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快掘面风流动态调控参数与压抽比对粉尘运移的影响及降尘分析
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作者 龚晓燕 李相斌 +5 位作者 陈龙 裴晓泽 付浩然 王天舒 张红兵 薛河 《金属矿山》 CAS 2024年第1期124-131,共8页
随着矿山快掘设备的逐渐引进,快掘面粉尘污染问题愈加严重。为有效减少快掘面生产过程中的粉尘污染,设计出风流动态调控降尘净化系统,通过调节风流的状态并设计了不同工况下的风流调控方案,以降低司机处粉尘浓度与粉尘的扩散距离。以陕... 随着矿山快掘设备的逐渐引进,快掘面粉尘污染问题愈加严重。为有效减少快掘面生产过程中的粉尘污染,设计出风流动态调控降尘净化系统,通过调节风流的状态并设计了不同工况下的风流调控方案,以降低司机处粉尘浓度与粉尘的扩散距离。以陕西某矿快掘面为例,建立了风流—粉尘耦合场有限元模型,并对模型进行了井下验证;分析了风流动态调控降尘净化系统中出风口偏角、出风口缩放口径、出风口距端头距离及风量压抽比4个参数对风流与粉尘场的影响规律;设计正交试验分析了各参数与司机处粉尘浓度与粉尘扩散距离之间的关联性,确定了最佳调控净化方案。结果表明:各参数对司机处粉尘浓度与粉尘扩散距离影响程度的显著性排序由大到小依次为风量压抽比、出风口偏角、出风口距端头距离、出风口缩放口径。确定的最佳调控净化方案为出风口距离端头10 m、出风口偏角20°、出风口缩放口径1.0 m及风量压抽比1。设计搭建试验平台进行了准确性及净化效果测试验证,模拟值与试验值的平均误差小于8.91%,净化后司机处粉尘浓度由327.22 mg/m^(3)降低至156.47 mg/m^(3),降低了52.18%,粉尘扩散距离由39.74 m缩短至25.91 m,缩短了34.80%,有效改善了快掘面的空气环境。 展开更多
关键词 矿井通风 快掘面 空气净化 风流动态调控 数值模拟 气固两相流
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基于DCPD的CT试样裂纹扩展数值模拟标定方法
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作者 薛河 王双 +2 位作者 赵有俊 苟思育 倪陈强 《中国测试》 CAS 北大核心 2023年第1期36-42,共7页
为保证核电结构裂纹扩展监测结果的准确性,建立有效的标定方法至关重要。该文根据直流电位降(DCPD)法的原理和有限元分析软件建立电位场模型,直观、定量地获得电位场变化数据,分析紧凑拉伸(CT)试样在不同裂纹长度下的电位降,并从监测环... 为保证核电结构裂纹扩展监测结果的准确性,建立有效的标定方法至关重要。该文根据直流电位降(DCPD)法的原理和有限元分析软件建立电位场模型,直观、定量地获得电位场变化数据,分析紧凑拉伸(CT)试样在不同裂纹长度下的电位降,并从监测环节考虑多种因素对标定曲线的影响,最后结合裂纹监测平台进行实验验证。结果表明,裂纹主电位接线点的位置、不同材料和几何尺寸对标定曲线产生微伏级的影响,仿真与实验数据分析结果的最大误差为4.9%。该标定曲线具有一定的可行性,可为后续动态裂纹扩展监测实验及验证工作提供参考。 展开更多
关键词 直流电位降法 有限元法 主电位接线点 几何尺寸 标定曲线
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裂纹监测仪恒流源系统设计
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作者 薛河 赵有俊 +3 位作者 王双 倪陈强 孙裕满 王欣玥 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第4期91-94,共4页
设计了一种高稳定的数控式恒流源,以减少电流波动对裂纹电位信号的影响;采用MSP430系列单片机(MCU)作为主控制器,进行系统软硬件设计;以基准电压为参考,结合串联负反馈电路和增量式PID算法对输出电流值进行实时调整。实验结果表明:该恒... 设计了一种高稳定的数控式恒流源,以减少电流波动对裂纹电位信号的影响;采用MSP430系列单片机(MCU)作为主控制器,进行系统软硬件设计;以基准电压为参考,结合串联负反馈电路和增量式PID算法对输出电流值进行实时调整。实验结果表明:该恒流源系统电流输出稳定性优于10×10^(-6),裂纹电位信号稳定性较好,满足裂纹监测仪需求。 展开更多
关键词 恒流源 高稳定 增量式PID算法 基准电压 裂纹监测
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基于努氏压入的不锈钢表面双向残余应力获取方法
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作者 薛河 杨永杰 +4 位作者 张雨彪 石哲任 王帅 张顺 张永刚 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期202-209,共8页
为了解决焊接产生的复杂残余应力难以获取的问题,借助努氏压头的不对称性,将加载曲率作为分析参量,针对核电焊接接头材料的力学性能,采用理论分析、数值模拟和物理试验的方法获得了材料参数、残余应力与加载曲率差的关系,并在此基础上... 为了解决焊接产生的复杂残余应力难以获取的问题,借助努氏压头的不对称性,将加载曲率作为分析参量,针对核电焊接接头材料的力学性能,采用理论分析、数值模拟和物理试验的方法获得了材料参数、残余应力与加载曲率差的关系,并在此基础上建立了适用于不同材料的双向残余应力计算方法。结果表明,努氏压头的长轴和短轴方向的残余应力-加载曲率差存在确定的转化因子,并且材料参数和压入深度对该转化因子的影响极小。此外,利用努氏压头的不对称性可以将一个双向残余应力转化为两个单向残余应力,进而通过两次压入获取双向残余应力。使用自主研制的双向残余应力加载装置结合压入试验,验证了努氏压入方法获取双向残余应力的可靠性。 展开更多
关键词 努氏压入 加载曲率 残余应力 数值模拟
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掘进面风流监测及适应性智能调控系统研制
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作者 龚晓燕 赵少龙 +4 位作者 刘壮壮 张浩 薛河 杨富强 赵宽 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期424-434,共11页
针对目前掘进面通风系统因无法对风流进行实时监测及适应性动态调控而造成的瓦斯与粉尘聚集严重等问题,研制出了风流监测及适应性智能调控原型系统来优化风流场分布。通过对掘进面风流监测及出风口风流适应性智能调控方法和系统实现的... 针对目前掘进面通风系统因无法对风流进行实时监测及适应性动态调控而造成的瓦斯与粉尘聚集严重等问题,研制出了风流监测及适应性智能调控原型系统来优化风流场分布。通过对掘进面风流监测及出风口风流适应性智能调控方法和系统实现的整体架构进行分析,基于流场相似与模化理论对掘进面进行了相似还原设计,确定了风速、瓦斯及粉尘隐患监测点位置,完成了基于ZigBee及GPRS技术的数据采集及传输架构,利用PLC控制技术实现了风流智能调控装置的动态调控,并研发了上位机系统。以柠条塔矿S1202掘进面为对象,对研制的风流监测及适应性智能调控原型系统进行了测试,结果表明:出风口距迎头5 m时,司机位置与回风侧行人呼吸带高度平均粉尘质量浓度分别降低了48.94%和34.36%,平均瓦斯体积分数降低了41.18%;出风口距迎头10 m时,司机位置与回风侧行人呼吸带高度平均粉尘质量浓度分别降低了38.04%和41.36%,平均瓦斯体积分数降低了43.02%,验证了风流适应性智能调控的可行性。 展开更多
关键词 安全工程 掘进面 风流 实时监测 智能调控
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镍基合金材料塑性对应力腐蚀裂纹尖端应力应变场影响的研究 被引量:5
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作者 薛河 赵丹 +3 位作者 彭群家 唐伟 方秀荣 龚晓燕 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期17-20,25,共5页
为了解材料塑性对高温水环境下核电关键结构材料应力腐蚀裂纹扩展的影响,利用大型非线性有限元软件,对镍基合金中由氧化膜和基体金属构成的应力腐蚀裂纹尖端应力应变场进行了分析,得出了材料屈服应力对应力腐蚀裂纹尖端应力应变场的影... 为了解材料塑性对高温水环境下核电关键结构材料应力腐蚀裂纹扩展的影响,利用大型非线性有限元软件,对镍基合金中由氧化膜和基体金属构成的应力腐蚀裂纹尖端应力应变场进行了分析,得出了材料屈服应力对应力腐蚀裂纹尖端应力应变场的影响规律。结果表明:在同样的外载条件下,随着材料屈服应力的增大,裂尖基体金属的应力增大而塑性应变减小;而氧化膜区的应力和塑性应变却同时减小。 展开更多
关键词 镍基合金 应力腐蚀裂纹 屈服应力 氧化膜 应力应变 有限元
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低温及应变率对矿用圆环链冲击性能的影响 被引量:16
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作者 薛河 刘莲 +2 位作者 杨芝苗 石原智也 樋口宏 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2011年第3期343-346,362,共5页
为了了解回采工作面刮板输送机圆环链在卡链状态下力学性能,文中利用ANSYS/LS-DYNA软件,对含有V型缺口圆环链进行数值模拟冲击实验分析,特别是就低温和应变率等因素对圆环链冲击性能的影响进行了比较详细的研究和讨论。研究结果表明温... 为了了解回采工作面刮板输送机圆环链在卡链状态下力学性能,文中利用ANSYS/LS-DYNA软件,对含有V型缺口圆环链进行数值模拟冲击实验分析,特别是就低温和应变率等因素对圆环链冲击性能的影响进行了比较详细的研究和讨论。研究结果表明温度降低会导致矿用受冲击圆环链破断时吸收能量减小和缩短初始破断时间,另外,应变率(加载速率)也会使破断应力增大和缩短初始破断时间。 展开更多
关键词 低温 应变率 ANSYS/LS-DYNA V型缺口 矿用圆环链
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结构材料维氏硬度与屈服应力的关系分析 被引量:7
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作者 薛河 庄泽城 +3 位作者 曹婷 郭瑞 崔英浩 龚晓燕 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2017年第2期274-279,共6页
利用传统力学试验方式直接获取实际工程结构的(如焊接接头)材料力学性能有时相当困难,而准确的材料力学参数是分析实际工程结构完整性的重要基础依据。鉴于获取材料表面维氏硬度相对容易,文中利用维氏硬度试验和ABAQUS有限元分析相结合... 利用传统力学试验方式直接获取实际工程结构的(如焊接接头)材料力学性能有时相当困难,而准确的材料力学参数是分析实际工程结构完整性的重要基础依据。鉴于获取材料表面维氏硬度相对容易,文中利用维氏硬度试验和ABAQUS有限元分析相结合的方式,分析了304奥氏体不锈钢维氏硬度与材料屈服应力的相关性,为复杂工程结构的材料力学参数确定提供了一条新的途径。 展开更多
关键词 304奥氏体不锈钢 材料力学参数 维氏硬度 ABAQUS
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焊接接头强度不等组配试样的三点弯曲试验 被引量:6
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作者 薛河 吕涛 史耀武 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第11期108-110,共3页
利用模拟焊接接头试样三点弯曲试验的方式,就焊接接头强度组配对其断裂性能的影响进行了研究,结果发现:焊接接头强度组配的不同对其断裂韧性和裂纹扩展驱动力都有不同程度的影响.
关键词 裂纹扩展 断裂韧性 焊接接头 强度 三点弯曲试验
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压水堆一回路环境中304不锈钢的蠕变特性分析 被引量:5
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作者 薛河 崔英浩 +2 位作者 赵凌燕 唐伟 倪陈强 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2018年第1期156-161,共6页
裂尖结构蠕变应变是核电结构材料应力腐蚀裂纹扩展的主要驱动力之一,为了了解核电结构材料在核电高温水环境下的蠕变特性,本文利用高压釜模拟核电一回路高温高压水环境,对核电结构材料304不锈钢进行了不同应力下的单轴拉伸蠕变实验,基... 裂尖结构蠕变应变是核电结构材料应力腐蚀裂纹扩展的主要驱动力之一,为了了解核电结构材料在核电高温水环境下的蠕变特性,本文利用高压釜模拟核电一回路高温高压水环境,对核电结构材料304不锈钢进行了不同应力下的单轴拉伸蠕变实验,基于时间硬化本构模型得出了其在320℃下的蠕变本构方程,并结合ABAQUS有限元分析软件建立了高应力下获取蠕变的数值模拟方法。结果表明,应力和时间对蠕变变形有着很大的影响,蠕变速率在初期很大,随着蠕变时间的延长,由于合金加工硬化现象的产生,导致蠕变速率逐渐减少并趋于稳定;温度一定时,蠕变变形和蠕变速率同样随着应力的增大而增大。利用ABAQUS可以有效获取高应力下蠕变规律的数值模拟方法,研究结果为核电结构材料安全性评定提供了一定的参考作用。 展开更多
关键词 304不锈钢 高应力蠕变 本构方程 蠕变行为
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矿用6019深沟球轴承接触应力分析 被引量:4
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作者 薛河 崔英浩 +1 位作者 李永强 陈政 《煤矿机械》 2015年第4期144-145,共2页
为了解矿用深沟球轴承在服役过程中的受力情况,以KS-500型双链刮板输送机主动链轮组6019深沟球轴承为研究对象,利用大型有限元软件分析计算了该轴承滚珠与内外圈之间接触应力的分布情况,并进行了疲劳寿命计算。
关键词 深沟球轴承 有限元分析 应力 使用寿命
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力学性能不均匀性对焊接接头三点弯曲试样塑性区发展规律的影响 被引量:5
12
作者 薛河 史耀武 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 1999年第4期281-284,共4页
利用弹塑性有限元方法对焊接接头试样在三点弯曲试验中塑性区的发展情况进行了计算。分析了不同的裂纹深度、强度组配、焊缝宽度以及不同位置裂纹的焊接接头试样对塑性区形状发展的影响规律。分析结果显示,不同强度组配和几何特征的焊... 利用弹塑性有限元方法对焊接接头试样在三点弯曲试验中塑性区的发展情况进行了计算。分析了不同的裂纹深度、强度组配、焊缝宽度以及不同位置裂纹的焊接接头试样对塑性区形状发展的影响规律。分析结果显示,不同强度组配和几何特征的焊接接头试样对裂纹尖端塑性区的发展规律有较大的影响。由于裂纹尖端拘束程度的不同会造成塑性区的形状和尺寸的改变,因此在做焊接接头试样三点弯曲试验时,可能会得出与均质材料试样不同的驱动力曲线和材料韧度。 展开更多
关键词 焊接接头 强度组配 三点弯曲 塑性区 焊接
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冷加工过程中316L奥氏体不锈钢硬度压痕尺寸效应分析 被引量:5
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作者 薛河 李凯 +1 位作者 王帅 赵宽 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期105-112,共8页
通过理论结合试验的方法对冷加工过程中316L奥氏体不锈钢硬度压痕尺寸效应(ISE)进行了分析,并将根据理论模型得到的真实硬度与测试硬度进行了对比。结果表明:不同伸长率下316L奥氏体不锈钢呈现正ISE现象。通过对三种常见的理论模型分析... 通过理论结合试验的方法对冷加工过程中316L奥氏体不锈钢硬度压痕尺寸效应(ISE)进行了分析,并将根据理论模型得到的真实硬度与测试硬度进行了对比。结果表明:不同伸长率下316L奥氏体不锈钢呈现正ISE现象。通过对三种常见的理论模型分析发现,修正比例试样阻力(MPSR)模型能更准确地描述冷加工下316L奥氏体不锈钢的ISE现象,并通过此模型得到了伸长率为0、15%、30%、40%下真实硬度值分别为159.16MPa、228.07MPa、259.72MPa、282.54MPa,且验证得出各伸长率下的真实硬度与屈服强度之间存在线性关系,随后结合材料的真实硬度值发现,在9.8N压头载荷下测出经不同静态单轴拉伸后的316L不锈钢维氏硬度几乎不存在ISE现象。 展开更多
关键词 冷加工 奥氏体不锈钢 压痕尺寸效应 硬度
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焊接接头强度组配对CTOD的影响 被引量:2
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作者 薛河 赵海燕 史耀武 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期290-294,共5页
利用模拟焊接接头试样三点弯曲试验的方法,就焊接接头强度组配对其断裂性能的影响进行了研究。发现不同的焊接接头强度组配对其断裂韧性和裂纹扩展驱动力有不同程度的影响,在考虑强度组配对焊接接头的断裂性能的影响时,必须从材料的... 利用模拟焊接接头试样三点弯曲试验的方法,就焊接接头强度组配对其断裂性能的影响进行了研究。发现不同的焊接接头强度组配对其断裂韧性和裂纹扩展驱动力有不同程度的影响,在考虑强度组配对焊接接头的断裂性能的影响时,必须从材料的断裂韧性变化和裂纹扩展驱动力变化的两个方面来考虑。 展开更多
关键词 CTOD 三点弯曲 强度组配 焊接接头 裂纹
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提升机主轴疲劳仿真研究 被引量:10
15
作者 薛河 徐尚龙 《起重运输机械》 北大核心 2003年第1期35-38,共4页
介绍了基于有限元分析结果进行疲劳分析的基本理论、思路及方法 ,运用ANSYS程序对假定无缺陷和含横向裂纹KJ型双筒提升机主轴进行有限元数值模拟 ,得到交变应力最大部位 ,预测了提升机主轴疲劳裂纹萌生寿命和裂纹扩展阶段的疲劳寿命 ,... 介绍了基于有限元分析结果进行疲劳分析的基本理论、思路及方法 ,运用ANSYS程序对假定无缺陷和含横向裂纹KJ型双筒提升机主轴进行有限元数值模拟 ,得到交变应力最大部位 ,预测了提升机主轴疲劳裂纹萌生寿命和裂纹扩展阶段的疲劳寿命 ,并得到不同裂纹深度的主轴疲劳寿命。 展开更多
关键词 提升机主轴 疲劳 仿真 有限元 ANSYS
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矿井局部通风系统可靠性定额的确定 被引量:13
16
作者 薛河 龚晓燕 《煤炭工程师》 北大核心 1996年第5期25-28,共4页
文章以矿井局部通风系统为研究对象,采用安全系统工程学理论对矿井局部通风系统的可靠性额定定额值进行了探讨。
关键词 局部通风系统 定额值 可靠性 故障率 矿井
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基于虚拟样机技术的带式输送机动力学特性研究 被引量:3
17
作者 薛河 胡文化 尚欣 《起重运输机械》 北大核心 2004年第10期5-8,共4页
将虚拟样机技术引入到带式输送机的动态设计中 ,并通过对一个简单带式输送机虚拟样机模型的分析 ,说明在带式输送机动态分析中 ,使用虚拟样机技术的可行性和有效性 。
关键词 带式输送机 虚拟样机技术 动态设计 动力学特性 虚拟样机模型 动态特性
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基于直流电位降法的裂纹监测仪器系统设计 被引量:4
18
作者 薛河 苟思育 +2 位作者 倪陈强 张亮 赵有俊 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第11期85-88,共4页
在模拟核电高温环境的高压釜中实时监测裂纹扩展速率的手段相对较少,设计了一种基于直流电位降(DCPD)法的裂纹监测系统,旨在实时、准确、平稳地监测裂纹生长情况。以STM32系列为主控制器,结合微弱信号放大与抗干扰技术,将裂纹增长的模... 在模拟核电高温环境的高压釜中实时监测裂纹扩展速率的手段相对较少,设计了一种基于直流电位降(DCPD)法的裂纹监测系统,旨在实时、准确、平稳地监测裂纹生长情况。以STM32系列为主控制器,结合微弱信号放大与抗干扰技术,将裂纹增长的模拟信号转换为电压信号并在Lab Windows/CVI软件界面上显示。该系统已应用于裂纹监测仪器,并在高压釜环境中进行了裂纹监测实验,结果表明所设计的实时监测系统具有较高的精度和可靠性。 展开更多
关键词 核电 裂纹扩展 实时监测 直流电位降法 微弱信号处理
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考虑材料应变硬化效应的CTOD设计曲线 被引量:1
19
作者 薛河 龚晓燕 史耀武 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第7期820-824,共5页
利用宽板拉伸试样裂纹尖端张开位移CTOD驱动力曲线的分析方法,对符合Ramberg-Osgood应力应变关系的材料,通过推导分析得出了一种CTOD设计曲线表达形式。该设计曲线的主要特点是将材料的幂硬化指数n、材料常数... 利用宽板拉伸试样裂纹尖端张开位移CTOD驱动力曲线的分析方法,对符合Ramberg-Osgood应力应变关系的材料,通过推导分析得出了一种CTOD设计曲线表达形式。该设计曲线的主要特点是将材料的幂硬化指数n、材料常数α与结构的厚度因素引入了设计曲线,并将焊接接头力学不均匀性因素从CTOD设计曲线中分离出来,改变了现有设计曲线安全系数不确定的问题,为利用CTOD方法较为准确地分析实际工程材料的弹塑性断裂问题提供了一种新的设计曲线。 展开更多
关键词 断裂力学 CTOD 设计曲线 应变硬化 拉伸试验
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氧化膜厚度对应力腐蚀裂纹尖端蠕变的影响 被引量:1
20
作者 薛河 郭瑞 +1 位作者 陈政 崔英浩 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2016年第22期2619-2622,共4页
针对应力腐蚀开裂裂纹尖端的基体金属在高应变条件下发生的蠕变现象,采用有限元软件ABAQUS对高温水环境下合金600含氧化膜的应力腐蚀开裂裂纹尖端的高应力状态进行了数值模拟,并对裂纹尖端的力学场分布规律及氧化膜厚度对基体材料蠕变... 针对应力腐蚀开裂裂纹尖端的基体金属在高应变条件下发生的蠕变现象,采用有限元软件ABAQUS对高温水环境下合金600含氧化膜的应力腐蚀开裂裂纹尖端的高应力状态进行了数值模拟,并对裂纹尖端的力学场分布规律及氧化膜厚度对基体材料蠕变的影响进行了分析。结果表明:蠕变后,基体金属裂尖应力值减小,应变值会增大;氧化膜越薄,基体金属裂尖区域的蠕变量越大;高蠕变区域主要分布在与裂纹扩展方向线垂直的方向上,裂纹会沿氧化膜破裂方向扩展。本研究为准确预测核电关键结构材料应力腐蚀开裂裂纹的扩展速率奠定了一定的基础。 展开更多
关键词 应力腐蚀开裂 合金600 氧化膜 蠕变
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