表面活性剂对氧化锌微纳米晶形貌及光致发光性能的影响

以硝酸锌、氢氧化钠为原料,采用水热法制备出氧化锌微纳米晶,并研究了表面活性剂对氧化锌微纳米晶形貌的影响,探讨了不同形貌氧化锌微纳米晶的生长机理。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）以及光致发光谱（PL）等测试手段对产物的结构、形貌和光学性能进行了表征。结果表明,借助表面活性剂CTAB、SDBS、PVPK90可分别制得片状、棒状和花状纤锌矿型氧化锌微纳米晶,3种形貌的氧化锌微纳米晶均具有光致发光特性,尤其片状ZnO微纳米晶的光致发光峰最强。     

基于XFEM的岩体卸荷过程裂纹起裂扩展规律研究

地下和边坡工程开挖常涉及岩体卸荷问题,采用ABAQUS软件中的扩展有限单元法(extended finite element method,XFEM)对开挖卸荷过程岩体内部裂纹的起裂扩展进行了模拟,通过计算裂纹尖端应力强度因子研究了其起裂特征,并探讨了起裂影响因素,通过记录裂纹扩展形态研究了其动态演化模式.结果表明,卸荷过程中卸荷速率越快,裂纹长度越长,倾角越大,其起裂越容易;并且裂纹面受到的正应力不断减小,剪应力不断增大,裂纹扩展主要由剪应力控制,这与理论分析结果一致.裂纹最终扩展演化形态也与物理试验相近,充分表明运用扩展有限单元法研究岩体裂纹问题的可靠性.     

表面形貌对磁盘-磁头间隙润滑影响的数值分析

为了解决传统R eyno lds方程无法求解盘片表面形貌突变处压力分布的问题,采用N-S方程和有限体积法对磁盘磁头间隙润滑进行数值分析。使用形貌突起高度、密度和占空比3个参数描述盘片表面的规则矩形横向形貌,并通过分析流场压力和速度的分布,解释了不同形貌参数对润滑阻力的影响。结果显示,由于矩形形貌的影响,形成了压差阻力,压差阻力随形貌突起高度或密度的增加而增大,随突起占空比的增加而减小。摩擦阻力的大小取决于近壁面流场的速度梯度,而形貌参数是该速度梯度的决定因素之一。压差阻力和摩擦阻力的综合作用决定了盘片表面的总阻力。     

激光散斑法对冻土微裂形貌和发展过程的研究

将激光散斑法用于冻土材料，得出了裂纹尖端存在一个微裂纹损伤区（或称为断裂过程区）的结论，通过对裂纹尖端一系列散斑图的逐点分析，绘出了微裂纹区随载荷增加而发展的形貌及其全过程。测定了裂纹嘴张开位移的临界值δｃ，从而为冻土材料的宏微观力学行为研究及弹塑性断裂韧度测试分析提供了有效的途径。     

纳观尺度下不同晶向取向对裂纹萌生和扩展的影响

【目的】了解裂纹的生长特征和扩展规律,揭示纳米级裂纹扩展机理及其对材料断裂的影响。【方法】采用晶体相场法研究不同初始晶向倾角在y方向单轴拉伸作用下裂纹扩展演化、对应的应力分布及其应力曲线。【结果】当拉应变作用达到临界值时,无预应变的样品裂口开裂方式不同。5°与20°晶向倾角的样品裂口直接开裂,并伴随着位错出现。10°与15°晶向倾角的样品裂口先发射位错,裂口准备开裂。裂纹形成后,5°与20°晶向倾角的样品裂纹主要呈脆性断裂模式扩展。10°与15°晶向倾角的样品为典型的韧性断裂模式扩展。【结论】不同晶向倾角对裂纹萌生时间、扩展方向以及韧-脆扩展形式有重要影响。     

激光散斑法对冻土微裂纹形貌和发展过程的研究

将激光散斑法用于冻土材料,得出了裂纹尖端存在一个微裂纹损伤区（或称为断裂过程区）的结论．通过对裂纹尖端一系列散斑图的逐点分析,绘出了微裂纹区随载荷增加而发展的形貌及其全过程,测定了裂纹嘴张开位移的临界值δＣ,从而为冻土材料的宏微观力学行为研究及弹塑性断裂韧度测试分析提供了有效的途径．     

桥式起重机桥架的三维有限元分析

以某冷轧带钢厂现役50 t×33 m桥式起重机为研究对象,采用有限元法对桥式起重机桥架结构进行了应力分析.结果表明,主梁跨中焊缝应力最大,且存在严重应力集中,是桥式起重机的主要裂纹源,亦是桥式起重机在承载能力方面的薄弱环节.     

Mg-Zn-Gd合金中二十面体准晶相组织演变分析

通过高频感应熔炼法制备Mg-Zn-Gd合金,利用XRD、SEM、TEM和EDS等对不同成分及不同冷却条件下所制合金的微观组织及相组成进行表征。结果表明,在MgzZn(97-z)Gd3(27z57)合金中,其主要组织为二十面体准晶相(I相)、Mg7Zn3及Mg2Zn3,其中Gd元素的含量决定准晶相的生成,且I相中x(Gd)稳定在6.5%~7.5%;随着Mg/Zn比的增大(1/3x(Mg)/x(Zn)1)或者熟化时间的延长,I相形貌由空心多边形演变为具有五次对称性的花瓣状。     

工艺因素对灰铸铁中γ枝晶生长形貌的影响

试验研究了灰铸铁中γ枝晶的生长形貌及工艺因素的影响作用。发现γ枝晶按其生长形貌特征可分为外生柱状枝晶、发达等轴枝晶和短粗的不发达的内生等轴枝晶三种基本类型。浇注温度对枝晶生长形貌影响较为显著，高温浇注易获得外生柱状枝晶；接近初晶凝固温度浇注易获得内生等轴枝晶，１３００℃左右浇注易获得发达等轴枝晶，且其相应的抗拉强度最高．铸型条件主要影响枝晶数量、晶臂间距和次生晶臂长度。铁水用硅基孕育剂进行孕育处理，对γ枝晶的生长形貌影响不大。     

碳含量对中碳含钒微合金钢晶内铁素体等温形成的影响规律

研究了碳质量分数分别为0.26%, 0.33%和0.42%的三种含钒微合金钢在600, 550, 500和450℃下等温处理时碳对晶内铁素体形成的影响,测量了不同等温温度处理后钢的维氏硬度、500℃下晶界和晶内铁素体的纳米硬度,并探讨了晶内铁素体的形核位置. 结果表明:在相同温度下等温处理时,随着钢中碳含量的增高,钢中非共析铁素体的含量降低,铁素体晶粒的尺寸减小,钢的硬度升高. 在500℃等温处理后,晶界铁素体的纳米硬度远高于晶内铁素体的纳米硬度;且随着碳含量的增高,晶界和晶内铁素体的纳米硬度都随之升高,但各实验钢中晶内铁素体的纳米硬度相差不大. 适当的夹杂物和先析出晶内铁素体都可以作为形核位置诱导晶内铁素体析出.     

冷轧带钢板形屈曲变形失稳限的有限元分析

采用ANSYS有限元仿真分析方法研究冷轧宽带钢板形屈曲失稳特性。利用ANSYS的几何非线性求解模块,建立宽薄带钢二维有限元模型,分析不同形式载荷、厚宽比和张应变下的屈曲失稳过程,计算板形屈曲变形失稳限。分析结果表明:边中复合浪的临界失稳载荷最大,中浪的较大,边浪的最小;边中复合浪的屈曲半波长为板宽的50%～60%,中浪与单边浪为80%左右,对称双边浪约为70%;在同样载荷下,随着厚宽比或张应变的增加,临界失稳限呈增长趋势,并且复杂浪形的临界失稳限增长速度明显大于简单浪形的增长速度。     

电火花加工表面喷丸残余应力场的有限元分析

喷丸强化作为表面改性技术,对增强工件实际应用,提高使用寿命具有重要意义.采用ABAQUS有限元软件,对电火花单脉冲放电和喷丸强化,在GH3039高温合金材料表层产生的残余应力场进行有限元分析,获得残余应力场的分布规律及残余应力沿层深方向上的变化规律,对电火花单脉冲放电一个脉冲周期后和喷丸强化后工件表面应力分布进行仿真分析.结果表明：电火花加工表面喷丸强化后的残余应力分布规律与理想表面喷丸相同,经喷丸强化后,工件表面残余拉应力明显降低,表层残余压应力有大幅提升,强化效果显著,表面对称轴处径向残余应力比喷丸前降低79.406％,最大径向残余压应力比喷丸前提高了339.143％.     

正弦表面结构的薄膜失稳形貌有限元分析和实验验证

利用ABAQUS有限元软件,对具有正弦表面结构的薄膜基底系统表面失稳过程进行了系统的有限元分析,讨论了正弦结构幅值/波长比、薄膜基底模量比、薄膜厚度以及预拉伸变形等因素对薄膜表面失稳形貌的影响.结果表明:薄膜基底模量比和薄膜厚度对薄膜的表面失稳波长造成较大影响;正弦结构幅值/波长比对正弦结构波峰与波谷处的失稳波长差值有显著影响.通过上述变量的相互组合,有望实现对膜基系统表面失稳形貌的调控.通过与实验结果的对比,定性地验证了数值模拟方法的可靠性.研究工作对于探究复杂表面结构的薄膜失稳形貌具有参考价值.     

S形转子连续混炼机混炼段流场的有限元分析

文中利用有限元软件ANSYS对S形转子连续混炼机的流场进行了模拟分析。研究了转子的不同相位和操作条件的改变对速度场和压力场的影响规律,可为这种新型设备在混炼加工领域的应用提供理论指导。     

微动摩擦力的有限元分析

摩擦力作为影响微动疲劳的一个主要参数,对它的研究越来越被人重视。文章通过AN-SYS分析了摩擦系数对最大接触压力、VonMise应力和x方向拉应力的影响,得到了摩擦系数对微动疲劳的影响。结果表明摩擦系数越大,越容易产生裂纹,而且产生裂纹的范围也越大。     

曲轴的参数化有限元分析

建立有限元数学分析模型来分析曲轴的受力情况及主要损坏方式,模拟施加载荷及约束。利用有限元分析软件对曲轴进行参数化分析,分析曲轴所受的最大拉应力及最大剪应力、应力分布图,找到曲轴的易损坏点。建立了曲轴拉应力随尺寸变化方程,为曲轴的防护或改进提供了理论依据。     

基于压电致动器的有限元分析

由于压电智能结构装置变得越来越复杂化和多样化,给智能结构的设计和优化分析带来困难．为了定量地分析影响执行器与结构材料之间变形传递关系的因素,使用有限元商业软件成为一种方便快捷的途径．使用专用的有限元软件建立单面粘贴压电元件悬臂梁的模型,通过计算分析粘接层和压电层性质(弹性性质和厚度)对执行器与结构材料之间变形传递关系的影响．     

内压厚壁容器外壁表面凹坑应力场有限元分析

采用通用有限元程序ＡＮＳＹＳ对内压厚壁容器筒体外壁表面凹坑（含打磨外壁表面裂纹缺陷所形成的纵向凹坑及环向凹坑）以及与筒体等厚的半球形封头表面凹坑的应力场进行了分析,研究了两种不同弹塑性材料模型（理想弹塑性模型和线性强化弹塑性模型）在纵向表面凹坑中的弹塑性应力场,并且分析了凹坑形状参数比对应力集中的影响,分析采用参数化模型,适用于各种尺寸内厚壁容器外壁面各种尺寸凹坑的应力场分析。     

指接材端压有限元的模拟分析

为实现对指接材端压范围的预测,采用ANSYS有限元分析软件模拟分析了樟子松结构用指接材3种嵌合度条件下的指接端压范围。结果表明:当指榫嵌合度为0、0.1、0.3 mm时,模拟分析得出的樟子松结构用指接材指接端压范围分别为1.5～3.0 MPa、2.0～3.5 MPa和2.5～4.5 MPa。将实验测试结果与模拟分析结果对比发现,模拟分析得出的指接端压范围相对试验测试结果小,但可以用于预测樟子松结构用指接材最佳端压取值。模拟分析与实验测试结果均表明,樟子松结构用指接材端压最佳取值为3.5 MPa。     

压力传感器线性度的有限元分析

为了对衡阳钢管厂轧机的轧制力进行实时监测,设计了一套压力传感器.设计了由轧机的结构和工作条件决定的传感器结构,并对其进行标定(压力范围为0～5.88×105 N),得到了传感器弹性元件的线性度,并采用有限元法对其线性度进行分析.利用有限元法不仅可以得到弹性元件应变随压力变化的分布特性,确定最大应力区的位置,还可以通过考虑最大应变及应力集中,确定帖片位置,预测用实验仪器无法测试的压力范围 (0～2.45×106 N)内应变随应力的变化趋势.对实验结果与有限元分析结果进行比较,并对曲线趋势进行预测,结果表明所设计的压力传感器线性度好,能满足使用要求.