高铝粉煤灰制备氢氧化铝的比表面积及孔隙特性

以高铝粉煤灰烧结熟料为原料,经溶出、深度脱硅和分解(碳酸化分解或晶种分解)得到高白氢氧化铝,采用低温氮气吸附法分析两种分解方法制得的氢氧化铝的比表面积和孔隙分布.结果表明:氢氧化铝的等温吸附线属III类,氢氧化铝晶粒之间的孔隙以微孔为主,存在一定数量的介孔和大孔.碳分氢氧化铝BET比表面积和平均孔径远大于种分氢氧化铝,碳酸化分解时在CO2的强推动下,氢氧化铝猛烈析出并凝聚,使得晶体结构疏松,晶间空隙大.晶种分解靠晶体的长大而使晶体变粗,晶体结构致密,晶间空隙小.     

对结构腐蚀增长模型的探讨

通过对已有增长模型,即Logistic模型和Confined exponential模型的修正,建立了一个腐蚀增长模型,即修正的Logis-tic模型。并结合某飞机机翼前沿腐蚀坑的深度数据,应用SAS统计分析软件对新模型和两已有的腐蚀增长模型进行非线性回归分析,然后应用加权最小二乘法反复迭代,求解模型的参数估计值,对模型进行拟合缺适度检验来检验模型对腐蚀增长数据的拟合程度,并对模型的精度进行对比。结果显示三个模型都较好地模拟了腐蚀坑深度的增长过程。而相比之下,修正的Logistic模型的精度较高。     

含腐蚀坑结构损伤演化评估过程

基于有限元理论并结合局部应力应变法, 得到了确定尺寸腐蚀坑底部在疲劳载荷作用下产 生非扩展裂纹的萌生寿命值;采用断裂力学模型 通过求解数值积分和非线性方程,得到了微裂纹 扩展到极限尺寸的寿命值和等效裂纹的尺寸;采 用神经网络技术建立了腐蚀坑尺寸与等效裂纹尺 寸之间的非线性映射关系。     

多处损伤LY12CZ铝合金加筋板的疲劳裂纹扩展研究

进行了多处损伤LY12CZ铝合金加筋板的疲劳裂纹扩展的分析与试验研究。给出了典型的随机载荷谱下铝合金加筋板多裂纹扩展的预计方法。用组合法和类比法计算多处损伤LY12CZ铝合金加筋板的应力强度因子。考虑每个载荷循环裂纹之间的相互作用影响,以Walker裂纹扩展公式和Willenborg-Chang裂纹扩展公式为基础,用循环续循环进行裂纹累积,用虚拟施加剩余强度载荷和裂尖韧带塑性区连通判据确定临界裂纹尺寸。进行了恒幅谱载荷及程序块谱载荷下加筋板多裂纹的扩展试验研究。对比了铝合金多裂纹扩展的分析预计结果和试验结果,对比结果表明,预测的寿命与试验结果吻合较好。     

自行火炮履带板的疲劳寿命预测方法

针对履带式自行火炮的履带板在使用过程中容易出现局部应力集中而发生损伤破坏,建立了一套随机载荷作用下履带板疲劳寿命计算的CAE仿真方法。基于自行火炮虚拟样机的动力学仿真系统,得到履带板在各种工况下行进时的随机载荷谱。利用CAE仿真分析软件Marc对其进行了模拟分析,采用名义应力法并结合修正Miner理论计算其疲劳寿命。     

无限域考虑桥联影响的反平面裂纹动态扩展

在考虑与裂纹面位移成正比的桥联力影响下，对无限大纤维增强复合材料中半无限长反平面裂纹的动态传播进行了讨论．利用Fourier变换，问题简化成一个方程，利用Wiener-Hopf技术进行了求解．得到的应力强度因子可以表达成一个速度修正因子与静态应力强度因子乘积的形式．结论有：(1)由材料性能决定的音速是裂纹传播速度的上限；(2)桥联纤维在增韧复合材料和组织裂纹扩展中起了关键作用；(3)受桥联纤维力作用的半无限长裂纹在无限域中扩展等效于半无限长裂纹在带域中扩展．     

“钙化-碳化”法处理高铁铝土矿过程中铝铁解离行为

针对高铁一水硬铝石矿拜耳法工艺过程中铝铁难以解离的难题,提出“钙化-碳化-还原提铁”工艺方法,有效提取其中铝铁有价金属.利用纯物质合成铁铝水化石榴石相,研究其在“钙化-碳化-还原提铁”整个工艺过程中的转化行为,为含铁铝资源中铝铁的有效解离和综合回收提供理论基础.实验结果表明:在Na₂O-Al₂O₃-CaO-SiO₂-Fe₂O₃-H₂O体系中,铁铝水化石榴石相可在483~533K的温度范围内生成,且其性质相对稳定.碳化过程铁铝水化石榴石相可全部分解,生成碳酸钙相、硅酸钙相、三氧化铁相以及少量的水化石榴石相.同时碳化渣经溶铝后,其中52.7%的氧化铝可被提取;尾渣经煤粉还原后其铁金属化率可达77.2%.     

一种改进的多处损伤平板的剩余强度模型

进行了多处损伤平板的剩余强度试验研究,得到不同裂纹几何平板的剩余强度.试验结果表明主裂纹长度增加使平板的剩余强度减小;对相同的主裂纹长度,韧带减小,试验件剩余强度也减小.以试验数据为基础,提出了一种修正的塑性区连通准则.用塑性区连通准则和修正的塑性区连通准则分别计算了多处损伤平板的剩余强度,结果表明对不同的主裂纹长度和不同的韧带长度,塑性区连通准则预测的平均误差为16.07%,而修正的swift塑性区连通准则的平均误差为9.24%,大大提高了预测结果的精度.     

空气预热器内电加热管的优化布置

针对空气预热器内电加热管位置的布置长期以来缺乏理论依据而造成的能源浪费,采用有限元理论及其仿真分析软件ANSYS,充分利用其参数化分析、计算语言APDL对预热器进行参数化建模,同时利用APDL语言的计算控制和结果提取功能以及循环迭代算法,对预热器在不同数量加热管的情况下进行了数值模拟,最后得到使电预热器出口温度达到所需值时的电加热管的最少数量和每根管的最佳位置。     

腐蚀疲劳裂纹扩展的马尔可夫链模型及实验验证

在腐蚀环境下对LY12CZ铝合金试验件进行疲劳裂纹扩展实验,通过高倍显微镜观测并记录裂纹长度及相应的循环数。基于腐蚀条件下疲劳裂纹扩展数据的分散性及统计特性,提出用马尔可夫链模型模拟腐蚀疲劳裂纹的扩展,建立腐蚀疲劳裂纹扩展规律的概率模型,得到给定疲劳寿命时的裂纹超出数概率分布和给定裂纹长度时的疲劳寿命累积概率分布。将模拟结果与实验结果进行比较表明:马尔可夫链模型能够相当好地描述腐蚀疲劳裂纹扩展规律,为飞机结构的寿命预测提供参考。