卢子兴
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王成禹
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夏彪
复合材料学报
基于三维全五向(Q5D)编织复合材料的细观结构模型,通过引入界面相单元,建立了含界面相Q5D编织复合材料单轴拉伸损伤失效分析模型.应用Python语言实现对ABAQUS的二次开发,将Linde等提出的失效准则和Von-Mises应力准则分别用于纱线和基体的渐进损伤判断,并确定材料的整体失效模式;对于界面相,采用Quads准则进行损伤判断.利用周期性位移边界条件,对含界面相Q5D编织复合材料的纵向拉伸应力-应变行为进行了渐进损伤数值模拟,详细讨论了在纵向拉伸载荷作用下材料的细观损伤起始、扩展和最终失效的演化过程,分析了材料的细观损伤失效机制,预测了材料的极限破坏强度,并研究了界面相性能对材料整体力学行为的影响规律.研究结果表明,数值模拟结果与实验值吻合较好,验证了渐进损伤模型的有效性,为该类材料的力学分析和优化设计奠定了基础.
关键词:
三维全五向
,
编织复合材料
,
界面相
,
失效机制
,
强度
,
数值模拟
冯驰
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丁彰雄
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刘正强
,
黄宏伟
,
史恒惠
,
谢潇
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.09.013
目的 将表面技术应用于锅炉一次风机叶片的再制造,以大幅地提高叶片的表面性能和延长其使用寿命.方法 以锅炉一次风机叶片的失效机理为依据,制定一次风机叶片再制造的主要工艺过程,采用高速电弧喷涂(HARC)工艺制备了四种颗粒增强金属基复合(MMC)涂层,采用干砂冲蚀磨损试验机对涂层的冲蚀磨损性能进行了研究,对抗冲蚀性能优异的K99A和K99B涂层进行了孔隙率、显微硬度、金相结构等性能试验.结果 在30°和90°两种冲蚀角度下,相比于其他两种涂层,K99A和K99B的冲蚀率较小.K99A和K99B的孔隙率分别为(2.99±0.38)％和(4.30±0.41)％,显微硬度分别为(1110±190)HV0.2和(1160±206)HV0.2,综合比较,K99A涂层具有更好的抗冲蚀磨损性能,且K99A涂层的结合强度＞42.3 MPa,满足耐磨涂层要求.结论 采用氩弧焊工艺来修复一次风机叶片,不仅可以恢复其形状和尺寸,而且其强度及韧性可以满足使用要求.高速电弧喷涂K99A涂层表现出良好的抗冲蚀磨损性能,较其他三种MMC涂层提高了20％以上.一次风机叶片再制造费用远低于新叶片费用,且其耐磨性得到提高,展现了极大的经济效益.
关键词:
表面技术
,
一次风机叶片
,
失效机理
,
再制造
,
冲蚀
,
涂层
