7.6 强度理论及其相当应力 §7-7 强度理论的应用

尾砂固结排放能有效解决尾砂的处置问题，然而固结后的尾砂堆体多处于地表，其性能受自然环境影响较大。我国北方地区存在广泛的冻融循环现象，冻融作用会影响固结体的强度和声电特性，为探究冻融循环条件下全尾砂固结体损伤状态和机制，以李楼铁矿全尾砂固结体为研究对象，对经历不同冻融循环次数的全尾砂固结体试样进行无侧限抗压强度试验、扫描电镜（SEM）试验、电阻率试验和超声波波速试验，借助Matlab软件二值化数字图像处理技术对试样的表面裂隙进行定量分析，并利用电阻率和超声波检测技术对固结体试样冻融循环损伤进行联合检测。结果表明：随冻融循环次数的增加，固结体的无侧限抗压强度呈指数型减小趋势，冻融循环早期（0～5次）固结体的强度减少量最多；冻融循环对固结体的损伤是逐渐累积的过程，全尾砂固结体表观劣化特征发展过程为：微裂隙萌生→裂隙延伸发展→外表层破坏→内部结构破坏；固结体初始强度越大，表面裂纹数越少；内部微观结构由密实状态向疏松状态转变；固结体无侧限抗压强度与电阻率、超声波纵波波速呈正相关，遵循对数函数关系，建立了强度?电阻率和强度?超声波波速无损检测模型；电阻率和超声波波速能准确全面地评价冻融循环条件下全尾砂固结体的损伤状态

采用热力学计算、SEM与TEM观察、力学性能测试等手段研究了一种新型高强耐蚀合金C-22HS在标准热处理状态下的显微组织及力学性能.结果表明:标准热处理状态下C-22HS合金由大小不均匀的等轴晶组成,合金中析出相主要有聚集分布的颗粒相(Mo,Cr)6C和弥散分布的强化相Ni2(Mo,Cr).合金经标准热处理后不仅具有较高的强度,而且具有良好的塑性与冲击韧性;无论是在室温还是高温,它的屈服强度都大大高于C-22合金

在不同温度下对Ti-Mo低碳钢进行等温转变，对热轧板进行力学性能检测，利用扫描电镜、透射电镜、选区电子衍射等方法进行组织观察，同时分析了相间析出粒子的形貌、尺寸和分布规律.结果显示，随着等温温度降低，钢的强度提高，延展性降低，屈强比增大.在透射试样中观察到两种不同形态分布的相间析出碳化物：平面型相间析出和曲面型相间析出.相间析出碳化物的平均直径为4.30nm，平均纵横比为1.375.在650℃等温保温1 h时，相间析出强化对铁素体相强度的增量在400MPa以上

2-7强度条件安全系数许用应力 拉(压)杆的强度n件 Strength Condition of Axial Forced Bar 由公式(o=Nmax/A)求得拉(压)杆的最大工作应力后, 并不能判断杆件是否会因强度不足而发生破坏。只有把杆 件的最大工作应力与材料的强度指标联系起来,才有可能对此作出结论

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、物理化学相分析等方法并结合热力学计算,分析了CSP工艺生产的钛微合金化高强钢的析出物特征及析出规律.研究发现:屈服强度700 MPa级高强钢中存在大量球形的纳米级TiC和Ti(C,N)粒子及少量不规则形状、100 nm以上的Ti4C2S2粒子,TiN在连轧前完成析出,TiC主要在卷取和空冷时析出.不含钼钢和含钼钢(0.1% Mo)中MC相的质量分数为0.049%和0.043%,由于钼的加入,含钼钢中Ti的析出量较少,但析出粒子更为细小,并定量得到了不含钼钢和含钼钢的析出强化效果分别为126 MPa和128 MPa

采用FLAC模拟了初始内聚力及内摩擦角对具有随机材料缺陷单轴平面应变压缩岩样破坏过程及声发射的影响;采用编写的若干FISH函数规定随机缺陷及统计发生破坏的单元数目.密实的岩石服从莫尔-库仑剪破坏与拉破坏复合的破坏准则,破坏之后呈现应变软化-理想塑性行为;缺陷在破坏之后经历理想塑性行为.随着密实岩石强度参数的提高,从应力峰值到残余应力的应力降、轴向应变增量提高,贯通试样的剪切带出现滞后,试样内部最终发生破坏的单元数降低.对于密实岩石强度参数高的试样,缺陷全部发生破坏之后,密实岩石没有立即发生破坏;应力峰值被达到之后,破坏的单元数增长不大.在加载过程中,声发射数有显著增加的三个区段.区段1、2及区段3的绝大部分位于峰前.在区段3的峰前阶段,声发射数的增加源于缺陷的长大、聚结、传播和竞争.强度参数越高,区段3越长,区段3的峰值越低.这表明当密实岩石的强度参数较高时,密实岩石单元破坏相继发生,破坏过程持续得较长

综放开采过程中顶煤和覆岩由连续向非连续和散体介质状态转变，描述矿压在断裂覆岩和碎裂顶煤中的形成、传递方式和作用机理是综放开采矿压理论研究的难点.基于光弹试验原理，借助散体介质双轴加载双向流动光弹试验装置，对综放开采过程中散体顶煤与非连续覆岩关键层中力链网络结构及演化特征进行研究.研究发现：地层载荷在煤岩体中构成了错综复杂的弱-强力链网络.综放开采打破了初始力链网络结构的平衡，顶煤与覆岩中形成梁-拱复合力链拱结构，覆岩荷载以强力链形式传递到工作面前方煤体.随着工作面推进和顶煤放出，覆岩梁-拱力链网络不断扩展和演化，形成更大规模的力链拱结构.关键层弯曲、断裂和失稳运动，使工作面前方的强力链拱脚出现回缩现象，力链分布密度和强度增加，导致工作面来压现象.地层内水平力作用使顶煤与覆岩内的梁-拱力链结构效应较更加明显，整体拱结构形态愈加完整，强力链网络结构更加紧致，关键层断裂失稳时力链拱对工作面煤层的作用力更加显著

6.1 要点扫描 6.1.1 金属的弹性变形 6.1.2 单晶体的塑性变形 6.1.3 多晶体的塑性变形与细晶强化 6.1.4 纯金属的塑性变形与形变强化 6.1.5 合金的塑性变形与固溶强化和第二相强化 6.1.6 冷变形金属的纤维强化和变形织构 6.1.7 冷变形金属的回复与再结晶 6.1.8 热变形、蠕变和超塑性 6.1.9 断裂 6.2 难点释疑 6.2.1 从原子间结合力的角度了解弹性变形。 6.2.2 从分子链结构的角度分析粘弹性。 6.2.3 FCC、BCC 和 HCP 晶体中滑移线的区别。 6.2.4 Schmid 定律与取向规则的应用。 6.2.5 孪生时原子的运动特点。 6.2.6 Zn 单晶任意的晶向[uvtw]方向在孪生后长度的变化情况 6.3 解题示范

研究了高钛球团的焙烧特征和固结行为．随着TiO2含量的增加，球团焙烧难度增大，当TiO2质量分数由10%增加至21%时，高钛球团所需预热时间由12min延长至26min以上，焙烧球强度由每个2486N降低至每个1728N．高钛球团由于FeTiO3含量高，导致氧化速度慢、预热球氧化程度低，不利于焙烧固结时钛赤铁矿固溶体晶粒的长大，使得球团固结强度差．通过添加NaOH结合润磨工艺增大颗粒表面能和反应活性，促进了固相扩散，并生成少量低熔点化合物，有利于再结晶过程的扩散迁移，使Ti富集在Fe2TiO5中并促进钛赤铁矿晶粒长大，强化了高钛球团焙烧固结，可使预热时间缩短至16min，球团强度提高至每个2141N．