凌祥
,
郑杨艳
,
尤英俊
,
陈玉新
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2005.06.004
对304不锈钢进行了恒定温度下多种载荷的小冲孔蠕变试验,在此基础上建立了304不锈钢小冲孔蠕变试样的有限元模型.应用改进的K-R蠕变损伤本构方程,分析了在650℃、恒载荷条件下的试样中心挠度、应变等随时间的变化规律以及试样蠕变损伤与位置的关系.结果表明,试验与数值模拟结果基本一致,试样中心蠕变曲线都具有明显的三个阶段,与单轴试验的应变曲线十分相似.整个试样在中心损伤比较严重,呈现明显局部化特征.试样的失效首先在下表面,距试样中心约1/10处,这与试验观察到的试样颈缩部位完全一致.
关键词:
小冲孔蠕变试验
,
蠕变损伤
,
有限元分析
周志祥
,
凌祥
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2010.3.018
基于Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)塑性损伤本构方程,建立了小冲孔试验试样损伤分析的有限元模型.针对尺寸为φ10mm×0.50mm的SUS304不锈钢圆片状试样进行了常温小冲孔试验.试验和有限元分析所得到的载荷-位移(Load-displancement,L-D)曲线和试样破断位置一致,从而验证了有限元模型的有效性.进一步应用所建立的有限元模型系统地分析了摩擦系数、试样厚度、钢球直径、下模孔径以及冲压速率等因素对小冲孔试验结果的影响.研究结果表明:上述因素对L-D曲线、最大载荷、试样破断时间以及启裂和颈缩位置有显著影响,克服了目前小冲孔常温试验模拟中存在的不足,所得结论为今后的小冲孔试验技术发展提供了技术指导.
关键词:
小冲孔试验
,
塑性损伤
,
影响因素
,
有限元分析
巩建鸣
,
涂善东
,
凌祥
,
喻红梅
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2000.11.003
采用含有局部效应的蠕变损伤力学方法,计及材料不均匀性,建立母材和焊缝金属两材料有限元模型,分析了具有缺口的HK40带焊缝试样以及实际HK40炉管焊接接头的蠕变损伤发展与断裂.蠕变损伤模拟结果表明,虽然焊缝金属为蠕变硬焊缝,但在服役寿命的后期,焊缝损伤较母材严重,出现损伤局部化特征,最终的失效发生在焊缝中.服役10年的HK40炉管的金相剖析也表明焊缝比母材具有较高的损伤级别,这预示着焊缝在长期服役过程中是最薄弱的环节之一.
关键词:
焊接
,
蠕变损伤
,
高温
,
HK40炉管
史进
,
涂善东
,
巩建鸣
,
凌祥
机械工程材料
doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2005.07.007
为了正确评价钎焊接头的高温力学性能,采用铸态非晶态BNi-2钎料来模拟实际钎缝材料,测定其基本蠕变特性,并与0Cr18Ni9不锈钢进行比较.结果表明:高温下BNi-2铸态钎料蠕变韧性低,蠕变应变速率小,对应力水平比较敏感,其本构关系可用Kachanov-Robatnov方程描述.
关键词:
铸态钎料
,
钎焊
,
蠕变
,
本构关系
彭薇薇
,
凌祥
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2006.06.007
建立模拟激光冲击残余应力场的非线性弹塑性有限元模型,预测AISI 304奥氏体不锈钢厚、薄靶材经激光冲击后表面以及内部的残余应力场分布.模拟过程中,考虑材料高应变率(106s-1)下的力学性能和激光诱导冲击波的精确加载,分析激光功率密度、激光光斑尺寸、激光脉宽、激光冲击次数、激光单面与双面冲击等激光冲击参数以及初始残余应力等因素对不锈钢靶材残余应力分布的影响.数值模拟结果与X射线衍射法测量值吻合较好.在有初始残余拉应力(250MPa)存在的情况下,激光冲击仍能使304奥氏体不锈钢靶材形成残余压应力层,说明激光冲击工艺可提高奥氏体不锈钢焊接构件的抗应力腐蚀开裂能力.
关键词:
激光冲击
,
有限元模拟
,
残余应力场
李清婉
,
邓贵德
,
凌祥
,
李伟
,
寿比南
玻璃钢/复合材料
受气瓶用无缝钢管壁厚偏差影响,环缠绕复合气瓶内胆实际壁厚可能存在0～+30％的变化.内胆实际壁厚变化会影响复合气瓶的自紧效果,从而影响复合气瓶的抗疲劳性能.采用有限元方法对壁厚不同的钢质内胆玻璃纤维环缠绕复合气瓶进行了应力分析.结果表明,随着内胆壁厚增大,相同自紧压力下内胆预压缩应力减小,工作过程中内胆平均应力增大,这会减弱气瓶的抗疲劳性能;但内胆疲劳交变应力幅减小,这对气瓶的抗疲劳性能又有增强作用.因此,分别基于Goodman和SWT平均应力修正方程,对计算所得的平均应力和疲劳交变应力幅进行了等效处理,两种方法所得等效交变应力幅均随内胆壁厚增大而减小.这表明二者的共同作用对环缠绕复合材料气瓶的抗疲劳性能有小幅度的提高,内胆实际壁厚的增大不会降低环缠绕复合气瓶的抗疲劳性能.
关键词:
复合材料气瓶
,
环向缠绕
,
疲劳性能
,
有限元分析
,
壁厚变化
陆晓峰
,
朱晓磊
,
凌祥
中国腐蚀与防护学报
通过将稳态传质模型和一维电偶腐蚀模型耦合，提出了预测异径管流动加速腐蚀速率的新模型。该模型先由稳态传质模型得到异径管近壁面处的自腐蚀电流密度分布和速度极值点处的自腐蚀电位，而后将极值点处自腐蚀电位代入到一维电偶腐蚀模型中，计算该壁面处的电偶腐蚀电流密度。应用此新模型对某一异径管流动加速腐蚀速率进行计算，发现异径管大端的腐蚀电流密度比小端腐蚀电流密度大两个数量级，据此可以解释台湾某核电站蒸汽冷凝水管线统计得出异径管大端出现最大减薄量的现象。与壁面剪切应力理论和稳态传质理论计算流动加速腐蚀速率分布相比，该模型的计算结果更贴近实际情况。
关键词:
流动加速腐蚀
,
reducer
,
galvanic corrosion
,
prediction model
李进一
,
凌祥
,
周建新
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2012.1.017
建立模拟超声冲击残余应力场的三维有限元模型,预测AISI 304奥氏体不锈钢靶材经超声冲击后的残余应力场分布.模拟过程中,分析冲击速度、针头直径、冲击时间、摩擦力、冲击次数以及不同覆盖率等因素对超声冲击残余应力场分布影响的规律.结果表明,冲击速度、针头大小、冲击时间及摩擦力都会影响到最终冲击残余应力场.冲击速度和针头直径对残余应力场分布影响显著,速度提高或直径变大,均可明显提高残余压应力值,且增加残余压应力层深度,但摩擦系数对冲击效果的影响不大.随着冲击次数的增加,超声冲击强化特征明显,残余压应力层深度增加.随着覆盖率的增加,残余压应力层增厚,但形成的最大残余压应力值减小.
关键词:
超声冲击
,
有限元模拟
,
残余应力场
朱晓磊
,
陆晓峰
,
凌祥
腐蚀科学与防护技术
建立一套温度、压力、流速可控的流动加速腐蚀试验装置, 模拟某蒸汽冷凝水管线工况, 对20钢、Q345R钢、304不锈钢三种材料进行了流动加速腐蚀试验, 采用电化学测量方法得到三种钢的Tafel曲线. 应用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对腐蚀产物膜的厚度、形貌与组分进行了分析. 结果表明, 相同工况条件下, 腐蚀速度从大到小依次为20钢、Q345R钢、304不锈钢; 20钢的腐蚀产物膜结构为球状; Q345R钢存在两种腐蚀产物膜结构, 即网状结构和片状结构; 304不锈钢腐蚀产物膜的结构为片状, 有效的保护了基体材料.
关键词:
流动加速腐蚀
,
20 steel
,
Q345R steel
,
304 stainless steel
,
pressure pipeline
