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Cu-20%Fe粉末异步轧制有限元模拟及工艺参数影响规律

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材料导报 2024年第3期38卷 196-202页

作者：张宏吉彭文飞李贺邵熠羽 Moliar Oleksandr 宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 宁波大学浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室浙江宁波315211

为研究高铁含量铜铁粉末异步轧制的成形规律及合理选取工艺参数,应用Shima-Oyane屈服准则,在MSC.Marc有限元软件中建立粉末轧制有限元模型,通过实验验证了该模型的有效性。利用仿真结合轧制实验方法分析了异速比、压下率、轧制速度、轧... 详细信息

为研究高铁含量铜铁粉末异步轧制的成形规律及合理选取工艺参数,应用Shima-Oyane屈服准则,在MSC.Marc有限元软件中建立粉末轧制有限元模型,通过实验验证了该模型的有效性。利用仿真结合轧制实验方法分析了异速比、压下率、轧制速度、轧辊直径及辊面摩擦系数等工艺参数对生坯相对密度和轧制力的影响规律。结果表明:相较于粉末对称轧制,采用异步的方式能显著减小轧制力,提高生坯密度分布均匀性;过大的压下率和轧辊直径分别会对生坯造成边裂和缠辊等不良影响,过低的压下率和摩擦系数导致生坯不能顺利轧制成形。实验结果与有限元模拟结果相符,相对密度模拟结果最大误差为3.89%,轧制力模拟结果最大误差为9.49%,研究结果对铜铁粉末异步轧制成形工艺优化有较好的借鉴价值。

关键词：铜铁粉末异步轧制有限元模拟相对密度轧制力

有限元模拟研究阶层式多孔薄膜几何参数对水通量的影响

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吉林大学学报(理学版) 2024年

作者：卢婉杨永彪丁明明广东工业大学轻工化工学院辽宁师范大学化学化工学院

阶层式多孔薄膜是最近几年发展起来的解决分离膜的通量和选择性之间的trade-off效应的一个有效方案。其性能主要决定于阶层式多孔结构的几何参数。其中，选择性直接决定于小孔的孔径，而通量则因为受小孔和大孔的孔径、孔隙率等多种因... 详细信息

阶层式多孔薄膜是最近几年发展起来的解决分离膜的通量和选择性之间的trade-off效应的一个有效方案。其性能主要决定于阶层式多孔结构的几何参数。其中，选择性直接决定于小孔的孔径，而通量则因为受小孔和大孔的孔径、孔隙率等多种因素的影响而在实验中难以定量把握其规律。本文采用有限元模拟方法，通过系统改变阶层式多孔薄膜大孔和小孔的孔径、孔隙率等几何参数，来考察薄膜通量与相关几何参数之间的线性或非线性的定量关系。模拟结果发现，在弯曲孔道基体中添加球形空穴形成阶层式多孔结构后，可以使薄膜水通量提升为原来的170%左右。对于弯曲孔道来说，单纯增加其数量可以使水通量线性提升，单纯增大其孔径可以使水通量以指数函数形式提升。而对于球形空穴来说，无论是单纯增加其数量还是单纯增大其孔径，水通量均以指数函数形式得到提升。特别地，球形空穴的水通量提升作用还依赖于它与弯曲孔道基体网格的相对尺寸。相关结果有助于通过调节制备条件来提升分离膜材料的性能.

关键词：阶层式多孔膜膜通量有限元模拟

高温高压CO_(2)环境中超级13Cr不锈钢点蚀有限元模拟

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中国腐蚀与防护学报 2024年第2期44卷 303-311页

作者：凌东何坤余靓董立谨张华礼李玉飞王勤英张智西南石油大学新能源与材料学院成都610500 国家管网集团西南管道兰成渝输油分公司成都610000 中国石油西南油气田分公司工程技术研究院德阳618300 西南石油大学石油与天然气工程学院成都610500

采用腐蚀浸泡实验和有限元模拟研究了超级13Cr不锈钢在高温高压CO_(2)环境中的点蚀行为,重点分析了腐蚀时间、温度和CO_(2)分压对点蚀的影响。结果表明:高温高压腐蚀实验与有限元模拟的点蚀深度较为吻合,且平均点蚀深度随着浸泡时间、... 详细信息

采用腐蚀浸泡实验和有限元模拟研究了超级13Cr不锈钢在高温高压CO_(2)环境中的点蚀行为,重点分析了腐蚀时间、温度和CO_(2)分压对点蚀的影响。结果表明:高温高压腐蚀实验与有限元模拟的点蚀深度较为吻合,且平均点蚀深度随着浸泡时间、温度和CO_(2)分压的增大而增大。有限元模拟可知点蚀坑内部由于阳离子水解使得内部酸化,并且pH随着温度降低和CO_(2)分压的增加而下降。此外,点蚀坑内Fe^(2+)浓度随着腐蚀时间的延长和温度的提高而增加,但CO_(2)分压对其影响不大。

关键词：超级13Cr 不锈钢点蚀有限元模拟高温高压

基于弛豫时间分布和有限元模拟的环氧涂层渗水行为研究

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中国腐蚀与防护学报 2024年第2期44卷 489-496页

作者：韩东晓纪文会王通王巍北京航天新立科技有限公司北京100039 中国海洋大学材料科学与工程学院青岛266100

采用弛豫时间分布(DRT)技术和有限元模拟方法,从微观电化学角度分析研究了环氧涂层的渗水行为过程。结果表明:环氧涂层的渗水过程分为3个阶段:初始阶段、饱和阶段和失效阶段。3个阶段中,涂层内部水和腐蚀性介质的含量不同,会严重影响涂... 详细信息

采用弛豫时间分布(DRT)技术和有限元模拟方法,从微观电化学角度分析研究了环氧涂层的渗水行为过程。结果表明:环氧涂层的渗水过程分为3个阶段:初始阶段、饱和阶段和失效阶段。3个阶段中,涂层内部水和腐蚀性介质的含量不同,会严重影响涂层的电容变化。本文为有机防护涂层的机理研究提供了一种新的综合分析方法。

关键词：环氧涂层渗水弛豫时间分布有限元模拟腐蚀机理

LNG薄膜板冲压成形有限元模拟与残余应力特征分析

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海洋工程 2024年

作者：余晓峰张金伟李兆旭徐万海国家管网集团工程技术创新有限公司中国寰球工程有限公司北京分公司天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室

波纹型薄膜板是液化天然气（LNG）储罐的关键部件，其残余应力状态是影响结构安全的重要因素。本文旨在利用Abaqus有限元软件，对波纹型LNG薄膜板单个交叉节点进行分步冲压仿真模拟，以探究其残余应力分布特征。主要难点在于有关交叉节... 详细信息

波纹型薄膜板是液化天然气（LNG）储罐的关键部件，其残余应力状态是影响结构安全的重要因素。本文旨在利用Abaqus有限元软件，对波纹型LNG薄膜板单个交叉节点进行分步冲压仿真模拟，以探究其残余应力分布特征。主要难点在于有关交叉节点处的模具没有详细的参考说明，需要自行设计；且压型过程涉及大变形，受到材料非线性、几何非线性的综合影响，计算难度大。本文通过选择适用的板材并设计模具，成功实现了仿真模拟，并获得了符合规范要求的构件型式。研究发现：仿真模型能够准确反映实际残余应力分布情况，交叉褶皱区域的残余应力最大，平直板区域几乎没有残余应力，波纹波峰处的残余应力沿着波纹方向无明显变化。研究结论可为了解和掌握波纹型LNG薄膜板的承载特性提供重要参考。

关键词： LNG 薄膜板有限元模拟冲压仿真残余应力

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环形丁腈橡胶件静刚度的有限元模拟

机械工程材料 2024年第1期48卷 93-98页

作者：范宗瑞张健霍肇波姜雨霆郝文龙中国船舶集团有限公司第七〇三研究所哈尔滨150078 南京航空航天大学机电学院南京210016

对矩形丁腈橡胶件进行静态拉伸试验,通过对试验得到的应力、应变数据进行拟合,得到了Mooney-Rivlin超弹性本构模型参数,利用此本构模型对环形丁腈橡胶件进行静压缩有限元模拟,进行了试验验证,并分析了环形丁腈橡胶件的壁厚、外径以及温... 详细信息

对矩形丁腈橡胶件进行静态拉伸试验,通过对试验得到的应力、应变数据进行拟合,得到了Mooney-Rivlin超弹性本构模型参数,利用此本构模型对环形丁腈橡胶件进行静压缩有限元模拟,进行了试验验证,并分析了环形丁腈橡胶件的壁厚、外径以及温度对其静刚度的影响。结果表明:通过有限元方法模拟得到矩形丁腈橡胶件静态拉伸大变形阶段的力-位移曲线与试验结果相吻合,相对误差小于5%,表明Mooney-Rivlin超弹性本构模型可准确描述丁腈橡胶的超弹性特性;环形丁腈橡胶件静刚度的有限元模拟结果与压缩试验结果的相对误差为13.1%,证明了该有限元方法的准确性;随着壁厚或外径的增加,环形丁腈橡胶件的静刚度减小;随着温度的升高,静刚度减小,但减小速率逐渐降低。

关键词：环形丁腈橡胶件 Mooney-Rivlin超弹性本构模型静刚度有限元模拟

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西南天山造山带现今地壳构造变形有限元模拟

武汉大学学报(信息科学版) 2024年

作者：蔡剑锋温扬茂郭倩王宇飞许才军武汉大学测绘学院地球空间环境与大地测量教育部重点实验室自然资源部地球物理大地测量重点实验室

作为世界上最年轻的复活型内陆造山带，天山现今构造变形复杂而剧烈，地震活动频繁，是研究陆内造山过程及其动力学机理的天然实验室。以GPS(Global Positioning System)观测的地壳水平运动速率为约束，充分考虑区域内主要活动断裂，结... 详细信息

作为世界上最年轻的复活型内陆造山带，天山现今构造变形复杂而剧烈，地震活动频繁，是研究陆内造山过程及其动力学机理的天然实验室。以GPS(Global Positioning System)观测的地壳水平运动速率为约束，充分考虑区域内主要活动断裂，结合岩石圈分层结构参数，建立了西南天山及其相邻区域的三维弹性-粘弹性有限元模型，模拟计算了研究区域内的地表形变场、区域主应变率、主要活动断层的应力积累速率及其库仑应力变化率。模拟结果表明天山区域应力场以南北向挤压为主，造山带内部平均应变率为3.5×10-8/a；柯坪断裂、迈丹断裂和那拉提断裂均具有较高的应力积累速率，未来发生强震的可能性较高，其中柯坪断裂的西段库仑应力增长速率最快，高达1.5 kPa/a；通过设置不同块体单独加载的数值模拟实验，分析了帕米尔高原和塔里木盆地在西南天山构造演化中所扮演的角色，在帕米尔高原与塔里木盆地交界以东，天山区域主要受到塔里木盆地推挤与帕米尔高原向东挤出的共同作用，而在交界以西主要受到帕米尔高原的北向推挤作用，塔里木盆地作用有限。模拟结果定量给出了天山主要断裂的应力积累模式，揭示了南天山西段汇聚变形可能的动力学机制，为该地区未来地震危险性评估提供了有力支撑。

关键词：天山造山带有限元模拟 GPS速度场地壳形变库仑应力变化

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薄壁构件增材制造有限元模拟及快速补偿模型

航空制造技术 2024年

作者：王林洋黄海军孙明丰王皞上海理工大学苏州倍丰激光科技有限公司

激光粉末床熔合(L-PBF)技术在复杂工件一体化成形中得到广泛应用，但打印过程中激光快速升温和冷却过程产生的热应力会影响工件的成形质量。基于有限元方法建立了细观与宏观两种尺度下TC4合金材料L-PBF成形过程模型。在细观尺度下评估... 详细信息

激光粉末床熔合(L-PBF)技术在复杂工件一体化成形中得到广泛应用，但打印过程中激光快速升温和冷却过程产生的热应力会影响工件的成形质量。基于有限元方法建立了细观与宏观两种尺度下TC4合金材料L-PBF成形过程模型。在细观尺度下评估三层道次扫描过程中实时温度场及应力场，探究工艺参数与打印层数对熔池等细观尺度的影响，发现熔池尺寸的增长对功率更敏感，且高功率可以释放下层积累的热应力，但同时也有更高的冷却速率使最大热应力升高。在宏观尺度下构建工件整体打印模型，并基于细观尺度结果调整成形参数，对残余应力分布和变形结果进行预测，二者吻合较好。基于部件实际的打印结果，通过构建补偿模型，将最大位移量由0.626 mm减小至0.027 mm，平均变形量降低95.97%，且计算时间控制在合理范围内。

关键词：激光增材制造有限元模拟钛合金薄壁件补偿模型

颗粒增强复合材料切削加工三维有限元模拟研究进展

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航空制造技术 2024年第1期67卷 112-123,138页

作者：范建勋李国和王丰王大春闫冬天津职业技术师范大学天津300222

颗粒增强金属基复合材料因具有高模量、高强度及高耐磨等优异性能而被广泛应用于航空航天、军事、汽车等领域。但在其切削加工过程中,由于增强相颗粒的存在,导致刀具磨损严重,容易产生碎片瘤及被加工表面缺陷。有限元模拟可以实现对颗... 详细信息

颗粒增强金属基复合材料因具有高模量、高强度及高耐磨等优异性能而被广泛应用于航空航天、军事、汽车等领域。但在其切削加工过程中,由于增强相颗粒的存在,导致刀具磨损严重,容易产生碎片瘤及被加工表面缺陷。有限元模拟可以实现对颗粒剥离及颗粒破碎等微观细节的分析,是切削加工试验研究的重要补充。对颗粒增强复合材料切削加工的三维有限元模拟研究进展进行综述,介绍了几何模型、界面模型和本构模型建立,以及网格划分和边界条件处理方面的最新研究进展,并初步探讨了存在的问题和发展方向。研究结果有助于推动颗粒增强复合材料切削加工三维有限元模拟的研究,更好地揭示其切削加工机理,为工艺参数优化提供理论依据。

关键词：颗粒增强复合材料有限元模拟几何模型界面模型本构模型