湿热对复合材料粘接修理裂纹铝合金板疲劳性能的影响

目的 研究湿热对复合材料粘接修理结构疲劳性能的影响.方法 在表面处理工艺中分别选择KH550和AC130两种偶联剂,设计制备一系列复合材料粘接修理试样.在温度为55℃、相对湿度为98％的环境试验箱中湿热处理72 h.测试湿热前后复合材料粘接修理结构的疲劳性能.结果 复合材料粘接修理后,采用KH550、AC130修理试样的疲劳寿命分别是未修理试样的4.3、5.2倍.湿热处理后,相较于未修理试样,采用KH550的修理试样,疲劳寿命提高了3.8倍,而采用AC130的试样为4.6倍.结论 湿热处理导致粘接界面和复合材料补片的性能下降,从而造成疲劳性能降低.采用AC130偶联剂比采用KH550偶联剂能够获得更好的疲劳性能,且湿热后,其疲劳性能下降较少.采用AC130的试样,其裂纹扩展速率比较低.     

低透气性煤层点式酸化压裂增透技术研究与应用*

为解决富含矿物质煤层透气性问题,基于点式压裂和酸液增透煤体机制,提出点式酸化压裂增透技术,通过扫描电镜试验确定适合三元煤矿酸液配比体系。结果表明:点式酸化压裂钻孔组平均抽采瓦斯流量和浓度是普通钻孔组的3.65,1.72倍,是点式水力压裂钻孔组的1.32,1.06倍;点式酸化压裂增透效果明显优于点式水力压裂;且其增透煤体起裂压力和同等条件下注液量均低于点式水力压裂,点式酸化压裂实现煤体定点、低流量、大范围、快速增透,通过将物理增透与化学增透相结合,可有效提高煤体孔隙-裂隙结构发育程度和整体连通性,有助于煤体中瓦斯运移,提高采收率。     

火源位置对浮法玻璃热破裂行为规律影响研究*

为了研究火源位置对浮法玻璃热破裂行为规律的影响,选用尺寸为600 mm×600 mm×6 mm（长×宽×厚）的浮法玻璃为研究对象,研究在点支撑和框支撑安装方式下,在玻璃厚度方向上不同火源位置的浮法玻璃热破裂情况,分析其首次破裂时间、破裂时表面温度以及裂纹起裂方式等热破裂行为参数,加深对浮法玻璃热破裂行为机理的研究。结果表明:在火源位置实验中进行中心热辐射时,点支撑安装方式下的浮法玻璃防火性能优于框支撑安装方式下的浮法玻璃;其次,玻璃表面会形成大量孤岛裂纹和交叉裂纹,裂纹最终形态受火源位置影响,火源位置与裂纹数量、裂纹分布复杂性呈负相关。     

TC18钛合金在海洋大气环境中的腐蚀行为研究

目的为TC18钛合金应用范围扩展和产品结构的设计与选材提供有益的借鉴和参考。方法采用宏微观腐蚀形貌、静态力学性能、断裂韧度、疲劳裂纹扩展速率研究TC18钛合金在海洋大气环境下暴露6年的腐蚀行为。结果 TC18钛合金在微观形貌上未见点蚀坑等明显腐蚀,抗拉强度和断裂韧度随海洋环境试验时间的延长呈下降趋势,试验4年,TC18断裂韧度下降了6.7%,其断口形貌表现为准解理断口。在da/d N-ΔK双对数坐标中,2,4,6年三个试验周期中两者均呈现很好的线性关系,Paris公式da/d N=C(ΔK)~n中,参数分别为C_1=5.846×10~(-11),n_1=2.320,C_2=6.01×10~(-14),n_2=3.48,C_3=1.81×10~(-13),n_3=3.30。结论 TC18钛合金在海洋大气环境下表现出较低的腐蚀敏感性。     

Determination of the critical length of the crack-like flaws and its effect on safety

Methodologies of API 579 have been widely accepted as the de-facto standard guideline for fitness for service assessment on crack-like flaws in pressure equipment. For different purposes and needs, the evaluation is divided into three levels, from critical length estimation in level 1, use of the failure analysis diagram (FAD) in level 2, to performing finite element stress analysis in level 3, that is from simplified to accurate. It is generally considered safe as long as the crack is smaller than the critical crack, but not all of them are actually the case. Therefore, it is very important to study the physical meaning behind the critical crack and understand the conservativeness of it.In this study, numerous examples of critical cracks determined according to API 579 Level 1 were put into Level 2 analysis for comparison. Each case is mapped onto the FAD of level 2 analysis to see its position and distance from the borderline between safe and danger zones. A huge amount of examples covering the majority of possible scenarios, including the geometry, thickness, inner diameter, pressure and half-length of the flaw, depth of the crack, crack tip and crack bottom, as a whole, there are 960 cases to be analyzed.Results show that cracks on the circumferential direction of the cylindrical and spherical vessels are distributed tightly in a small area far from the borderline on the FAD diagram. In these cases, the vessel is actually not as dangerous as the critical crack implies, since most of the points lie quite far from the danger zone. As for the longitudinal cracks of a cylindrical vessel, the results are scattered around, and three data points are located outside the allowable zone. The peculiar results are partly due to a discrepancy of interpolating procedure as the influence coefficient is being computed. Through this study, it is also found that the cumbersome process of estimating the critical crack length can be greatly simplified for longitudinal cracks in a cylindrical vessel.     

基于两参数Weibull模型的预腐蚀2A12铝合金材料裂纹萌生寿命评估

铝合金在航空工业中广泛应用,因此对于铝合金构件的寿命评估很重要。腐蚀损伤使得裂纹容易萌生,因此降低铝合金结构的疲劳寿命。铝合金构件在其服役过程中,裂纹萌生寿命占据了大部分的时间,研究腐蚀损伤对于铝合金材料的裂纹萌生寿命的影响具有重要意义。由于腐蚀疲劳影响因素众多,数据分散性很大,因此本文引入weibull分布模型评估腐蚀疲劳裂纹扩展,对于损伤容限评估具有重要意义。     

预腐蚀LD2铝合金腐蚀坑向裂纹转化研究

本文主要研究微结构对于腐蚀坑的生长,腐蚀坑向裂纹的转化过程,以及导致最终断裂的主导有效裂纹。对于两种厚度的LD2铝合金试件在3.5%NaCl溶液中进行了腐蚀疲劳试验。试验结构表明微结构对于腐蚀坑向裂纹的转化过程以及疲劳裂纹扩展具有重要影响。     

基于红外热成像技术烃类火灾下沉管隧道开裂分析*

为了研究烃类火灾下沉管隧道的开裂深度,建造沉管隧道缩尺模型,采用HCinc升温曲线在沉管隧道左、右两侧孔内同时开展明火试验。在沉管隧道火灾试验过程中,利用热电偶和红外热像仪测量沉管隧道的温度场变化,利用红外热像仪对混凝土裂缝位置的温度变化进行监测。基于混凝土内水分迁移原理,结合混凝土裂缝中水和水蒸气的温度变化及混凝土内温度场分布,推断出在点火95 min时,混凝土裂缝开展深度超过150 mm。研究结果表明:在沉管隧道内部发生火灾的情况下,受火侧受热膨胀容易导致沉管隧道外侧混凝土受拉开裂,在沉管隧道抗火设计中,建议考虑内外侧温差导致的混凝土开裂问题。     

氢化物诱致金属稳态裂纹扩展数学模型理论研究

在温度和裂尖速度恒定、平面应变和小范围氢化物沉淀条件下,给出了考虑氢扩散、氢化物沉淀、非机械能量流和氢化物/固溶变形等多物理场的耦合效应的数学模型.导出了应力态金属中氢固态溶解度解析表达式,可用于描述不同弹性性态及任意几何形状的氢化物,其中氢化物和金属相假设为具有完全各向异性的力学性态.研究表明,当接近氢化学平衡和临近应力强度因子阈值裂纹扩展时,静水应力平台在临近裂尖氢化物沉淀的区域产生.静水应力平台强烈依赖于远场氢浓度和温度,但几乎与金属材料的屈服强度和硬化特性无关.同一静水应力也在产生氢化物的裂尖后面出现.裂尖场附近的特性用于估计远场氢浓度阈值(而且发现低于此阈值时不会产生氢化物沉淀)和应力强度因子阈值.当归一化应力强度因子接近零时,临近应力强度因子阈值的裂尖场产生,它可由氢化物沉淀区域的常静水应力体现.随着归一化应力强度因子值的增加,裂纹扩展裂尖场从阶段Ⅰ演化到阶段Ⅱ,氢化物沉淀区域的实际尺寸减小并偏离平台水平,裂尖场附近的力学响应基本和金属中不充有氢的工况一致,此时裂尖场强烈依赖于远离裂尖场的氢浓度.     

一起球罐支柱开裂的分析处理和评定

介绍了一起球罐支柱开裂事故的原因分析和处理措施,并进行了强度校核。