深度调峰长期服役TP347H钢管内壁氧化皮结构与形成机理

目的 掌握和应对深度调峰带来的新的安全隐患,对某深度调峰超临界机组的高温过热器和屏式过热器TP347H钢管内壁氧化皮开展研究。方法 采用物相成分测试和显微组织分析相结合的方法,探讨氧化皮的结构及其形成机理。结果 中间气孔层将氧化皮分为内外2层,外层为Fe2O3,结构疏松;内层较致密,主要为(Fe, Ni)Cr2O4,其中部分晶界富Cr相与含氧水蒸气反应、气化,形成气孔。含氧水蒸气通过气孔向钢基体扩散,并与其中的Cr反应,形成不连续的Cr2O3薄层。钢中的Fe原子通过Cr2O3薄层的缝隙扩散至内外层氧化皮界面,氧化形成Fe2O3,促进外层氧化皮的生长。结论 深度调峰促进了管道内壁氧化及氧化皮中气孔的形成,同时在外层氧化皮表层诱发微裂纹,促使氧化皮剥落。     

DIN 75220标准阳光模拟试验与海南户外暴露试验对比研究

为了对比DIN 75220标准阳光模拟试验与我国海南户外暴露试验,以某型汽车整车和PC、PS标准板为研究对象,对自然曝晒试验和基于DIN 75220标准的整车阳光模拟试验中汽车典型部位微环境、汽车典型部件失效行为以及温度校正太阳辐射量的结果进行了对比研究。分析了2种试验方法中各统计量间的相关关系,进一步结合2种方法下的油漆件色差、内外饰件间缝隙变化结果以及关键部件典型失效问题,提出了适合用于模拟我国海南典型湿热自然环境的定制化阳光模拟试验循环。研究结果表明,基于DIN 75220标准的1个周期整车阳光模拟试验可以反映约80%的湿热自然环境整车曝晒试验3~6个月出现的失效问题。DIN 75220标准中,潮湿气候循环试验可以较好地模拟我国海南湿热自然环境,35个潮湿气候循环可以模拟海南整车自然曝晒1 a。     

海管焊接接头腐蚀特性及监测方法研究进展

首先,介绍了海底管道焊接区域的腐蚀理论,其中成分差异理论和活性组织溶解理论是导致焊接区域发生局部腐蚀的主要内因。其次,总结了影响焊接区域腐蚀性能的因素,主要包括焊接区域元素成分、显微组织等材料自身因素以及温度、流速等环境因素。进而,结合焊接区域的属性特点和环境条件,归纳了电偶腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀等主要的腐蚀类型。最后,重点介绍了元素成分和显微组织结构复杂的焊接区域非均匀腐蚀监测方法,明确了如电化学法、电阻法等的技术特点和适用条件,从而从腐蚀特性及腐蚀监测层面为海管焊接区域的工艺设计和腐蚀管理提供技术指导。     

机载设备温度试验摆放间距研究

目的 在多台产品进行温度试验时,确定高低温试验箱中产品合理的放置间距,以确保试验有效。方法 基于接触式测量,对机箱类产品的摆放间隔随温度变化进行测试,并对所有测试结果画出数据曲线,进行分析研究。结果 通过对高低温试验箱中1、5、10、15 cm放置间距的产品的温度变化情况进行测定,经过对比分析研究,最终确定了合理的放置间距。结论 经过分析研究,最终确定按照测试方案中制定的10 cm间距摆放,则整个试验过程可信度仍较高。     

某飞机系统故障率敏感性分析研究

目的 解决某飞机系统针对不同服役阶段和使用环境的故障率敏感性分析问题,发现影响系统故障率的重要因素。方法 结合Sobol方法和Kriging模型,发展一种适用于某飞机系统的故障率敏感性分析方法。该方法通过收集该飞机系统在不同使用年限和使用环境下的故障率数据,并将其作为训练样本训练Kriging模型成为满足系统故障率预测要求的黑箱函数,然后利用训练好的Kriging模型预测敏感性分析所需的样本故障率。结果 利用该方法对某飞机子系统进行了故障率敏感性分析,给出了影响系统故障率的各变量的主效应及全效应指标,发现平均温度和平均湿度为影响该系统故障率的重要因素。结论 该方法可以更加高效地计算故障率影响变量的敏感性指标,并给出相对重要度排序,可为飞机系统的故障预防、故障诊断和故障维修提供依据。     

玻纤增强复合材料在厦门地区自然老化及寿命预测研究

目的 研究玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂的自然老化机理,预估该复合材料在厦门地区的使用寿命。方法 研究玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂在厦门近海地区大气暴露、海水飞溅、海水全浸等3种方式下,自然老化3 a的表面形貌变化和力学性能变化规律。通过扫描电子显微镜、红外光谱仪观察试样的微观结构,解释老化机理。运用线性回归方程对该复合材料的使用寿命进行预测。结果 获得了该复合材料的拉伸强度和弯曲强度等力学性能在老化过程中的变化规律,得到了大气暴露方式下试样的线性回归方程,计算得到弯曲强度下降到75%时的使用寿命。结论 该复合材料在大气暴露方式下的自然老化程度最大,在海水全浸方式下的自然老化程度最小。在老化过程中,主要是复合材料表面的不饱和聚酯树脂老化、脱离。以弯曲强度下降到75%为失效指标,计算得出复合材料的寿命为93.3个月。     

基于GAN的小样本腐蚀失厚率数据增强方法

目的 对小样本腐蚀失厚率数据进行数据增强,实现数据扩充,以提升后续分析模型的预测精度,减轻过拟合程度,并提升模型的泛化能力。方法 利用生成对抗网络(Generative Adversarial Networks,GAN)扩充腐蚀失厚率数据,使数据分布更加全面。对生成数据进行降维可视化分析,探究生成数据与原始数据样本的分布规律,分析数据增强合理性,并从多个算法模型、多个评价指标角度对分析预测能力、泛化能力进行评估。结果 生成数据填补了原始数据在样本空间分布的薄弱环节,加入生成数据后,各机器学习算法模型得出的MSE均值为未加入生成数据的61.72%~91.74%,皮尔逊均值为99.01%~113.64%,预测准确度提升,结果关联性更强,模型泛化能力增强。结论 GAN能有效对小样本腐蚀失厚率数据进行增强,数据扩充对分析预测提供正向支持,生成数据不宜多于原始数据,防止扰乱训练样本分布,同时存在生成数据多样性受限的问题。     

贫铀合金球对Q235钢靶侵彻性能研究

目的 研究贫铀合金球对Q235钢靶的侵彻行为,为贫铀合金材料侵彻行为的深入研究以及在战斗部中广泛应用提供支撑。方法 采用Johnson-Cook强度模型和失效模型建立贫铀合金球撞击Q235钢靶的模型,利用Abaqus/explicit模块模拟研究贫铀合金球初速与尺寸对剩余速度、扩孔面积、侵彻深度的影响,并对结果进行分析。结果 通过试验与模拟得到了贫铀合金球的穿靶极限速度,两者结果基本吻合,验证了模型参数的准确性。相同尺寸下,贫铀合金球的剩余速度随初速的增大呈线性增大趋势,穿靶后速度衰减率为14.6%~33.2%。初速为900~1 300 m/s、直径为5~9 mm时,扩孔面积比为1.08~1.286。贫铀合金球的侵彻深度(H)随直径(d)和初速(v)的增大逐渐增大,三者的关系为 。结论 贫铀合金球初速和尺寸是影响侵彻深度的关键因素,但对扩孔直径没有显著影响。     

复杂箱体类构件表面多功能涂层技术研究及应用

目的 解决某产品箱体等复杂构件耐磨、减摩、抗烧蚀、残渣难清理引起的腐蚀等问题。方法 开展协合涂层工艺研究及应用试验验证,通过扫描电镜观察(SEM)、成分能谱分析(EDS)及厚度、硬度、附着强度(热震法)、中性盐雾试验、球盘式摩擦磨损试验等对涂层进行性能测试。结果 该涂层厚度均匀可控,与基体结合力强,在300~500 ℃共5个热震循环后,结合力未受影响。硬度高,超过800HV1.0,与铬镀层相当。耐磨性及耐腐蚀性好,6 000次摩擦磨损试验后,无明显磨痕,中性盐雾1 200 h为评级为8级。通过涂层制备工艺对高频淬火部位性能影响研究分析,摸清了涂层制备对高频淬火部位的影响规律。通过箱体等复杂零件试生产,解决了涂层“发花”及“气馕袋”等制备问题。结论 经多轮产品试验验证,该涂层完全能满足产品使用要求。     

原子氧作用下聚合物薄膜材料表面形貌变化研究综述

原子氧作用造成航天器用聚合物薄膜的表面形貌发生显著变化,服役性能下降。基于此,从试验和仿真2个方面对相关研究进行了综述,总结了聚酰亚胺薄膜粗糙度及透过率随原子氧通量的变化,发现随累积通量增加,薄膜表面粗糙度增大,造成其透过率下降,但变化规律仍不清楚。对改性聚酰亚胺薄膜、其他聚合物薄膜及空间环境协合效应下聚合物薄膜的形貌变化进行了分析,分析了原子氧与聚合物材料作用仿真方法,对原子氧掏蚀形貌仿真结果进行了总结,指出了聚合物薄膜形貌变化机理研究中的关键科学问题。