晶体塑性有限元分析开孔对多晶板材力学性能的影响

基于 ABAQUS 子程序 VUMAT 二次开发平台, 将位错和孪晶的演化过程引入晶体塑性有限元方法(crystal plastic finite element method, CPFEM)中, 实现了多晶塑性材料力学行为的有限元模拟, 并通过试验和模拟结果的对比, 验证了所提出方法和二次开发程序的有效性. 应用含孪晶效应的晶体塑性有限元方法 模拟分析了孔洞对于板材开孔问题的影响, 结果表明: ① 当孔径小于板宽一半时, 强度损失采用线性近似估算值是偏于安全的, 而超过板宽一半时, 不宜采用线性估算值; ② 当孔距较小时, 孔径排布方式对开孔板材的韧性以及极限承载力有重要影响, 排布方式可分弱影响区、强影响区和过渡区 3 种模式. 对于承受单向拉伸荷载的板材, 开孔时应选择沿轴线排布的方式.     

黄板对茶园昆虫类群的诱捕效果分析

昆虫与植物之间色彩通讯是彼此信息交流的渠道之一，基于害虫趋色性研发的诱虫板作为一种绿色防控手段，已广泛应用于农林害虫的防控和预测预报。为了明确黄色诱虫板在茶园害虫多样性调查和防治中的效果，我们于2018年7月~8月对井冈山大井茶园里的黄色诱虫板的诱捕情况进行了调查研究。研究结果表明：黄板对茶园双翅目、膜翅目、半翅目、鞘翅目和鳞翅目昆虫诱捕效果最佳，直翅目害虫诱捕效果较差，且不同类群间数量差异极其显著。阳面诱捕的昆虫总数量多于阴面（V=1450.5，P=0.0032），不同类群诱捕效果的分析表明：双翅目（Wilcoxon符号秩检验，V=1525，P=0.017）、半翅目（Wilcoxon符号秩检验，V=1233.5，P=0.044）、鳞翅目（Wilcoxon符号秩检验，V=244，P<0.001）、膜翅目（Wilcoxon符号秩检验，V=818.5，p<0.001）双面诱捕数量存在显著差异，且阳面均多于阴面。相关性分析表明半翅目—鳞翅目（r=0.75，P<0.001）、半翅目—膜翅目（r=0.55，P<0.001）、半翅目—鞘翅目（r=0.58，P<0.001）、鳞翅目—膜翅目（r=0.53，P<0.001）、鳞翅目—鞘翅目（r=0.71,P<0.001）、膜翅目—鞘翅目（r=0.63，P<0.001）间诱捕数量上存在正相关。     

轧制道次间插入冷却对特厚钢板组织与性能的影响

使用实验轧机旁冷却装置配合轧机进行轧制实验，研究轧制道次间不同冷却工艺对特厚钢板组织和性能的影响规律.研究结果表明:采用道次间冷却工艺可以在全厚度方向获得组织细化及强韧性提高效果，采用强冷道次间冷却实验钢1/4处晶粒尺寸可细化至10μm，强度为376MPa，-40℃冲击功为169J;心部晶粒尺寸可细化至15μm，强度为360MPa，-40℃冲击功为123J.本工艺可形成470μm厚表层细晶层，晶粒尺寸可细化至5μm;粗轧道次间插入冷却工艺轧制钢板强度和冲击韧性优于中间坯冷却工艺;随冷却强度增加，钢板内部组织明显细化且强度大幅提高.     

局部均布载荷作用下双凹槽简支板的承载特性

以双凹槽简支板为研究对象,在双凹槽简支板上贴上应变片,加上电桥测量电路、运算放大器和数字存储记录仪等组成压力载荷的测量系统,在液压式压力机上进行加载实验,得到了双凹槽简支板的承载特性.应用DYNA有限元程序对其承载特性进行了数值计算.实验结果和数值计算吻合较好,说明这种测量方法可行.     

预应力CFRP加固混凝土梁的试验研究

为了揭示预应力碳纤维布加固混凝土构件的效果,分别采用普通碳纤维布和预应力碳纤维布对4根钢筋混凝土梁进行抗弯性能试验研究。试验分析了预应力碳纤维布加固混凝土梁的屈服荷载、极限荷载、抗弯刚度等性能指标,并分别比较了预应力碳纤维布与普通碳纤维布、不同预应力水平碳纤维布的破坏形态及加固效果。试验结果表明,采用预应力碳纤维布加固混凝土梁可以充分发挥碳纤维布的高强性能,预应力碳纤维布加固的混凝土梁要比普通碳纤维布加固混凝土梁的承载力、刚度等性能指标都有明显提高,而且预应力水平越大,提高的效果越明显。     

钢管混凝土柱-钢梁单边螺栓连接节点静力性能试验研究

通过对8个钢管混凝土柱-钢梁单边螺栓连接节点进行轴拉及弯剪加载试验,考察了约束拉杆构造措施对节点核心区整体性的影响规律,同时对单边螺栓的工作性能进行了分析研究.试验结果表明:单边螺栓具有良好的力学性能,工作性能安全可靠;方钢管混凝土柱设置约束拉杆能有效限制管壁变形,显著提高节点核心区整体性,减少破坏区域;圆钢管因为管壁稳定性较好,设置约束拉杆对改善节点力学性能效果不明显;穿芯螺栓节点核心区整体性最好;在弯剪加载条件下,单边螺栓节点表现出良好的转动能力.试验结果可供同类研究参考与比较.     

铝合金板式节点面外初始弯曲刚度的杆件间交互影响

铝合金板式节点具有良好的整体刚度性能,其面外初始弯曲刚度的杆件间交互影响不容忽视.本文在现有研究的基础上,定义了铝合金板式节点面外弯曲刚度矩阵.为进行深入研究,对铝合金板式节点进行有限元模拟.以节点板厚度、节点板半径、杆件高度和螺栓数量为参数,建立14个节点模型,分析关于节点面外弯曲刚度的杆件间交互影响.根据有限元结果,提出计算杆件交互影响程度的理论公式.和有限元结果的比较表明,公式的计算精度高,具有良好的适用性.     

新型铝/钢板式换热器炉中钎焊技术

为解决板式换热器铝钢复合板高成本问题,采用普通钢板取代复合板与铝合金鳍片焊接,为此研制一种新型锌基钎料Zn90Al4Ag5Ce,研究炉中钎焊工艺,并对钎焊接头力学性能及界面微观组织进行研究.结果表明:在气氛炉中加热520℃保温5min可实现Q235和铝鳍片的钎焊连接.在钎焊界面铝侧形成锌铝固溶体,在钢侧也存在弥散分布的锌铝固溶体,中间钎缝形成少量FeAl3脆性相.Ag原子能减缓A1原子的扩散速度,使有害脆性相锌铝固溶体长大速度变慢,钎焊接头力学性能提高.     

气流场内水平金属板表面缓蚀剂膜失效规律

根据油溶性缓蚀剂涂膜作用机制,将缓蚀剂涂膜层近似认为易流动膜层和不易流动膜层,研究缓蚀剂涂膜流动失效规律。根据易流动膜层内流速分布规律,分析其厚度随流动时间的变化规律;基于分子浓差扩散方程,建立不易流动膜层厚度失效定解方程,并建立描述油膜失效速率的数学模型。结果表明:金属板表面缓蚀剂涂膜的失效是流动与分子扩散共同作用的结果;缓蚀剂主剂在气流场内流动致使涂膜厚度迅速下降;有效成分吸附在金属表面,难以发生流动,因分子扩散而失效,膜层厚度变化缓慢;拟合曲线与试验数据吻合很好。     

基于同步辐射白光形貌术和X射线迹线法的6H-SiC单晶结构缺陷研究

[目的]SiC材料结构缺陷的检测和控制是实现材料应用的关键环节,因此本文对6H-SiC单晶中的结构缺陷进行研究。[方法]采用同步辐射白光形貌术观察6H-SiC单晶中的基本螺位错和基平面弯曲,并利用X射线迹线法模拟基本螺位错的形貌和基平面弯曲后衍射斑点的形状。[结果]6H-SiC单晶中的典型结构缺陷之一为基本螺位错,它的形貌特征为白色的圆斑;由于热弹应力的存在,6H-SiC单晶在生长过程中容易发生基平面弯曲,结果导致衍射斑点的形状发生改变。[结论]同步辐射白光形貌术和X射线迹线法可以用于检测6H-SiC单晶结构缺陷;样品的基本螺位错密度为1.56×10~4/cm~2,基平面弯曲半径近似为1m。