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Quality Evaluation of Diffusion Bonded Joints by Electrical Resistance Measuring and Microscopic Fatigue Testing

Chinese Journal of Mechanical Engineering 2011年第2期24卷 187-194页

作者： LI Yujia XUAN Fuzhen LI Shuxin tu shandong Key Laboratory of Pressure System and Safety of Ministry of Education East China University of Science and Technology Shanghai 20023 7 China School of Petrochemical Engineering Lanzhou University of Technology Lanzhou 730050 China

Micro-structure related behavior of diffusion bonding joints is a crucial issue in device and reactor fabrication of Micro Chemo Mechanical ***,the previous studies have been focused on the macro mechanical performance of diffusion bonded joint,especially diffusion bonding conditions effects on tensile strength,shearing strength and fatigue *** research of interfacial micro-voids and microstructures evolution for failure mechanism has not been carried out for diffusion-bonded *** interfacial electrical resistance measuring method is proposed to evaluate the quality of bonded joints and verified by using two-dimensional finite-element *** influences of micro void geometry on increments of resistance are analyzed and the relationship between bonded area fraction and resistance increment is established by theoretical analysis combined with simulated *** inspections and micro-hardness testing are conducted near the interface of diffusion bonded *** the purpose of identifying the failure mechanisms of the joints,both microscopic tensile and fatigue tests are conducted on the self-developed in-situ microscopic fatigue testing *** on the microscopic observations,the mechanism of interfacial failure is *** observation result shows that for 316LSS diffusion-bonded joints,microstructure evolution and effect of micro-voids play a key role in interfacial failure ***,a new life prediction model in terms of the increment of electrical resistance is developed and confirmed by the experimental *** proposed study is initiated that constituted a primary interfacial failure mechanism on micron scale and provide the life prediction for reliability of components sealed by diffusion bonding.

关键词： diffusion bonded joints interfacial failure electrical resistance microscopic fatigue testing

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Magnification Ratio of Mechanical Displacement Amplifier in Sensing Device

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2017年第3期34卷 302-307页

作者： Jia Jiuhong Liao Zuoyu Hu Xiaoyin tu shandong Key Laboratory of Pressure Systems and Safety of Ministry of Education School of Mechanical and Power EngineeringEast China University of Science and Technology

In order to monitor deformation of high temperature components for a long time,a sensing device integrating a bridge-shaped mechanical displacement amplifier has been *** sensing device has higher resolution and accuracy than conventional ***,the relation between the magnification ratio and the structure size of the displacement amplifier is a bottleneck of sensing device *** this,the magnification ratio of a mechanical displacement amplifier is analytically derived based on its geometry *** prototypes of the displacement amplifier made in propathene are manufactured,and an experimental system is set up to validate the accuracy of the established magnification ratio *** magnification ratios and experimental magnification ratios are compared and agree well,which verifies that the proposed equation is *** analytical equation provides an effective design method for bridge-shaped mechanical displacement amplifiers with an expected magnification ratio.

关键词： amplifier shaped bottleneck monitor agree validate manufactured correction corner integrating

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Effect of Laser Power on the Microstructure and Mechanical Properties of TiN/Ti_3Al Composite Coatings on Ti6Al4V

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Chinese Journal of Mechanical Engineering 2013年第4期26卷 714-721页

作者： LIU Zhengdao ZHANG Xiancheng XUAN Fuzhen WANG Zhengdong tu shandong Key Laboratory of Pressure Systems and Safety of Ministry of Education East China University of Science and Technology

Laser nitriding is one of the effective techniques to improve the surface properties of titanium alloys and has potential application in the life extension of last-stage steam turbine blades. However, cracking of surface coating is a common problem due to heat concentration in laser nitriding process. Conventionally, the cracks can be avoided through heat treatment, which may have an important influence on the mechanical properties of coating. Crack-free TiN/Ti3Al IMC coatings on Ti6Al4V are prepared by plasma spraying and laser nitriding. The microstructures, phase constitutes and compositions of the coating are observed and analyzed with scanning electron microscopy(SEM), X-ray diffraction(XRD) and X-ray energy-dispersive spectroscopy(EDS). Microhardness, elastic modulus, fracture toughness of the coating are measured. The results show that the crackand pore-free IMC coatings can be made through the proposed method; with increasing laser power, the amount and density of TiN phase in the coating first increased and then decreased, leading to the similar trend of microhardness and elastic modulus and the reverse trend of fracture toughness of the coating. Both the average microhardness and elastic modulus of the coating increase three times higher than those of the substrate. The volume fraction of the TiN reinforced phase in composite can be controlled by varying the laser power and the cracking problem in laser nitriding process is successfully solved.

关键词： composite coating laser nitriding laser power microstructure mechanical properties

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国产加钒钢焊接接头不同区域的蠕变裂纹扩展行为

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机械工程材料 2024年第9期48卷 17-24页

作者：顾腾飞王宁许开源曾熙婷谈建平涂善东华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室上海200237 上海飞行器力学与控制研究院上海200092

以国产2.25Cr-1Mo-V加钒钢焊接接头为研究对象,在550℃和不同初始应力强度因子(19.04,17.57,16.40,14.64,13.47MPa·m^(0.5))下对母材、焊缝和热影响区进行蠕变裂纹扩展试验,研究了焊接接头不同区域的蠕变裂纹扩展行为,探究了应力强度... 详细信息

以国产2.25Cr-1Mo-V加钒钢焊接接头为研究对象,在550℃和不同初始应力强度因子(19.04,17.57,16.40,14.64,13.47MPa·m^(0.5))下对母材、焊缝和热影响区进行蠕变裂纹扩展试验,研究了焊接接头不同区域的蠕变裂纹扩展行为,探究了应力强度因子和C^(*)参量表征蠕变裂纹扩展速率的适用性,并观察了断口形貌。结果表明:随着初始应力强度因子的增加,母材、焊缝和热影响区的蠕变断裂寿命缩短,归一化稳态蠕变裂纹扩展速率增大。在相同初始应力强度因子下,焊缝的蠕变断裂寿命最长、归一化稳态蠕变裂纹扩展速率最小,说明焊缝抵抗蠕变裂纹扩展的能力最强,蠕变性能最佳;热影响区的蠕变断裂寿命最短、归一化稳态蠕变裂纹扩展速率最大。接头不同区域的归一化蠕变裂纹扩展速率与应力强度因子的变化曲线都呈类似“V”字形状,对应蠕变裂纹的萌生、稳定扩展和加速扩展阶段;应力强度因子和归一化蠕变裂纹扩展速率的分布具有显著的分散性;C^(*)参量与归一化蠕变裂纹扩展速率具有更强线性关系,且C^(*)参量和归一化蠕变裂纹扩展速率的分布集中。随着初始应力强度因子的增加,母材、焊缝和热影响区的断裂模式由沿晶断裂或穿晶断裂向沿晶/穿晶混合断裂转变。

关键词： 2.25Cr-1Mo-V加钒钢焊接接头蠕变裂纹扩展行为应力强度因子

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带内翅矩形容器的力学模型与受力分析

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中国机械工程 2007年第11期18卷 1350-1355页

作者：周帼彦涂善东华东理工大学上海200237

分析微槽道换热器等新型设备的基本结构,通过引入小挠度薄板理论和弹性支承结构模型,建立了带内翅矩形容器的力学模型,并对其进行受力分析,导出了容器壁的挠度和内力的计算表达式。以板翅式换热器的单层通道为例,利用有限元方法进行了... 详细信息

分析微槽道换热器等新型设备的基本结构,通过引入小挠度薄板理论和弹性支承结构模型,建立了带内翅矩形容器的力学模型,并对其进行受力分析,导出了容器壁的挠度和内力的计算表达式。以板翅式换热器的单层通道为例,利用有限元方法进行了内翅结构尺寸对容器结构性能的影响分析。试验分析表明,应用带内翅矩形容器的力学模型进行带内翅矩形容器的挠度和内力分析,分析精度高,能满足工程需要,为新型设备的结构设计提供了一种有效的计算方法。

关键词：压力容器矩形容器翅片有限元力学模型数值模拟

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高温蠕变与断裂评价的若干关键问题

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金属学报 2009年第7期45卷 781-787页

作者：涂善东轩福贞王卫泽华东理工大学承压系统安全科学教育部重点实验室上海200237

简要介绍了现代高温装置的发展现状,认为高温装置的安全保障是后工业文明时代无法回避的问题.为了实现重大高温装备的设计制造和安全运行,高温下材料的寿命预测与结构失效评价是其中关键.针对基于Arrhenius方程的寿命外推方法存在的问题... 详细信息

简要介绍了现代高温装置的发展现状,认为高温装置的安全保障是后工业文明时代无法回避的问题.为了实现重大高温装备的设计制造和安全运行,高温下材料的寿命预测与结构失效评价是其中关键.针对基于Arrhenius方程的寿命外推方法存在的问题,提出要致力研究高温材料蠕变老化过程的物理化学动力学机理;针对实际结构引入的复杂应力状态,提出应构建拘束下的高温断裂理论;针对复杂载荷和环境的影响,应建立多损伤机制下的材料结构-体化的统一失效评价方法.

关键词：蠕变断裂老化物理化学动力学拘束失效评价

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“全面工程教育”引论

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高等工程教育研究 2007年第2期55卷 6-13,25页

作者：涂善东华东理工大学

本文提出“全面工程教育”(Total Engineering Education)的理念,从经济、政治和社会文化的角度聚焦中国的工程教育。全面工程教育包括整个工程教育和专业培养体系,包括从小学、中学、大学本科到研究生教育的整个教育体系。实施全面工... 详细信息

本文提出“全面工程教育”(Total Engineering Education)的理念,从经济、政治和社会文化的角度聚焦中国的工程教育。全面工程教育包括整个工程教育和专业培养体系,包括从小学、中学、大学本科到研究生教育的整个教育体系。实施全面工程教育,是提升国家未来竞争力的重要途径,它所涉及的关键性问题包括:对不同层次和专业的学生进行的通识性工程教育,与产业界的合作教育,为适应技术前沿发展与全球化要求的课程改革,创新教育,教师队伍建设等。

关键词：全面工程教育国家战略工程思维工程文化全球化创新教育

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工程教育的未来：寓工于乐，寓教于乐--2009年全面工程教育国际研讨会述评

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高等工程教育研究 2010年第1期58卷 20-24页

作者：涂善东东理工大学

在21世纪第一个十年里,接踵而至的金融危机、气候变化等问题给人们提出了诸多新的挑战。工程教育也因此承载着对未来的更多希冀,工程教育家和工程师们必须更好凝聚智慧、加强合作。2009年10月在上海召开了全面工程教育国际研讨会,就全... 详细信息

在21世纪第一个十年里,接踵而至的金融危机、气候变化等问题给人们提出了诸多新的挑战。工程教育也因此承载着对未来的更多希冀,工程教育家和工程师们必须更好凝聚智慧、加强合作。2009年10月在上海召开了全面工程教育国际研讨会,就全面工程教育理论、产业需要和合作教育、跨学科和多学科工程教育、远程工程教育、工程伦理、工程教育课程重构等方面进行了广泛深入的研讨。从激发受教育者对工程的兴趣、培养创造精神和实践能力的角度出发,并协调工程与自然、社会的关系,会议提出:未来工程教育应"寓工于乐,寓教于乐",形成和谐的全面工程教育。

关键词：全面工程教育和谐策略

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机械强度学科发展趋势

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机械强度 2005年第4期27卷 554-559页

作者：涂善东赵永翔华东理工大学机械与动力工程学院上海200237 西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

综述2005年中国机械强度学科前沿研讨会所得出的学科发展趋势。根据30位与会专家学者的意见,归纳出5个前沿方向。它们分别是重大与先进机械结构及系统的强度可靠性与安全性、微—纳结构系统的强度与失效、复杂载荷与环境下结构的强度与... 详细信息

综述2005年中国机械强度学科前沿研讨会所得出的学科发展趋势。根据30位与会专家学者的意见,归纳出5个前沿方向。它们分别是重大与先进机械结构及系统的强度可靠性与安全性、微—纳结构系统的强度与失效、复杂载荷与环境下结构的强度与失效、微细观结构强度与失效理论和先进智能的无损检测与早期诊断技术。

关键词：机械强度失效前沿趋势

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Numerical Simulation and Experimental Study on the Performance of Gas/liquid Spiral Separator

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2005年第5期13卷 596-603页

作者：周帼彦涂善东凌祥 East China University of Science and Technology Nanjing University of Technology

The gas/liquid spiral separator, a key component in the compressed air system, was used to remove liquid and oil from gas stream by centrifugal and gravitational forces. To optimize the design of the separator,the relationship between the performance and structural parameters of separators is studied. Computational fluid dynamics (CFD) method is employed to simulate the flow fields and calculate the pressure drop and separation efficiency of air-liquid spiral separators with different structural parameters. The RSM (Reynolds stress model)turbulence model is used to analyze the highly swirling flow fields while the stochastic trajectory model is used to simulate the traces of liquid droplets in the flow field. A simplified calculation formula of pressure drop in spiral structures is obtained by modifying Darcy's equation and verified by experiment.

关键词： gas/liquid separator spiral structure computational fluid dynamics pressure drop separation efficiency numerical simulation

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