为了探讨齿轮弯曲疲劳寿命计算问题,将齿轮疲劳总寿命分为两个阶段,即疲劳裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿命.通过ADAMS软件仿真实验齿轮的工作情况,使其接近真实状况,得到齿轮载荷谱.根据齿轮载荷谱,利用有限元ANSYS软件分析在齿轮齿根危险截面处的最大应力.采用断裂力学、雨流法和Miner疲劳损伤累积模型,对考虑动载荷情况下的齿轮弯曲疲劳寿命进行预测,推导了齿根裂纹萌生期和扩展期的疲劳寿命计算公式.在高频疲劳试验机上对算例齿轮进行了双齿脉动加载齿根弯曲疲劳寿命实验研究,理论计算结果与实验结果基本吻合,验证了本文理论分析的正确性

研究了刚玉棒、钨合金棒、外涂ZrO2金属钼棒和Mo-Al2O3-ZrO2金属陶瓷管在钢液中的熔蚀和抗超声波振动的情况.结果表明:刚玉棒可以承受高温钢液的熔蚀,但在超声振动作用下产生断裂;钨合金棒可以承受强烈的超声振动,但在处理钢液时较短时间内发生了端部熔融;外涂氧化锆的金属钼棒在短时间内(1~2min)可以承受高温钢液的熔蚀,但不能承受强烈的超声振动;金属陶瓷管既可以承受较强的超声振动(250W),又能够抵抗高温钢液的熔蚀,可以作为超声波处理钢液的工具头

为了研制一种连铸结晶器耐高温耐磨材料,采用超音速等离子喷涂法在纯铜板上制备了氧化钇部分稳定的氧化锆(YPSZ)涂层.利用X射线衍射仪、扫描电镜、彩色3D激光显微镜和图形软件(Image-pro Plus3.0)对YPSZ涂层的微观组织进行表征,通过销盘式磨损仪在室温干摩擦条件下测试了涂层的耐磨性能及化学硬化对涂层耐磨性能的影响.研究发现YPSZ涂层完全由t’-ZrO2相组成,其断口形貌由柱状晶和一定量的部分熔融颗粒组成,截面组织形态表现出较好的完整性,涂层孔隙率为1.2%,表面粗糙度为6.457μm.磨损实验表明化学硬化前YPSZ涂层与刚玉球对磨时的摩擦因数在0.5~0.6之间,平均磨痕宽度为3638.8μm,磨损体积为1.25508×10-2mm3,磨损机制为脆性断裂导致的磨粒磨损;化学硬化后YPSZ涂层的磨痕宽度和磨损体积均有大幅降低,脆断程度也更轻,其磨损性能得到极大改善

通过适当的非真空冶炼+电渣重熔工艺,制备了含Cr的Fe3Al基金属间化合物合金.实验发现,选择适当的热输入工艺参数,电渣重熔过程极大地降低了Fe3Al基金属间化合物合金中的S,O,H,P等杂质元素的含量,改善了析出相的大小与分布.铸锭具有良好的热加工性能,经锻造和中温热机械处理后,纵向室温延伸率分别超过8%和10%,屈服强度超过400MPa,断裂强度达到700 MPa,力学性能与同类真空冶炼大体积材料的性能相当

采用化学复合方法制备出氢氧化镁/氢氧化铝复合阻燃剂.扫描电镜、X射线能谱仪和X射线衍射仪测试表明,复合阻燃剂颗粒表面粗糙,包覆着纳米级氢氧化镁粒子.通过BET测定,比表面积由包覆前的3.7979m2·g-1提高到15.9414m2·g-1.由复合阻燃剂填充的EVA材料,氧指数可达39.0,拉伸强度达10.2MPa,断裂伸长率达180%,较氢氧化铝原料及氢氧化镁和氢氧化铝机械混合样的阻燃性能和力学性能有显著提高.TG和DTA热分析表明,复合阻燃剂可提高复合材料的分解温度和燃烧残留率,能有效地抑制聚乙烯主链裂解,促进基体成炭,增强复合材料的热稳定性

采用添加了Al2O3和Y2O3助烧剂的碳化硅微粉为原料,通过放电等离子烧结(SPS)技术快速制备了碳化硅陶瓷.分析了材料致密化过程,并重点研究了烧结工艺参数对材料致密度和力学性能的影响规律.结果表明,当SPS工艺参数的烧结温度和压力分别为1600℃和50MPa时,经过5min的烧结,碳化硅陶瓷的致密度可达到99.1%,硬度为HV2550,断裂韧性达8.34MPa·m1/2,弯曲强度达684MPa

将对材料声发射的研究同对力学过程的研究、材料断裂损伤等破坏过程的研究相结合,提出了声发射过程的概念。在此基础上,进一步给出了定量考察声发射过程自相似性的自相似特征函数.测试结果分析表明,混凝土试块在单轴压缩过程中,声发射过程的自相似程度随着应力状态的变化而变化

采用金相、扫描电镜和能谱等分析手段研究了稀土元素铈对2Cr13不锈钢中夹杂物的变质作用以及对冲击性能的影响.结果表明:稀土元素改善了2Cr13不锈钢夹杂物的形貌和大小,未加稀土的钢的断口是典型的解理断裂,加稀土后钢的断口是准解理+韧窝型,韧窝中出现的细小球状稀土硫氧化物夹杂是其转变的主要原因;加微量稀土元素铈的试样低温横向冲击性能比未加稀土的试样大幅度提高,-40℃时提高了54.55%

研究了总应变控制下比例加载和不同相位差(45°和90°)的非比例加载条件下GH4169镍基高温合金650℃双轴疲劳的断口特性.结果表明,比例加载时,裂纹在试样表面均匀萌生;随非比例度提高,裂纹萌生的数量明显减少.比例加载的断口表面有明显的撕裂条带,且沿径向扩展;而非比例加载时这些撕裂条带减少,相应地撕裂面增多,在相位差为90°时断口表面完全为撕裂面,且沿圆周方向扩展.在两裂纹扩展的交界处,发现有疲劳条纹,沿径向分布.在瞬间断裂区,随着非比例度的增加,韧窝逐渐加深,且撕裂面逐渐加大

研究了不同固溶温度和稳定化处理工艺后GH864合金的裂纹扩展情况.通过分析合金的微观组织,断口形貌以及lga-lgNi/Nf、da/dN-a及da/dN-N曲线特征,定量计算了裂纹萌生期、稳态扩展期及失稳瞬断期在整个疲劳断裂过程中所占比例,并进一步分析影响各自比例的微观组织因素.结果表明:随着固溶温度的升高,晶粒尺寸增加,合金的裂纹扩展速率降低,同时裂纹的萌生期的比例降低,而裂纹的扩展期比例则会增加;随稳定化时间的延长和温度的升高,晶界碳化物析出量增加,降低了合金的裂纹扩展速率,但是裂纹萌生期的比例在逐渐增加