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超超临界锅炉水冷壁管焊接残余应力及其调整研究

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超超临界锅炉水冷壁管焊接残余应力及其调整研究

作者：李忠杰上海交通大学

学位级别：硕士

先进超超临界700℃锅炉水冷壁管中,附件与管排焊接后会在焊接区域产生较大焊接残余应力,其中的残余拉应力会产生一些不良影响。为了保证这类水冷壁组件在实际应用过程中的可靠性,需要对这类水冷壁组件的残余应力大小及其分布形式进行研... 详细信息

先进超超临界700℃锅炉水冷壁管中,附件与管排焊接后会在焊接区域产生较大焊接残余应力,其中的残余拉应力会产生一些不良影响。为了保证这类水冷壁组件在实际应用过程中的可靠性,需要对这类水冷壁组件的残余应力大小及其分布形式进行研究。本文主要是对超超临界锅炉水冷壁组件焊接残余应力进行研究和调整,进一步优化焊接区表面残余应力分布。借助三维热弹塑性有限元法模拟水冷壁焊接过程,首先采用移动热源逐步进行焊接温度的计算,将温度场结果作为进行力学计算的初始条件,计算得到焊接残余应力,同时分析横向和纵向残余应力的分布规律,并对残余应力的分布进行讨论分析。利用X射线衍射分析方法去测量水冷壁组件的退火前后的残余应力变化情况,并对残余应力分布情况进行讨论分析。焊缝区域横向和纵向残余应力差别不明显,经过去应力热处理后,管排纵向残余应力和横向残余应力大约降低至热处理前的20%,即大部分残余应力已经被消除。残余应力状态及其热松弛行为,是制定实际构件退火去应力工艺的基础。对锅炉水冷壁组件的焊接件残余应力热松弛进行研究,计算结果表明:残余应力出现了松弛现象,利用高温松弛动力学计算分析可得到松弛激活能。应力松弛激活能Q=***-1,与钢铁材料自扩散能相当,材料应力松弛行为,通常与基体原子扩散及位错运动等有关,当基体原子扩散及位错运动阻力增大时,则表现出高的应力指数及应力松弛激活能。为了改善焊接区应力状态,利用表面喷丸强化技术对焊接件进行喷丸处理,采用三种典型喷丸工艺①玻璃丸0.15Amm、②玻璃丸0.25Amm和③玻璃丸0.35Amm进行喷丸处理并对喷丸强化层进行表征分析。发现喷丸后明显提高了残余压应力,组织结构和表层硬度都有改善,表面粗糙度增加。主要是因为喷丸强度增大,残余压应力出现的层深逐渐增大,而且喷丸强度越高,弹丸打击材料力度越大,导致材料表层形变程度增大。

关键词：超超临界锅炉水冷壁管焊接试件残余应力热松弛喷丸强化组织结构

激光辅助AS4D/PEEK热塑性复合材料高预应力制造工艺技术研究

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激光辅助AS4D/PEEK热塑性复合材料高预应力制造工艺技术研究

作者：成烨南京航空航天大学

学位级别：硕士

本文以电磁轨道炮、火炮、高速永磁电机和下一代离心机为应用目标,开展激光辅助热塑性复合材料高预应力制造工艺技术研究工作:首先开展激光辅助缠绕成型工艺参数优化研究,分析不同参数对层间性能的影响规律;其次建立高预应力制造预紧力... 详细信息

本文以电磁轨道炮、火炮、高速永磁电机和下一代离心机为应用目标,开展激光辅助热塑性复合材料高预应力制造工艺技术研究工作:首先开展激光辅助缠绕成型工艺参数优化研究,分析不同参数对层间性能的影响规律;其次建立高预应力制造预紧力分析有限元模型,结合理论推导与成型试验研究高预应力制造的应力应变分布规律;最后利用多步顺序耦合法建立热效应分析模型,研究激光辅助成型中热松弛影响规律,为激光辅助热塑性复合材料高预应力制造提供工艺技术基础。(1)开展AS4D/PEEK激光加热缠绕实验,根据响应曲面试验设计方法设计29组实验研究各工艺参数对NOL环层间剪切强度的影响规律并优化工艺参数。结果表明:各参数的影响效应依次为缠绕速度>加热区温度>压辊气压缠绕张力。根据优化后的工艺参数组合制备NOL环试样并表征,其层间剪切强度为52.8MPa、拉伸强度2.10GPa、孔隙率仅为0.31%,原试样层间结合质量良好。(2)在传统缠绕预紧力分析模型的基础上,提出应用单元追踪法建立有限元模型,并结合解析法和芯模应变实时监测试验开展高预应力制造中“纯弹性松弛”数值计算方法研究。该模型克服了传统模型中生死单元法激活单元时易产生初始应变和层间接触不良导致计算不收敛的缺点。与解析法相比,传统模型最大误差3.2%,单元追踪模型最大误差仅为0.5%;与芯模应变实时监测试验结果相比,传统模型最大误差10.5%,单元追踪模型最大误差仅为3.9%。验证结果表明单元追踪模型准确性更高。(3)采用质量流动用户子程序配合固定热源实现激光热源模拟、利用单元追踪法分析应力应变,建立了热-力顺序耦合分析模型,并通过激光加热缠绕和无热源缠绕的对比实验,开展激光辅助热塑性复合材料高预应力制造过程中的“热松弛”研究。结果表明:分析模型能准确求解复合材料层和芯模的温度场分布及应力应变分布情况,在优化后的工艺参数组合下热效应引起的松弛量约为22.4%。

关键词：热塑性复合材料激光辅助加热预应力制造弹性松弛热松弛

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基于广义热弹性的纳米谐振器耗散特性研究

基于广义热弹性的纳米谐振器耗散特性研究

作者：尹义鹏中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

微纳米谐振器在高精度测量和信号处理等诸多领域表现出了优越特性而备受关注,已成为当前的研究重点和热点之一。在振动过程中,谐振器内部会产生不均匀的变形,受挤压的区域温度升高,受拉伸的区域温度降低,因而产生的温度差促使不可逆性... 详细信息

微纳米谐振器在高精度测量和信号处理等诸多领域表现出了优越特性而备受关注,已成为当前的研究重点和热点之一。在振动过程中,谐振器内部会产生不均匀的变形,受挤压的区域温度升高,受拉伸的区域温度降低,因而产生的温度差促使不可逆性热流从高温区域向低温区域扩散。热弹性阻尼正是由于热传导不可逆性而引起的能量耗散,是谐振器主要的能量耗散机制之一。为提高微纳米谐振器的工作效率、减少能量耗散,研究谐振器能量耗散的机制迫在眉睫。本文基于谐振器在小尺度下表现出的不可忽略的表面效应以及经典热传导理论与客观不符的局限性,对微纳米谐振器的热弹性阻尼进行了研究,主要工作如下:(1)基于经典傅里叶热传导理论研究了表面效应对谐振器热弹性阻尼的影响。纳米器件由于其结构尺寸较小,表面原子的作用更加明显,且表面原子相较于内部原子在物理性质上有着显著的不同,表面效应也成为影响纳米结构材料的一个非常重要的因素。本章基于Hamilton原理和热流势最小作用量原理给出了考虑表面效应的控制方程,并求解热弹性阻尼的表达式。结果表明,在微纳米尺度下表面效应对热弹性阻尼的影响比较明显,且会影响热弹性阻尼的峰值。(2)基于非傅里叶热传导理论研究了表面广义热弹性理论对谐振器热弹性阻尼的影响。经典傅里叶理论认为热传播速度无限大,这与客观事实不符;因此本章考虑热传播速度有限性的广义热弹性理论对热弹性阻尼的影响。研究表明,对于考虑广义热弹性理论的纵向振动其热弹性阻尼大于不考虑广义热弹性理论阻尼的峰值,而且会使峰值的位置发生移动。(3)基于表面广义热弹性理论和温度增量与热膨胀之间的松弛时间来探讨其对谐振器梁热弹性阻尼的影响。结果显示,在微纳米尺度下表面效应和广义热弹性理论对热弹性的影响较大,且基于广义热弹性理论的结果远远大于基于L-R模型下阻尼的峰值;与此同时,纳米梁宽和初始温度对热弹性阻尼也有一定的影响。最后由横向振动的结果表明,其与纵向振动模式下热弹性阻尼的机制相同。本文探讨了表面效应和广义热弹性理论对微纳米谐振器热弹性阻尼的影响,研究结果可为微纳米谐振器元件的灵敏度和效率提供参考。

关键词：热松弛广义热弹性纵向振动表面效应微纳机电系统

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研究聚合物Sub-Tg存放的一种新方法

中国科学技术大学学报 1985年第3期 306-311页

作者：周漪琴李炜童刚漆宗能中国科学技术大学应用化学系中国科学技术大学科学院化学所

测定了非晶和双拉聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)在Sub-Tg存放过程中的热释电流谱(TSC Spectra)。研究了Sub-Tg存放机理。实验表明:被冻结的偶极热松弛电流随存放时间的变化规律与力学测试结果有良好的对应性。

关键词：非晶区偶极 PET 热松弛存放时间双拉 TSC 聚合物大分子化合物电流峰值极化场强热释电流

热处理对尼龙1010固态结晶和玻璃态热松驰的影响

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广州化学 1990年第4期15卷 11-19页

作者：傅树人谭群

本文用DSC首先论证淬火尼龙1010试样在DSC曲线上出现的放热峰是冷结晶峰,然后研究淬火尼龙1010在不同热处理条件下,冷结晶峰和玻璃态热松驰峰的变化规律。实验结果表明,等温结晶时间较短,试样的固态结晶速率较快;等温结晶时间较长,固态... 详细信息

本文用DSC首先论证淬火尼龙1010试样在DSC曲线上出现的放热峰是冷结晶峰,然后研究淬火尼龙1010在不同热处理条件下,冷结晶峰和玻璃态热松驰峰的变化规律。实验结果表明,等温结晶时间较短,试样的固态结晶速率较快;等温结晶时间较长,固态结晶速率较慢,这可能与在Tg区域等温所形成的新氢键有关。当升高等温温度时,固态结晶速率加快。在低于Tg的不同温度退火,玻璃态热松弛峰的峰高及热焓在281K达最大值,进而确定对玻璃态热松驰影响最敏感的温度区间是277～284K。

关键词：尼龙1010 热处理结晶热松弛

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涤纶针织运动面料染整加工中常见问题及措施

针织工业 2010年第9期 47-48页

作者：张广传申春华王健济南工程职业技术学院山东济南250200 即发集团华诚印染有限公司山东即墨266200

介绍了涤纶针织运动面料在染整加工中常见问题,即折痕、钩丝、色差、搭色、牢度等问题,结合实际生产经验,阐述了折痕、钩丝、色差、缸差、低聚物、牢度等问题的解决措施,即可通过选择高档定形机和下走式染色机,控制热松弛、预定形、染... 详细信息

介绍了涤纶针织运动面料在染整加工中常见问题,即折痕、钩丝、色差、搭色、牢度等问题,结合实际生产经验,阐述了折痕、钩丝、色差、缸差、低聚物、牢度等问题的解决措施,即可通过选择高档定形机和下走式染色机,控制热松弛、预定形、染色等加工工艺来很好地解决。

关键词：针织面料运动面料涤纶面料染整加工热松弛定形染色机

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如何理解和正确运用定向有机玻璃的定向度

飞机设计 2013年第1期33卷 77-80页

作者：朱子华王克然杨肃宁王大勇空军驻大连地区军事代表室辽宁大连116023 锦西化工研究院辽宁葫芦岛125000

随着各型高性能飞机的不断研发,定向有机玻璃的应用范围在不断扩大。目前行业内对定向有机玻璃定向度的概念认识不够明确,理解不够深入,致使在实际运用上出现诸多不该有的差错。笔者撰写此文,旨在阐释定向有机玻璃定向度的概念及其与相... 详细信息

随着各型高性能飞机的不断研发,定向有机玻璃的应用范围在不断扩大。目前行业内对定向有机玻璃定向度的概念认识不够明确,理解不够深入,致使在实际运用上出现诸多不该有的差错。笔者撰写此文,旨在阐释定向有机玻璃定向度的概念及其与相关概念的关系,希望对有关单位在正确运用上起到提示作用。

关键词：定向有机玻璃定向度拉伸度热松弛

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合成胶乳存在下的明胶结构形态

感光材料 1979年第5期 28-29页

作者：赵树林化工部第二胶片厂

近年来,为改善照相材料明胶层的物化性能,常使用各种具有增塑作用的天然与合成胶乳,因而应深入研究它们对明胶结构形态的影响。本试验采用了二烯甲基丙烯酸甲酯(合成胶乳,牌号ДММА-65)取代部分明胶(惰胶),得到不同配比的但又不改变... 详细信息

近年来,为改善照相材料明胶层的物化性能,常使用各种具有增塑作用的天然与合成胶乳,因而应深入研究它们对明胶结构形态的影响。本试验采用了二烯甲基丙烯酸甲酯(合成胶乳,牌号ДММА-65)取代部分明胶(惰胶),得到不同配比的但又不改变胶液、胶冻、胶腹膜中混合胶的重量含量。根据一定温度内的比旋光度,测定明胶大分子在水溶液中的结构形态。

关键词：合成胶乳胶原热松弛合成材料明胶分散剂结构形态旋光度坚膜剂摄影乳剂补加剂大分子胶膜

大曲度非旋转体定向有机玻璃透明件的制造——飞机座舱罩的成型

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材料工程 1984年第3期 22-26页

作者：徐学鹏金和林敦仪

定向有机玻璃(拉伸丙烯酸酯塑料)比普通浇注的有机玻璃具有更好的韧性、抗银纹性和抗裂纹扩展能力,用这种材料制成的飞机透明件更耐久和安全,因而被广泛应用。但是定向有机玻璃还具有另外一种特性,即这种受强迫高弹性变形而取向的高聚... 详细信息

定向有机玻璃(拉伸丙烯酸酯塑料)比普通浇注的有机玻璃具有更好的韧性、抗银纹性和抗裂纹扩展能力,用这种材料制成的飞机透明件更耐久和安全,因而被广泛应用。但是定向有机玻璃还具有另外一种特性,即这种受强迫高弹性变形而取向的高聚物当受热到一定的温度时,取向的大分子由于链的热运动发生解取向,产生回缩,材料尺寸失稳,进一步升高温度,板材完全恢复到拉伸前的初始状态,也就是说定向有机玻璃具有热松弛的特性。这一性质给定向有机玻璃零件的制造和应用带来了新的问题,其成型工艺比非定向有机玻璃困难和复杂,需要有专门的工艺技术和专用设备。定向有机玻璃零件的成型方法国外已有报

关键词：热松弛板材外形尺寸光学质量拉伸度成型温度成材吹塑吹塑成型预成型聚甲基丙烯酸甲酯聚丙烯酸酯有机玻璃透明件