钢芯铝绞线同层线股间接触有限元分析

钢芯铝绞线在放线过程中,铝股与钢芯共同承担张力作用.由于导线的结构特性,不同层的股线所受的挤压分力与轴向分力是不同的.张紧的钢芯铝绞线在工作环境中产生的振动将使线股之间产生微小滑移或滑移的趋势,而引起线股的摩擦磨损.导线同层股线间接触区域的接触应力状况将对导线的磨损状态产生影响.本文通过对型号为LGJ-150/25(GB1179-83)的钢芯铝绞线同层股线间接触问题进行有限元分析得出:在接触中心,接触应力大,主要产生粘着磨损和塑性变形;在接触边缘区域,接触应力较小,滑移量大,主要产生滑动磨损.     

装配对角接触球轴承接触特性影响分析

为了探索角接触球轴承装配过盈和轴向预紧对接触特性的影响及规律,基于赫兹接触理论及假设条件建立球轴承接触角、接触尺寸和接触应力的理论计算模型,以7206C型角接触球为对象构建有限元装配接触模型,确定配合过盈量和预紧量的加载及约束方案。通过有限元解析和理论计算获得装配体中角接触球轴承的接触区域形状、接触应力和接触角数值。结果表明:配合过盈使接触区域成圆形分布,且接触应力低、接触角略小于初值;轴向预紧使接触区扩大成扁长椭圆状且接触应力较高、接触角明显大于初值;综合装配预紧使接触形状、接触应力和接触角趋于稳定,轴承支承刚度提高。     

用残留奥氏体进行表面薄层软化提高接触疲劳抗力机理的探讨

本文研究了表面薄层残余奥氏体在接触疲劳过程中引起的表面尺寸和组织结构(残留奥氏体、马氏体及碳化物等)变化的规律,提出了用残留奥氏体进行表面层软化提高接触疲劳抗力的原因是:残留奥氏体局部塑变扩大接触面积降低实际接触应力能提高寿命,但它只占少部分,而大部分则是由于组织结构变化引起的。残留奥氏体应变诱发相变马氏体提高了表面层实际强度,延缓接触疲劳裂纹的产生与扩展。未转变完稳定化了的残留奥氏体有缓和应力集中的作用,能阻止接触疲劳裂纹的扩展,防止表层碳化物碎裂剥离作用。     

20CrNi2MoV钢连续冷却过程中的相变行为

利用热力模拟试验机研究了20CrNi2MoV钢在变形和未变形条件下的连续冷却相变行为及微观组织演变规律,绘制了该实验钢静态和动态连续冷却转变(CCT)曲线,分析了合金元素、冷却速度和变形条件等对其连续冷却相变行为的影响。结果表明:20CrNi2MoV钢中Cr、Ni、Mo等合金元素使得过冷奥氏体稳定性增强,贝氏体相变可以在较宽的中温转变温度区间发生;随着冷却速度的增加,20CrNi2MoV钢的铁素体相变温度下降,铁素体扩散型相变受到抑制,贝氏体中温区相变得到加强;变形使得20CrNi2MoV钢CCT曲线的铁素体和珠光体转变线明显左移,并且由于变形作用,贝氏体相变温度提高。     

γ-MnFe合金内耗的振幅效应

采用低频内耗仪研究原子分数分别为86.4%Mn和80.8%Mn的γ-MnFe合金在相变过程中内耗和模量的变化情况。结果表明，从高温到低温，γ-MnFe合金经历了反铁磁转变和马氏体相变，依次出现了反铁磁转变、马氏体相变和孪晶3个内耗峰，且均出现了振幅效应。这是由于反铁磁转变和马氏体相变所产生孪晶的结果。     

不同预变形对Q235低碳钢等温相变影响的模拟

材料加工过程中的预变形,会对材料内部的微观组织变化产生影响,研究这种影响能更好地了解变形后的组织结构,并为改善材料性能提供可靠依据。以Q235低碳钢为研究对象,建立了等温奥氏体-铁素体相变的二维元胞自动机模型,并结合铁素体形核、铁素体长大和铁素体粗化的数学模型,模拟出了不同应变量对等温奥氏体-铁素体相变的影响。模拟结果显示,相变过程中的不同预变形会对材料内部组织产生一定影响:随着应变量的增加,铁素体的形核率增加,铁素体的转变分数增加,铁素体晶粒的数量增加;同时,不断增加的应变量,又促使铁素体的平均晶粒尺寸减小,从而进一步促进微观组织的细化;另外,不同的预变形促使相变过程中碳浓度场的扩散距离更短,导致碳浓度场软接触更易发生,微观组织呈带状分布。     

纳米级粗糙峰法向接触特性研究

为了突破有限元法在微观尺度下界面接触特性分析中的局限性,采用分子动力学方法研究纳米级粗糙峰的法向接触行为。利用大规模原子/分子并行模拟器(LAMMPS)建立3种不同半径的Cu单粗糙峰与金刚石刚性平面法向接触的分子动力学模型,从原子尺度模拟纳米级粗糙峰法向接触动态过程,分析法向接触力、实际接触面积、接触应力等参量的动态变化特性。结果表明：粗糙峰半径一定时,法向接触力、接触应力、实际接触面积与接触变形率正相关;接触变形率一定时,法向接触力、接触应力、实际接触面积均随粗糙峰半径的增大而递增;不同于宏观接触行为,由于原子间相互作用力,纳米级粗糙峰在法向初始接触阶段出现负的法向接触力以及非零的实际接触面积;粗糙峰的接触变形过程伴随着原子位错以及应力集中。     

温度对Cu-Zn-Al合金的伪弹性和形状记忆效应的影响

在拉力试验机上用电测法测绘了Cu-Zn-Al合金在马氏体相变点上下各温度的σ-ε曲线,所得主要结果如下:(1)试样在M_s与M_d之间加载,随着温度升高,诱发马氏体相变所需临界应力增大,且加载温度与临界应力之间存在着线性关系;(2)在A_f点以上加载,理论上可获得完全的伪弹性,但加载温度过高或应变量过大,均会损害伪弹性;(3)试样在M_s点上下温度区域变形,得到的伪弹性回复和形状记忆回复之和在80%以上,但在M_s点附近总回复量出现一极小值,且伪弹性回复在M_f点以下又有所回升。     

加载频率对高牌号无取向电工钢疲劳性能的影响

以一种高牌号无取向电工钢30WGP1600为研究对象,通过高周疲劳试验探讨加载频率对电工钢疲劳性能的影响,采用透射电镜观察不同加载频率下疲劳变形后试样的位错结构,进而分析加载频率对电工钢疲劳特性的影响机理。结果表明,30WGP1600电工钢的疲劳性能对加载频率比较敏感,加载频率从10Hz增至50Hz时,其疲劳寿命和疲劳极限得到提高;在10Hz下疲劳变形后,电工钢的位错结构主要是位错缠结和胞状结构,并有窄的驻留滑移带,在50Hz下疲劳变形后,在晶体中可观察到长的螺型位错线和较宽的驻留滑移带,这些位错结构的特殊作用导致了在较高加载频率下电工钢疲劳性能的改善。     

轧辊、圆钢两曲面在接触点处的几何性质

为轧辊机的辊子与圆钢的接触线以及在接触线上各点的主曲率半径等几何量的计算,建立了数学模型。以接触疲劳为基准,对因接触应力产生点蚀的接触点处的最大正应力σ_(max)和最大剪应力τ_(max)的计算,提供了方法。     

22MnB5钢热变形诱发相变及其对组织性能的影响

利用Gleeble 3500热力试验机对22MnB5钢板在温度900~600℃、应变速率0.01~0.40s-1条件下进行热拉伸,研究变形过程中的应力应变行为,并结合光镜、扫描电镜、X射线衍射仪和硬度测试仪分析试样的微观组织,探究热变形对相变的影响.结果表明:当温度为800℃,应变速率达到0.10s-1后,变形将诱发铁素体相变;在700℃下热变形促进铁素体相变;在600℃下热变形将诱发贝氏体相变.在800~600℃热变形过程中,由于形变应变诱发或促进了奥氏体转变,22MnB5钢的变形抗力降低、延性提高,从而改善了成型性能;相应冲压件的强度在900~1 000 MPa.     

弹性流体动力润滑状态下线接触滚动有面层的应力及接触疲劳寿命

线接触滚动副早期失效主要是由于接触表面的润滑不良，使得表面粗糙度波峰相互接触而产生磨损及表面破坏。但在润滑良好的情况下，由于接触表面压力分布的变化，在某些工况参数下，接触副的疲劳寿命出现降低现象。     

形变条件对热变形过冷奥氏体相变的影响

热变形造成的奥氏体组织结构的变化将影响到热变形奥氏体在随后冷却过程中的相变．依据热模拟试验结果，研究了变形温度、变形速率、变形量和变形后高温停留影响相变过程的微观物理本质，认为变形促进热变形奥氏体的相变，提出变形温度、变形速率和变形后高温停留时间对热变形奥氏体转变过程没有直接联系，但可以通过对再结晶过程的控制影响相变过程．再结晶虽然可能细化了晶粒，但大量消耗了热变形奥氏体中的晶体缺陷，其结果是迟滞了相变过程．     

ZG0Cr13Ni5Mo不锈钢马氏体相变塑性的实验研究及应用

为预测铸件热处理过程中的应力和变形,采用Gleeble热模拟实验机,对单轴应力作用下ZG0Cr13Ni5Mo马氏体相变的相变塑性进行了研究。通过制定不同的加热和加载方案,在试样径向应变中,分离出了相变塑性应变,采用Greenwood-Johnson模型得到了该种材料的相变塑性系数。将所得参数用于三峡水轮机叶片热处理过程的热应力数值模拟,发现叶片热处理变形主要发生在正火过程的冷却阶段,在回火过程中产生的变形很小。研究表明:相变塑性是铸件热处理过程应力和变形的重要影响因素。     

立式车床工作台导轨的接触变形及应力计算的有限元法

本文在对立式车床工作台导轨的受力分析的基础上，通过实例介绍了有限元法在计算工作台导轨产生最大接触变形和最大接触应力值及其位置上的应用。     

循环加载下TiNi形状记忆合金超弹性变形行为

超弹性是形状记忆合金（shape memory alloy,SMA)重要的力学性能之一，通过试验研究了具有不同加载速率和不同试验温度的循环加载条件下TiNi形状记忆合金超弹性变形行为。分析了循环变形期间相变应力和弹性模量变化的特性。得到了加载期间残余应力和残余应变的关系。在具体循环变形的机械训练之后，研究了不承载情况下加热和冷却所产生的两方向变形。     

凿岩机活塞疲劳寿命的理论分析

根据赫兹接触应力理论,对活塞疲劳失效进行了破坏机理的讨论,指出距冲击接触表面深度约为二分之一接触圆半径处,由于出现最大剪切应力,此处便形成了裂纹源;分析了影响疲劳裂纹扩展速度的重要因素;提出了活塞接触疲劳寿命的理论估算方法。     

马氏体—贝氏体双相轴承钢强韧性和接触疲劳性能的研究

本文研究了马氏体等温处理时,贝氏体的相变过程与微观组织、先析贝氏体的强韧化规律和对接触疲劳性能的影响。马氏体等温处理时,贝氏体相变过程分快速和缓慢两个阶段完成。快速阶段奥氏体分解为典型高碳钢下贝氏体,碳化物为ε-碳化物。缓慢阶段分解的为 Fe_3C。马氏体等温处理时,先祈贝氏体分割过冷奥氏体晶粒,细化随后转变的马氏体领域与条束来赢得强度与韧性大幅度共同提高。接触疲劳寿命比低温回火马氏体高70%。     

打捆机驱动轮系统接触应力计算

为了探讨驱动轮系统各接触体的应力特征,应用弹性力学的公式和赫兹理论对多体接触问题的应力进行了研究,深入分析了接触应力的计算方法,推导出计算多弹性体接触时接触应力的实用计算公式,并结合驱动轮系统中驱动轮和捆线以及捆线和托辊接触的实际情况,考虑各接触体间相互作用的影响,分别计算出了其解析解。为零件的设计和机构改进以及分析此系统的磨损提供理论依据和参考数据。     

冷变形及退火对Ti_(50)Ni_(45)Cu_5合金组织性能的影响

研究冷变形与退火对Ti50Ni45Cu5(原子数分数,%)合金组织及性能的影响。研究结果表明:冷变形使片状马氏体变细,合金强度增加,使合金的马氏体相变温度和逆马氏体相变温度降低,且冷变形越大,相变温度降低越多;马氏体转变开始温度Ms随着母相B2晶粒尺寸减小而降低,利用热力学推导得出了Ms与母相B2晶粒尺寸关系式。经35%冷变形400℃退火1 h后,合金具有优良的综合性能,其马氏体转变开始温度Ms为45.2℃,马氏体转变终了温度Mf为10.3℃,逆转变开始温度As为49.0℃,逆转变终了温度Af为80.0℃,抗拉强度为1 198.29MPa,伸长率为7.9%。冷变形+400℃/1 h退火Ti50Ni45Cu5合金的马氏体片细小,马氏体孪晶亚结构增多,内耗峰增高。合金在变温过程中发生B2-B19′相变,在应变振幅为2×10-5,振动频率为0.5~4.0 Hz,变温速率为2 K/min时产生内耗峰,内耗峰位置与振动频率无关,峰高随着测量频率的增加而降低,为热诱导相变内耗机制。相变温度降低,内耗峰位降低。