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2017年西安-上海声学学会第五届声学学术会议

作者：唐博孙茂循项延训邓明晰叶有俊王一宁华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室上海200237 重庆后勤工程学院重庆401331 江苏省特种设备安全监督检验研究院江苏南京210036

非线性超声Lamb的混频相比于传统非线性超声如二次谐波具有可消除额外的非线性来源和实现对缺陷进行精确定位的优势,因而在无损探伤和结构安全性评价方面有着广泛的前景.本文从理论、仿真、实验等多个角度出发,对超声Lamb波共线混频现... 详细信息

非线性超声Lamb的混频相比于传统非线性超声如二次谐波具有可消除额外的非线性来源和实现对缺陷进行精确定位的优势,因而在无损探伤和结构安全性评价方面有着广泛的前景.本文从理论、仿真、实验等多个角度出发,对超声Lamb波共线混频现象进行分析和验证,结果表明内共振的准则可做为导波混叠的发生条件之一,即相速度匹配和非零的能量流通量.同时本文对混频产生的和频信号特征也进行了探究,证明了该混频信号具有双向传播的特点.这些工作为超声导波混叠在工程上的应用打下基础.

关键词：超声检测 Lamb波共线混频现象仿真模拟

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钨/环氧树脂γ射线屏蔽复合材料的制备及性能

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热固性树脂 2016年第6期31卷 8-12页

作者：刁飞宇张衍刘育建方俊栾伟玲华东理工大学材料科学与工程学院特种功能高分子材料及相关技术教育部重点实验室上海200237 华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

通过γ射线辐照前后AFG90和E51 2种环氧树脂性能变化对比分析,确定采用AFG90环氧树脂为基体,微米钨粉为填料,由模压法制备了钨/环氧树脂复合材料,并对材料的屏蔽性能和力学性能进行了测试,结果表明:模压法制备得到的复合材料的弯曲强度... 详细信息

通过γ射线辐照前后AFG90和E51 2种环氧树脂性能变化对比分析,确定采用AFG90环氧树脂为基体,微米钨粉为填料,由模压法制备了钨/环氧树脂复合材料,并对材料的屏蔽性能和力学性能进行了测试,结果表明:模压法制备得到的复合材料的弯曲强度随钨含量的增加增大,在钨粉质量分数80%时达到最大值142.4 MPa,随后逐渐减小。钨粉添加质量分数最高可达90%,此时密度9.15 g/cm3,材料的屏蔽性能最佳,对60Co、137Cs辐照源的线性吸收系数分别可达0.50 cm-1和0.86 cm-1。

关键词： AFG90环氧树脂 γ射线屏蔽模压法复合材料弯曲强度

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环氧树脂的γ射线辐照损伤机理研究

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热固性树脂 2016年第1期31卷 10-14页

作者：常乐张衍刘育建方俊栾伟玲华东理工大学材料科学与工程学院特种功能高分子材料及相关技术教育部重点实验室上海200237 华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

采用弯曲性能测试,动态热机械分析和X射线光电子能谱分析研究了γ辐照对环氧树脂性能的影响,并分析了辐照损伤机理。结果表明:辐照会使得环氧树脂中键能较弱的C-N和C-O断裂,断裂形成的自由基再重组生成新C-C键,从而发生进一步交联。低... 详细信息

采用弯曲性能测试,动态热机械分析和X射线光电子能谱分析研究了γ辐照对环氧树脂性能的影响,并分析了辐照损伤机理。结果表明:辐照会使得环氧树脂中键能较弱的C-N和C-O断裂,断裂形成的自由基再重组生成新C-C键,从而发生进一步交联。低剂量辐照下,材料的弯曲强度增大了5 MPa,玻璃化转变温度提高6℃。随着辐照剂量的继续增加,辐照降解加剧,弯曲强度和玻璃化转变温度都有所下降,但仍高于未辐照样品。因而当辐照剂量小于10 k Gy时,环氧树脂的辐照交联效应大于降解效应。

关键词： γ射线辐照环氧树脂弯曲强度损伤机理

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基于夏比冲击吸收能量的断裂韧性估算方法比较

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压力容器 2016年第1期33卷 32-39,45页

作者：杨滨轩福贞华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

断裂韧性是结构完整性评价的重要参数。由于受材料、成本、时间等限制,有时难以进行断裂韧性试验。利用夏比冲击吸收能量估算断裂韧性是一种简单可行的方法。为分析各个关联公式的适用范围、保守性、有效性等,首先总结了基于夏比冲击吸... 详细信息

断裂韧性是结构完整性评价的重要参数。由于受材料、成本、时间等限制,有时难以进行断裂韧性试验。利用夏比冲击吸收能量估算断裂韧性是一种简单可行的方法。为分析各个关联公式的适用范围、保守性、有效性等,首先总结了基于夏比冲击吸收能量估测断裂韧性的经验公式,然后结合文献收集的试验数据进行比较。结果表明:SC,RLB和BL公式估测效果较好,BRS和BR公式对国外钢种预测结果较好,但不能直接用于国产钢,IWT公式对所研究材料预测结果都不理想;国产钢不能简单地套用已有国外经验公式,有时需要调整以确保其保守性;除IWT公式外,其他公式预测的断裂韧性分布趋势与主曲线大致吻合,利用预测的断裂韧性值推导对应主曲线应是可行方案。

关键词：断裂韧性夏比冲击吸收能量关联公式

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基于单元流道模型的三叶孔板换热器热力性能研究

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压力容器 2016年第4期33卷 10-17页

作者：周帼彦史燕华郭震朱凌云涂善东华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

三叶孔板换热器是一种新型纵流换热器,广泛应用于核电装备领域。建立了三叶孔板换热器壳单元流道模型,利用商用软件FLUENT 14.0及三种湍流模型对换热器壳程流体流动及传热性能进行数值模拟,通过与试验对比优选了湍流模型。分析了其壳程... 详细信息

三叶孔板换热器是一种新型纵流换热器,广泛应用于核电装备领域。建立了三叶孔板换热器壳单元流道模型,利用商用软件FLUENT 14.0及三种湍流模型对换热器壳程流体流动及传热性能进行数值模拟,通过与试验对比优选了湍流模型。分析了其壳程流体流场和温度场的分布情况及支撑板间距、三叶孔孔高等结构参数对三叶孔板换热器传热和阻力性能的影响。在此基础上,进一步与整体模型的计算结果进行了比较。结果表明:采用可实现k-ε湍流模型的计算结果更为准确;壳程努赛尔数和阻力因子随支撑板间距和开孔高度的增大而减小;综合考虑相关因素,单元流道模型是研究纵流壳程换热器传热与阻力性能的一种可行且高效的模型和方法。

关键词：三叶孔板换热器单元流道模型数值模拟

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非线性超声技术表征金属和有机材料塑性损伤的对比试验研究

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压力容器 2016年第3期33卷 9-15页

作者：侯甜甜轩福贞项延训华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

非线性超声信号对材料微观组织演化非常敏感,可用于材料早期服役损伤的检测与表征。基于非线性超声纵波信号测量,研究纯铜和有机高分子材料PMMA的超声非线性参量随着材料塑性损伤程度的变化关系。试验结果表明,随着塑性应变的增加,纯铜... 详细信息

非线性超声信号对材料微观组织演化非常敏感,可用于材料早期服役损伤的检测与表征。基于非线性超声纵波信号测量,研究纯铜和有机高分子材料PMMA的超声非线性参量随着材料塑性损伤程度的变化关系。试验结果表明,随着塑性应变的增加,纯铜的超声非线性参量随着变形量的增加而显著增大,而PMMA材料的超声非线性参量几乎不变。利用扫描电子显微镜与透射电子显微镜分别对两种材料进行微观组织观察,发现纯铜在塑性变形过程中位错密度逐渐增加,这可能是导致超声非线性参数增大的主要因素。无位错结构的PMMA材料在塑性变形过程中仅发生了高分子链段的变化,而非线性超声信号对此却不太敏感。从试验结果可以看出,材料损伤过程中位错结构的演化能引起非线性超声信号的显著变化。

关键词：非线性超声 PMMA 纯铜塑性损伤

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厚壁管多道焊缝金属的局部微区蠕变性能试验研究

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压力容器 2016年第10期33卷 1-8页

作者：杨滨刘新平轩福贞华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

以高温耐热钢多道焊缝金属为对象,采用微试样方法进行了不同焊缝微区的蠕变试验,分析了蠕变破断试样断口、微观组织的关系。研究发现,焊缝金属局部微区的蠕变性能存在较大差异,表现为平行于焊道、垂直于焊道和焊道搭接区的蠕变强度依次... 详细信息

以高温耐热钢多道焊缝金属为对象,采用微试样方法进行了不同焊缝微区的蠕变试验,分析了蠕变破断试样断口、微观组织的关系。研究发现,焊缝金属局部微区的蠕变性能存在较大差异,表现为平行于焊道、垂直于焊道和焊道搭接区的蠕变强度依次降低,蠕变裂纹分别在粗晶区、柱状晶区和重结晶区萌生。局部微区组织差异主要影响蠕变一、二阶段的变形幅值,对变形规律没有显著影响。取样位置和方向分别导致试样包含的局部微区不同、相同外载下试样局部微区的应力不同,使多道焊缝金属表现出宏观各向异性蠕变行为。

关键词：多道焊缝金属蠕变性能不均匀组织失效模式

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基于疲劳寿命的共面多裂纹合并准则研究

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压力容器 2016年第2期33卷 1-9页

作者：占勇温建锋涂善东轩福贞华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

为评估现有结构完整性评定规范中裂纹合并准则的保守性,采用有限元分析技术预测循环载荷下含一对等大半椭圆表面裂纹的有限厚度平板的疲劳寿命。采用两种不同材料(304不锈钢和16Mn R钢)参数,对不同初始深度比、形貌比、最小间距的22组... 详细信息

为评估现有结构完整性评定规范中裂纹合并准则的保守性,采用有限元分析技术预测循环载荷下含一对等大半椭圆表面裂纹的有限厚度平板的疲劳寿命。采用两种不同材料(304不锈钢和16Mn R钢)参数,对不同初始深度比、形貌比、最小间距的22组裂纹平板的剩余寿命进行了预测,并讨论了现有的三类合并准则和一种由本文提出的合并准则的保守性。与利用考虑干涉直接计算得到的剩余寿命相比较,其结果表明,现有合并准则的保守性与裂纹相对板厚的尺寸密切相关。在初始裂纹深度较大的情况下,BS 7910和ASME建议的合并准则可能会得到不保守的结果,而A16,API 579-1和GB/T 19624—2004建议的合并准则过于保守。建议当两裂纹的最小间距与平均裂纹深度相等,即s=(a_1+a_2)/2时,可将两个表面裂纹表征为一个大裂纹。最后,通过对裂纹扩展速率公式中材料参数的敏感性分析,发现合并准则的保守度还与所用材料的裂纹扩展速率有关,其中Paris公式中的指数n起关键作用,而系数C的影响甚微。

关键词：寿命预测裂纹合并准则有限元分析疲劳

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大型窄间隙埋弧焊结构的残余应力分析及热处理优化

大型窄间隙埋弧焊结构的残余应力分析及热处理优化

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第十八届全国疲劳与断裂学术会议

作者：余磊宫建国轩福贞华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室

焊接过程会在核电低压转子焊缝区域造成显著焊的接残余应力。为减小转子的焊接残余应力,通常需要对转子进行焊后热处理。本文首先基于ABAQUS软件中的DFLUX、FILM以及UEXPAN子程序,分别实现焊接过程中双椭球移动热源移动、热量交换和固... 详细信息

焊接过程会在核电低压转子焊缝区域造成显著焊的接残余应力。为减小转子的焊接残余应力,通常需要对转子进行焊后热处理。本文首先基于ABAQUS软件中的DFLUX、FILM以及UEXPAN子程序,分别实现焊接过程中双椭球移动热源移动、热量交换和固态相变,建立了大型核电低压焊接转子多道焊窄间隙焊接的有限元分析方法。并在焊接残余应力的基础上,采用准静态加热的焊后热处理假设,引入Norton-Bailey本构方程研究了转子模拟件焊后热处理过程中应力的松弛行为。结果表明:纳入固态相变的焊接残余应力模拟结果与实验吻合较好;焊接残余应力的释放主要发生在热处理升温阶段,保温时间对应力的释放作用并不明显,而且发现焊后热处理温度对应力释放量起主导作用。

关键词：窄间隙多道焊固态相变残余应力焊后热处理

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蠕变-疲劳载荷下高温结构的缺口效应研究进展

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机械工程学报 2015年第24期51卷 24-40页

作者：宫建国温建锋轩福贞华东理工大学机械与动力工程学院上海200237 华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

随着能源短缺问题的不断突出,高参数(高温、高压等)装备的研发成为工业节能降耗的重要手段,如超超临界汽轮机、航空发动机等高端装备。工程实际中,高参数装备的失效多源于缺口等局部不连续部位,其在蠕变-疲劳等复杂载荷下的强度分析和... 详细信息

随着能源短缺问题的不断突出,高参数(高温、高压等)装备的研发成为工业节能降耗的重要手段,如超超临界汽轮机、航空发动机等高端装备。工程实际中,高参数装备的失效多源于缺口等局部不连续部位,其在蠕变-疲劳等复杂载荷下的强度分析和设计是当前研究的热点与难点。系统回顾了蠕变-疲劳载荷下含缺口构件的试验、本构模型、寿命预测、数值分析及考核准则方面的研究进展,主要包括:蠕变-疲劳载荷下的新本构关系及应用;高温强度和寿命分析的新模型及新方法;简化模型试验方法及蠕变-疲劳强度考核准则。总结这一领域的热点和研究展望,可为高参数装备在蠕变-疲劳等复杂载荷下的强度分析与设计提供一定技术支持与借鉴。

关键词：蠕变-疲劳缺口效应本构模型寿命预测考核准则

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