河北省自然科学基金(E2014203223)
- 作品数：13 被引量：14H指数：2
- 相关作者：郑丽娟付宇明赵华洋郭建龙向龙更多>>
- 相关机构：燕山大学内蒙古民族大学更多>>
- 发文基金：河北省自然科学基金国家自然科学基金河北省高等学校科学技术研究指导项目更多>>
- 相关领域：金属学及工艺理学一般工业技术机械工程更多>>
- 带有疲劳裂纹的35CrMo构件电磁热止裂强化被引量：5
- 2015年
- 利用超强脉冲放电装置对含有疲劳裂纹的35Cr Mo钢试件进行电磁热止裂试验。放电后裂纹尖端熔化,裂尖钝化成微小的椭圆形,降低了裂尖处的应力集中;对放电后裂尖处的椭圆形钝化区与基体区的化学成分进行对比分析发现:椭圆形钝化区中Mn、Si、Mo质量分数增高,晶粒得到细化,提高了裂纹尖端微小区域内组织的硬度和强度;利用自主研发的多轴加载疲劳试验机对放电前后试件进行三点弯曲疲劳寿命测试,结果表明,经过电磁热止裂强化后的试件,疲劳寿命得到提高,较未放电的试件平均寿命提高了13%;采用热-电耦合的数值分析方法模拟求得放电瞬间裂纹尖端处的温度场;通过理论计算脉冲放电瞬间裂尖处微小区域的应变能密度因子,由于电热应力强度因子的作用,降低了裂尖处的应变能密度因子,有效阻止了裂纹的继续扩展,为电磁热止裂技术的应用奠定基础。
- 付宇明郭建龙郑丽娟
- 关键词：止裂
- 含半圆形埋藏裂纹金属构件脉冲放电时应力场分析被引量：1
- 2015年
- 对纯弯曲载荷作用下含半圆形埋藏裂纹的金属构件在脉冲放电瞬间的应力场进行了理论分析,运用热传导、非定常热应力及汉克尔变换等理论,推导出应力场分布理论公式。由公式可知,在脉冲放电瞬间,电磁热在裂纹尖端形成热压应力场,压应力场能有效地抑制裂纹的扩展。对脉冲放电前后的含半圆形埋藏裂纹构件进行了超声波检测实验,利用超声波对比法测得脉冲放电后构件裂尖应力值,该应力值有所增大。
- 付宇明王宁宁郭建龙郑丽娟
- 关键词：裂纹止裂纯弯曲应力场
- 非均布载荷作用下厚壁筒平面问题的应力解析解
- 2014年
- 采用复变函数法,求出表面受一非均布径向压力作用下厚壁圆筒平面问题的应力解析解。发现,随着非均布侧压系数、内外应力比例系数的增大,圆筒内某些区域的周向应力和径向应力由压应力变为拉应力,且拉应力区域范围随之改变;对圆筒内部存在应力极值的问题进行分析,得到应力极值出现位置、应力极值随载荷非均匀系数、内外应力之比的变化规律及应力极值区域的变化规律;采用数值方法验证了理论分析的正确性。
- 郑丽娟张帅付宇明
- 关键词：厚壁圆筒复变函数拉应力
- 单边裂纹电磁热止裂的动力学效应被引量：1
- 2015年
- 对超强脉冲放电止裂瞬间产生的动力学效应及其对裂纹尖端的影响进行研究,通过位移势函数的求解给出准稳态各应力应变分量;通过拉氏变换得出具有动力学效应下的各应力应变分量。以单边裂纹的无限大薄板为例,具体计算出瞬时点热源下的准稳态和动力学效应两种情况下的裂纹尖端局部区域的应力及变化。研究结果表明,在点热源产生的很短时间内,动力学效应会在裂尖附近由于"热击"产生压应力的突变,带有惯性项的动力学效应能更有效的遏制裂纹的扩展。
- 郑丽娟樊金开付宇明
- 关键词：热应力
- 多元陶瓷相在激光熔覆层中的溶解机制研究
- 2019年
- 激光熔覆层材料以铁基粉末为基础,添加有TiC、WC和SiC多元陶瓷增强相。依据自由能变理论,对激光熔覆过程中的涂层化学反应方向与反应程度进行了热力学分析,研究了所添加陶瓷增强相的溶解机制,结果表明:在设定的工艺参数和激光作用下,涂层表面可产生2000~3000 K的高温,通过显微组织分析可以发现,在上述温度范围内陶瓷物质发生了部分甚至完全溶解,且熔池中熔化游离的Fe、Cr、Ni等离子或颗粒先后与陶瓷物质中分解出的Ti、W、Si与C元素发生再反应与互溶,形成了具有一定金属性以及陶瓷相强度和硬度的物质,如FeNi2Ti、Fe-Cr-Ni-Si等新合金相或固溶体,并达到了强化涂层性能的效果。研究结果与理论模型分析结果规律相同。
- 付宇明赵华洋郑丽娟齐童
- 关键词：激光熔覆显微组织
- 脉冲磁处理金刚石结块的实验及磁场数值模拟
- 2015年
- 采用热压烧结方法制备金刚石结块,对金刚石结块进行脉冲磁处理。分别对经脉冲磁处理和未经磁处理的金刚石结块进行冲击韧性实验,检测经脉冲磁处理和未经磁处理的金刚石结块的冲击功,观察金刚石结块在冲击实验后的断口显微组织。对脉冲磁处理的磁场进行瞬态磁场数值模拟。实验结果表明,经脉冲磁处理后的金刚石结块冲击韧性平均提高35.4%,断口晶粒间隙明显减小。数值模拟结果说明,金刚石结块侧边缘磁场强度较大,磁场应力集中,周期变化的磁场应力会引发磁致振荡效应。实验和数值模拟结果表明,脉冲磁处理可以改善金刚石结块性能。
- 付宇明刘明郭建龙郑丽娟
- 关键词：磁处理冲击韧性显微组织数值模拟
- 铁基多元陶瓷涂层激光熔覆制备及优化
- 2021年
- 采用20钢为基材,激光熔覆涂层材料以YD-F625型铁基粉末为基,添加有Ti C、WC和Si C多元陶瓷增强相,通过调整多元陶瓷相中Ti C的比例来获得不同的涂层合金材料,同时选用多组激光功率、扫描速度、粉末厚度等工艺参数进行激光熔覆对比试验,以涂层表面硬度为性能指标,对激光熔覆工艺和涂层材料种类进行优化。通过激光熔覆制备多元陶瓷复合涂层可以使20钢表面的硬度显著提高,其中最优工艺组合为激光功率3000 W、扫描速度280mm/min、预置粉末厚度2.0 mm、Ti C粉末含量为20%时,涂层最高显微硬度可达1100 HV以上,出现在距涂层表面0.05 mm深度处。
- 刘喜平赵华洋付宇明郑丽娟
- 关键词：激光熔覆
- 脉冲放电对焊接接头的强化分析被引量：1
- 2015年
- 对含有裂纹的16Mn焊接接头脉冲放电后的拉伸过程进行了数值模拟,分析了脉冲放电强化对裂纹前缘应力状态的影响.数值分析表明,经脉冲放电强化后,焊接接头受拉时裂纹前缘处的应力集中降低,抗拉性能得到了提高;对含有裂纹的16Mn焊接接头试件进行脉冲放电和拉伸性能试验.结果表明,通过脉冲放电强化,裂纹前缘钝化并产生了硬而韧的白亮层组织,试件的断口变得均匀、拉伸性能平均提高了17.8%.数值模拟和试验证实了电磁热止裂技术对降低焊接接头应力集中、提高其抗拉性能的有效性.
- 郑丽娟向龙付宇明
- 关键词：脉冲放电焊接接头应力集中
- 含圆柱形非金属夹杂构件脉冲放电的热应力场被引量：1
- 2014年
- 根据脉冲放电对含圆柱形非金属夹杂构件所引起的温度场,将其分解为轴对称温度场和非轴对称温度场两部分,采用热弹性位移势及叠加原理,在给定的边界条件下,分别求解两类温度场所引起的热应力场。以16Mn构件强化为例求解夹杂边界处热应力分布发现,在该区域,无论径向、周向应力均为压应力,而且远超出材料的屈服强度;在温度和应力耦合作用下,将极大影响夹杂附近的组织性能及应力状态。进一步研究沿径向路径的热应力变化发现,脉冲放电引起的热应力仅对含夹杂区域的组织性能及应力状态影响较大,而对无夹杂区域并没有太大影响,因此,该技术可应用于在线构件的强化。
- 刘喜平付宇明郑丽娟张帅
- 关键词：脉冲放电非金属夹杂热应力
- 高功率半导体激光熔覆高硬涂层工艺与成型质量
- 2018年
- 为了研究高功率半导体激光器制备高硬熔覆层时熔覆工艺对成型质量的影响,通过不断变换工艺参数在45钢基材上制备了60HRC以上的高硬FeCrBSi熔覆层。研究了熔覆工艺对熔覆层的几何形貌、显微硬度和微观组织的影响。测得了熔覆层的热影响区尺寸和显微硬度随激光功率与扫描速度的变化情况,给出了较佳的熔覆工艺范围。结果表明,当比能量相同时,熔覆层可能具有不同的形貌、组织和性能,不能单纯用比能量来判断熔覆层的成型质量。研究结果将为高硬熔覆层的制备提供技术指导。
- 郑丽娟付宇明朱亚楠齐童
- 关键词：半导体激光器工艺参数显微组织
