对裂纹扩展的影响,对裂纹尖端应力分布的描述更加精确。研究结果表明:考虑T应力后,初始起裂角随裂纹倾角增大呈现先增大后减小的趋势;相比于GMTS准则预测结果,在β>45°时MTS准则预测起裂角偏大,且起裂角对T应力变化更加敏感;而在β>45°时预测结果受T应力变化影响均偏小;对于复合型裂纹,由GMTS准则计算得到的断裂角与传统MTS计算得到的结果区别很大。脆性材料裂纹扩展受到裂纹尖端奇异应力K及常数项T应力的共同控制,通过考虑裂纹尖端Williams级数解高阶项的影响提高了对裂尖应力分布的描述精度。

几类极小t-坚韧图的构造

若图G的坚韧度为t,且删除G中任意一条边后坚韧度减小,则称图G是极小t-坚韧的。构造极小t-坚韧图并研究其结构特性在理论和应用上都具有重要意义。证明了几类笛卡尔积图和线图的极小t-坚韧性,并构造出一类k-正则的极小k/2-坚韧图。

热处理工艺对NV-F690船板钢组织和性能的影响

研究了一种低碳含铜NV-F690钢连续冷却相变规律,设计了控制轧制+直接淬火(DQ)+两相区淬火(L)+回火(T)新工艺(DQ-LT),研究了试验钢分别在传统的淬火回火、DQ-T和DQ-LT等条件下组织性能随工艺参数的变化规律。结果表明:试验钢经水淬(WQ)后的显微组织为板条马氏体(LM),经650℃回火1 h后达到最佳强韧性匹配;经油淬(OQ)得到粒状贝氏体(GB),其韧性降低。DQ-T钢板具有抗回火软化性,经过680～705℃回火1 h后其强韧性匹配达到最佳。经过DQ-LT工艺处理钢板的显微组织为作为软质相的准多边形铁素体(QPF)和作为硬质相的含弥散富Cu析出相的LM和LB晶粒,韧性得到进一步改善。DQ-LT钢最佳强韧性匹配为:屈服强度(Rp0.2)=793 MPa、抗拉强度(Rm)=908 MPa、伸长率(A)=19%,夏比冲击吸收能量KV2(-80℃)=83 J。

新的易焊低合金高强度钢（HSLA）发展的巨大变化──热轧中厚板的发展路径

本文从战略角度分析了现代炼钢、轧钢中的显著成就，其目标是获取易焊的高韧性、高强度低合金钢。叙述了对传统碳当量的挑战。由于提高了钢的韧性，从而增加了结构的可靠性，并使结构设计简洁、经济。

X80管线钢管的屈强比对其失效评估曲线的影响

X80及以上级别管线钢管的高屈强比是工程应用中的一个突出问题,失效评估曲线是其安全评定的重要依据。文中通过单轴拉伸和断裂韧性试验建立了高屈强比X80管线钢管的特征失效评估图及拟合方程。结果表明:随着钢管屈强比升高,失效评估曲线的截至线(最大载荷比)降低;高、低屈强比钢管的评估曲线在载荷比大于某一临界值时发生分离,且高屈强比钢管的评估曲线处于低屈强比钢管的评估曲线之下;高屈强比钢管的选择3评估曲线比选择1和选择2曲线更偏于安全。

可锻铸铁低温脆性研究

对可锻铸铁低温脆性做了较全面的考查弄清了可锻铸铁低温脆性机理及元素、组织对其影响的机制。