史平安
,
帅茂兵
,
刘道新
,
周宏亮
兵器材料科学与工程
以2A12/45和2A12/40CrNiMoA为研究对象，采用电偶腐蚀实验方法系统研究了溶液浓度、pH值以及材料特性和外力等因素对电偶腐蚀行为的影响。结果表明：pH值不变，随着溶液浓度的升高，两个偶对的电偶电流密度增大；溶液浓度不变，随着溶液pH值的降低，两个偶对的电偶电流密度增大；从腐蚀形态来看，不同浓度下2A12表面的腐蚀形态主要是不均匀的点蚀，pH=2时为均匀腐蚀，而在pH=4和pH=7时为局部的点蚀；应力的变化不仅对电偶电流密度有明显影响，而且承受的应力水平增大，电偶电流密度增加，电偶腐蚀敏感性提高，无应力时，作为阳极的2A12铝合金表面的腐蚀形式是局部的点蚀，且腐蚀产物附着在金属表面，当外加应力增加到75％σs时2A12铝合金表面腐蚀明显加剧，且随着腐蚀产物的脱落，局部区域出现较大的蚀坑。
关键词:
电偶腐蚀
,
外加应力
,
敏感性
史平安
,
万强
,
庞盛永
,
颜怡霞
,
许恒
材料热处理学报
为了准确的模拟出激光深熔焊接中小孔的动态变化过程,根据小孔内激光的能量吸收机制,采用Particle Level Set方法和有限差分模型的光线追踪法来描述小孔对激光能量的吸收作用,建立了描述激光深熔焊接过程中熔池动态行为和小孔瞬态演化行为的三维数值模型.动态模型中考虑了菲涅耳吸收、蒸发潜热、凝固/熔化潜热和熔池内液态金属的耦合对流传热等物理因素,以及反冲压力、表面张力和热毛细力等力学因素的影响.通过对30CrMnSiA钢激光焊接过程的数值模拟,得到了动态焊接过程中小孔深度的变化规律和小孔的形貌特征、能量分布特征.研究表明,小孔动态演化过程可分为3个阶段:小孔深度线性增长阶段、振荡增长阶段和高频振荡阶段.不同阶段小孔的振荡方式和程度不同,进而造成小孔的形貌和孔壁的能量密度分布也不同.而小孔的振荡也是焊接不稳定性和缺陷形成的重要原因.
关键词:
激光深熔焊
,
光线追踪法
,
小孔稳定性
,
数值模拟
赵朋成
,
王璐璐
,
王为波
,
侯俊英
,
史平安
材料科学与工艺
提出了一种虚拟材料法,用以消除铍激光热传导对接焊热过程数值分析中钎料与母材问的对接间隙所带来的能量边界条件.假定对接间隙被一种具有不同于母材和钎料的热物性参数的虚拟材料所填充,用指数旋转抛物线体热源模型预测了铍激光热传导对接焊缝横断面轮廓,并进行了试验研究.结果表明,在考虑对接间隙的情况下计算所得的熔池轮廓更接近于试验结果.虚拟材料的导热系数对熔池形状的影响较大,而密度和比热对熔池形状的影响较小.随着导热系数的增大,熔深和熔宽均逐渐减小.当导热系数取30 W/(m·K)时,计算所得的熔池形状与试验测得的值吻合良好.
关键词:
激光热传导对接焊
,
对接间隙
,
虚拟材料法
,
数值模拟
史平安
,
莫军
,
郝志明
,
尹益辉
,
王军
机械工程材料
在综合考虑激光钎焊熔池表面形状和几何参数的基础上,建立了适合于铍材激光钎焊的表面双椭圆热源分布模型;通过对数值模拟与试验获得的熔深、熔宽等参数的对比,可知计算结果与试验结果吻合较好,说明双椭圆表面热源模型能够较好地模拟铍环钎焊.通过对焊接加热和冷却过程中铍环焊缝附近应力状态变化的比较,发现凝固过程中最大轴向拉应力和最大环向拉应力均位于焊缝中心,这正是焊缝中心较易形成凝固裂纹的主要原因.
关键词:
铍
,
激光钎焊
,
数值模拟
,
凝固裂纹
史平安
,
符春渝
,
牛伟
,
高洋
机械工程材料
doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2008.03.024
根据多孔硅泡沫材料应力松弛的基本特征,得到了体积可压缩硅泡沫材料松弛行为的数学模型,利用该表达式可以对松弛试验结果进行处理及松弛特性分析.通过含多孔硅泡沫衬垫的组合结构松弛行为的数值模拟和试验测试数据的对比,两者吻合较好,说明基于材料应力松弛试验得到的粘弹性本构模型能够反映多孔硅泡沫材料的力学特性;该松弛模型具有较高的计算精度,并且形式简单,便于工程应用.
关键词:
多孔硅泡沫
,
衬垫
,
非线性粘弹性
,
应力松弛
史平安
,
万强
,
庞盛永
,
陈鑫
,
莫仲海
材料热处理学报
为了准确地模拟出激光深熔焊接中小孔的动态变化过程,根据小孔内激光能量的传输过程和吸收机制,采用光线追踪法来描述小孔对激光能量的多重反射吸收作用,建立了基于光线追踪的热源模型,分析了工艺因素对30CrMnSiA钢激光深熔焊接过程中瞬态小孔的深度振荡和熔池流动行为的影响.结果表明,激光焊接过程中熔池的小孔深度呈周期性变化并伴有高频振荡特征,而小孔的振荡是焊接不稳定性和缺陷形成的重要原因.而随着激光功率的增大,小孔深度增大,小孔深度达到相对稳定状态的时间缩短.小孔深度达到相对稳定状态时,小孔振荡的幅度随激光功率的增加而增大.在对不同工艺条件下熔池的温度场、流场和小孔的动态演化过程对比的基础上,进一步探索了焊缝气孔的形成机理,并提出了减少焊缝气孔和增强小孔稳定性的新思路.
关键词:
激光深熔焊
,
气孔
,
形成机理
,
数值模拟
