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残余应力对微膜动力学性能的影响研究
1
作者 吴化勇 刘文平 《机械强度》 北大核心 2026年第1期88-92,共5页
【目的】针对微机电薄膜中的残余应力问题,开展了具有残余应力微膜的动力学性能研究。【方法】首先,建立具有残余应力微薄板的数学模型,研究了残余应力对微膜固有频率和振型的影响规律,讨论了残余应力对板、膜行为特性转变的影响。然后... 【目的】针对微机电薄膜中的残余应力问题,开展了具有残余应力微膜的动力学性能研究。【方法】首先,建立具有残余应力微薄板的数学模型,研究了残余应力对微膜固有频率和振型的影响规律,讨论了残余应力对板、膜行为特性转变的影响。然后,基于最小势能原理研究了具有残余应力微膜的稳定性,提出了防止微膜压曲的措施,分析了微膜在简谐激励下的振动响应。【结果】结果表明,残余应力会引起板、膜行为的转变,残余应力对固有频率影响显著,但对振型的影响较小;通过改变薄膜的结构参数和制备工艺,可有效防止薄膜失稳;残余应力对微膜固有频率和振动位移的影响呈相反的变化趋势。研究结果对微膜结构的微机电系统发展具有重要的参考意义和应用价值。 展开更多
关键词 微膜 残余应力 微机电系统 动力学 稳定性
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典型抗磨添加剂对微点蚀的影响
2
作者 赵景鑫 刘海超 +4 位作者 刘广友 韩一鸣 姜程 张恩惠 李维民 《润滑与密封》 北大核心 2026年第1期108-115,共8页
微点蚀是齿轮、轴承等机械零部件的典型损伤形式之一,在金属表面以密集凹坑的行为出现,经长时间循环接触会导致出现更为严重的损伤行为,如点蚀、剥落等。抗磨添加剂作为润滑油中一种最为常见的添加剂,能够起到减少磨损、避免表面卡咬的... 微点蚀是齿轮、轴承等机械零部件的典型损伤形式之一,在金属表面以密集凹坑的行为出现,经长时间循环接触会导致出现更为严重的损伤行为,如点蚀、剥落等。抗磨添加剂作为润滑油中一种最为常见的添加剂,能够起到减少磨损、避免表面卡咬的作用,且对机械零部件的典型损伤形式微点蚀损伤有着重要的影响。为快速评价抗磨添加剂对表面微点蚀的影响,采用TE77往复摩擦磨损试验机,考察6种常见抗磨添加剂对微点蚀和表面磨损的影响,包括磷酸酯胺盐、亚磷酸二正丁酯、亚磷酸二正辛酯、酸性二烷基二硫代磷酸酯、硫磷复酯铵盐和二烷基二硫代磷酸锌,并通过对磨损表面进行光学和电子显微观察,以及摩擦膜化学元素的表征与分析,探究抗磨添加剂与微点蚀之间的关系。结果表明:微点蚀和磨损呈现出明显的竞争关系;抗磨性能最好的2种添加剂磷酸酯胺盐和酸性二烷基二硫代磷酸酯作用下的表面出现了明显的微点蚀损伤,而其他4种添加剂作用下的表面损伤以磨损为主,未出现明显的微点蚀损伤。X射线光电子能谱仪对表面界面元素组成的分析表明,6种添加剂均在材料表面形成了由磷酸盐、少量其他盐类及金属氧化物构成的摩擦膜。然而,由于膜层结构的差异,材料表面呈现的微点蚀损伤程度存在显著差异。该现象为添加剂的筛选提供了重要参考依据。 展开更多
关键词 抗磨添加剂 微点蚀 表面磨损 应力循环 化学结构
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基于深井作业的液压卡瓦结构研究
3
作者 印宇 周井玲 许波兵 《机械设计与制造》 北大核心 2026年第2期75-78,共4页
针对石油钻具实际深井作业时,液压卡瓦结构中的微压痕牙板夹持钻柱发生:细齿易崩坏、钻柱表面压痕深度不均匀、某一侧轴向细齿明显磨损严重等问题。利用有限元软件ANSYS Workbench对单个细齿进行分析,发现其失效规律;经过压载试验和应... 针对石油钻具实际深井作业时,液压卡瓦结构中的微压痕牙板夹持钻柱发生:细齿易崩坏、钻柱表面压痕深度不均匀、某一侧轴向细齿明显磨损严重等问题。利用有限元软件ANSYS Workbench对单个细齿进行分析,发现其失效规律;经过压载试验和应变贴片试验得到钻柱被卡瓦卡持区间隙处表面挤压应力分布规律,并对卡瓦体某一侧牙磨损严重的问题进行分析,结果是由卡瓦体、卡瓦座两者锥面接触间接导致。对液压卡瓦深井作业的安全问题提出可靠性建议,为卡瓦结构后续的改进提供了理论指导。 展开更多
关键词 微压痕 失效规律 挤压应力 锥面接触
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轻水反应堆环境对不锈钢辐照促进应力腐蚀开裂的影响综述
4
作者 徐超亮 全琪炜 +8 位作者 武焕春 李远飞 贾文清 尹建 李时磊 宋淼 张乐福 刘向兵 郭相龙 《材料导报》 北大核心 2026年第1期138-148,共11页
轻水反应堆(LWR)堆内构件等不锈钢材料服役在高温、强辐照和反应堆一回路水耦合环境下,辐照促进应力腐蚀开裂(IASCC)是其最主要的失效机制,导致了核工业界多起堆内构件部件的断裂事件。本文通过调研分析,介绍了LWR中的辐照环境,分析了LW... 轻水反应堆(LWR)堆内构件等不锈钢材料服役在高温、强辐照和反应堆一回路水耦合环境下,辐照促进应力腐蚀开裂(IASCC)是其最主要的失效机制,导致了核工业界多起堆内构件部件的断裂事件。本文通过调研分析,介绍了LWR中的辐照环境,分析了LWR环境中辐照对不锈钢微观结构与硬度、微区化学元素、一回路水电化学腐蚀电位(ECP)、温度和应力的影响,继而总结了上述影响因素对IASCC的影响规律。 展开更多
关键词 轻水反应堆 辐照促进应力腐蚀开裂 辐照硬化 微结构演变 微区化学元素偏析 电化学腐蚀电位 应力
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基于压电智能骨料的微粒混凝土板裂缝监测研究
5
作者 陈育 胡少伟 +1 位作者 田锌如 王耀民 《传感技术学报》 北大核心 2026年第1期16-25,共10页
基于波动法研究压电智能骨料在微粒混凝土板裂缝监测中的传感性能与最大损伤识别深度。按照不同保护层距离L(压电智能骨料中心与板右边缘的距离)设计五块微粒混凝土板,两个智能骨料分别作为驱动器和传感器内埋于板中,以1 kHz~5 kHz的正... 基于波动法研究压电智能骨料在微粒混凝土板裂缝监测中的传感性能与最大损伤识别深度。按照不同保护层距离L(压电智能骨料中心与板右边缘的距离)设计五块微粒混凝土板,两个智能骨料分别作为驱动器和传感器内埋于板中,以1 kHz~5 kHz的正弦扫频信号作为激励信号,通过切缝模拟试件的损伤,并对传感信号进行时频分析和小波包分析。结果表明:时域信号幅值、频域信号功率谱密度和基于小波包分析的损伤指数I对微粒混凝土结构的裂缝损伤十分敏感,通过观察这三个指标的变化趋势可了解到结构的损伤程度;保护层距离L会影响压电传感器接收微粒混凝土损伤信号的灵敏性;最后根据试验结果拟合出最大损伤识别深度计算公式,为压电传感器的优化布设提供参考。 展开更多
关键词 健康监测 压电智能骨料 微粒混凝土 应力波 小波包分析
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基于高光谱遥感的天然气微泄露植被胁迫识别研究
6
作者 李培源 李康宁 +3 位作者 张嘉璐 丁志广 李一灿 蒋金豹 《地理空间信息》 2026年第1期13-17,109,共6页
天然气储气库的泄露将导致经济、生态和安全等方面的问题。高光谱遥感可通过泄露区域植被的光谱变化间接检测泄露情况。以大豆为研究对象,设计了模拟天然气泄露胁迫的田间对照实验,分析了天然气泄露胁迫下大豆的冠层光谱特征。结果表明... 天然气储气库的泄露将导致经济、生态和安全等方面的问题。高光谱遥感可通过泄露区域植被的光谱变化间接检测泄露情况。以大豆为研究对象,设计了模拟天然气泄露胁迫的田间对照实验,分析了天然气泄露胁迫下大豆的冠层光谱特征。结果表明,与正常生长的大豆冠层光谱相比,胁迫中期的大豆冠层光谱变化显著。对对照区和实验区550~1000 nm波段范围内的大豆冠层光谱进行单因素方差分析,以P<0.05检验水平下各期结果中F>Fmean的波段为天然气泄露胁迫敏感波段,设计了天然气泄露胁迫大豆指数(NGSBI);并基于Jeffries-Matusita定量检验法与LIC、NDVI705、NPCI指数的识别效果进行比较,证明了在大豆胁迫中期NGSBI能很好地识别出天然气微泄露对大豆的胁迫。 展开更多
关键词 天然气微泄露 植被胁迫识别 大豆 光谱特征 单因素方差分析 指数模型
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EH36和EH690异种钢焊接接头疲劳裂纹扩展行为研究
7
作者 郭世豪 高旭东 邵永波 《机械强度》 北大核心 2026年第1期63-71,共9页
【目的】EH36和EH690高强钢在海洋平台结构中应用广泛,但其异种钢焊接接头抗疲劳能力较差、易引发疲劳断裂破坏,针对该焊接接头在不同应力比下的疲劳裂纹扩展行为及寿命特性展开研究,为海洋钢结构的抗疲劳设计及安全性评估提供理论依据... 【目的】EH36和EH690高强钢在海洋平台结构中应用广泛,但其异种钢焊接接头抗疲劳能力较差、易引发疲劳断裂破坏,针对该焊接接头在不同应力比下的疲劳裂纹扩展行为及寿命特性展开研究,为海洋钢结构的抗疲劳设计及安全性评估提供理论依据。【方法】首先,采用熔化极气体保护焊工艺制备EH36和EH690异种钢焊接接头,并加工标准紧凑拉伸试件。其次,针对焊缝、热影响区及EH36母材,在三级应力比(R=0.1、0.3、0.5)下分别开展疲劳裂纹扩展试验。再次,基于试验数据计算不同工况下的疲劳裂纹扩展速率,并采用Paris公式拟合获取材料常数C、m。最后,结合扫描电子显微镜对疲劳断口微观形貌进行特征分析。【结果】结果表明,在裂纹长度扩展距离相同时,疲劳循环周次随材料屈服强度的增加而增大;热影响区存在的焊接残余拉应力提高了循环应力中的平均应力水平,从而增大了疲劳裂纹扩展速率,降低了构件疲劳寿命;断口表面呈准解理断裂特征。 展开更多
关键词 EH36钢 EH690钢 应力比 疲劳裂纹扩展 微观形貌
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复合磁流变液的磨削机理研究
8
作者 张莲芝 《制造技术与机床》 北大核心 2026年第2期107-113,共7页
基于磁偶极子理论,对磁流变液中的颗粒链化行为展开系统分析,分别构建了静态与动态剪切条件下的单链结构模型,并据此推导出剪切应力计算公式。通过屈服应力测试数据验证了该模型的可靠性,阐明了复合磁流变液的研磨作用机制,为开发高性... 基于磁偶极子理论,对磁流变液中的颗粒链化行为展开系统分析,分别构建了静态与动态剪切条件下的单链结构模型,并据此推导出剪切应力计算公式。通过屈服应力测试数据验证了该模型的可靠性,阐明了复合磁流变液的研磨作用机制,为开发高性能磁流变材料提供了理论支撑。实验主要从磁性颗粒含量与磁场强度两方面研究了对剪切屈服应力的影响,结果显示剪切屈服应力随磁场强度的增强而提升,与磁性颗粒的体积分数呈正相关关系。当磁性颗粒体积分数达到14%时,体系既能保持较高屈服应力,又具备良好的流动特性。此外,通过建立复合磁性颗粒研磨受力模型,精确计算了单个颗粒在加工过程中所能承受的最大切向微切削力。 展开更多
关键词 磁流变液 剪切屈服应力 磨削加工 微切削力 饱和磁化强度
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工艺参数对聚酰胺6熔体黏弹性作用的试验表征
9
作者 万艳琴 王会 +3 位作者 伍瀚 刘启蒙 赵珂宇 刁永发 《东华大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期89-97,共9页
采用高精度RH2000型毛细管流变仪,系统研究聚酰胺6(PA6)熔体在剪切速率、温度及口模收敛角协同作用下的黏弹性响应特性,揭示其流变行为的阈值效应并提出工艺优化方案。试验结果表明:PA6熔体属于假塑性流体,其剪切黏度随温度升高而显著降... 采用高精度RH2000型毛细管流变仪,系统研究聚酰胺6(PA6)熔体在剪切速率、温度及口模收敛角协同作用下的黏弹性响应特性,揭示其流变行为的阈值效应并提出工艺优化方案。试验结果表明:PA6熔体属于假塑性流体,其剪切黏度随温度升高而显著降低;在后半段剪切速率范围内,黏温系数的降幅是前半段的三倍以上。180°收敛角对应的黏温系数平均值较90°收敛角的降低34.5%,更适用于低剪切速率场景,以提升工艺稳定性。非牛顿指数的增长率在高温区锐减至2.8%,这表明高温区流动性增强存在温度饱和特性。此外,入口压力降与剪切速率呈正相关,与温度呈负相关,且在高剪切速率下,PA6熔体的入口压力降对剪切速率的敏感性降低,对温度变化的敏感性增强。当剪切速率高于2420 s^(-1)时,入口压力降对温度的敏感性在低温区间内快速增大,因此需规避温控波动引发的弹性失稳。通过分析剪切黏度与应力松弛时间的协同变化趋势,确定250~260℃为PA6最优纺丝温度窗口,该区间可同步实现熔体稳定拉伸与快速弹性回复。 展开更多
关键词 聚酰胺6 黏弹性 收敛角 微通道挤出 入口压力降 应力松弛时间
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关节镜辅助下微骨折技术联合富血小板血浆注射治疗膝骨关节炎的效果研究
10
作者 张勇 闫梦洋 +3 位作者 董福生 郭新响 赵钰 解俊婷 《安徽医药》 2026年第1期82-86,共5页
目的探讨关节镜辅助下微骨折技术(MF)联合富血小板血浆(PRP)注射治疗膝骨关节炎(KOA)的效果。方法选取2021年1月至2022年12月秦皇岛市第二医院收治的80例KOA病人,并按随机数字表法分成A组[n=40,实施关节镜下MF联合玻璃酸钠(HA)注射治疗]... 目的探讨关节镜辅助下微骨折技术(MF)联合富血小板血浆(PRP)注射治疗膝骨关节炎(KOA)的效果。方法选取2021年1月至2022年12月秦皇岛市第二医院收治的80例KOA病人,并按随机数字表法分成A组[n=40,实施关节镜下MF联合玻璃酸钠(HA)注射治疗]和B组(n=40,实施关节镜下MF联合PRP注射治疗)。比较两组疗效、关节液中炎症因子[白细胞介素-1β(IL-1β),肿瘤坏死因子α(TNF-α),基质金属蛋白酶3(MMP-3)]、氧化应激水平[超氧化物歧化酶(SOD)、一氧化氮(NO)]、患膝功能[采用Lysholm膝关节功能评分表评定]及并发症情况。结果B组总有效率为95.00%,比A组的80.00%高(P<0.05);术后3个月,两组关节液中IL-1β、TNF-α、MMP-3及NO均低于术前(P<0.05),且B组均低于A组(P<0.05);术后3个月,两组关节液SOD及膝关节评分均高于术前(P<0.05),且B组均高于A组(P<0.05);B组并发症总发生率5.00%和A组的12.50%比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论对KOA病人实施关节镜下MF联合PRP注射治疗的效果显著,可有效调节病人关节滑液炎症因子、氧化应激水平,明显改善患膝功能。 展开更多
关键词 骨关节炎 膝 关节镜检查 微骨折术 富血小板血浆 炎症因子 氧化应激
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前混合水射流组合喷丸的机理与试验研究 被引量：1
11
作者 马泳涛 张越江 +3 位作者 刘兰荣 李春凡 孙万顺 孙宝成 《表面技术》 北大核心 2025年第9期225-238,共14页
目的对18CrNiMo7-6渗碳钢进行不同丸粒条件下的混合射流喷丸研究。方法基于Hertz理论分析,构建一次喷丸工艺的残余应力场解析预测模型,并进行试验验证,在此基础上获取达到残余应力场近饱和的喷丸试验参数;选择不同的丸粒类型、压力等试... 目的对18CrNiMo7-6渗碳钢进行不同丸粒条件下的混合射流喷丸研究。方法基于Hertz理论分析,构建一次喷丸工艺的残余应力场解析预测模型,并进行试验验证,在此基础上获取达到残余应力场近饱和的喷丸试验参数;选择不同的丸粒类型、压力等试验参数来探究二次微细喷丸处理渗碳钢对其残余应力、表面质量的影响规律。结果在一次喷丸(First-shot peening)处理获得饱和残余应力场的条件下,采用ϕ0.1 mm的铸钢丸和ϕ0.05 mm的强化钢丸/玻璃丸进行二次喷丸(Secondary-shot peening)时,随着喷丸强度的提高,铸钢丸喷丸处理出现了过喷,并发生残余应力消退(消残)现象,在最高强度下残余应力最大值所在深度降低了约50μm,总影响深度降低了约120μm,表面粗糙度Ra随之增大,由0.78μm升至1.78μm;微细强化钢丸未对已有残余应力场造成过大的影响,表面粗糙度先减小后增大,最低为0.81μm;微细玻璃丸对试样的残余应力场、表面粗糙度的影响不大。铸钢丸在压力2 MPa、喷嘴移速16 mm/s,或微细强化钢丸在6 MPa、4 mm/s时,其喷丸效果更好。结论二次喷丸工艺中,在适宜的喷丸强度下使用微细丸粒不仅能增强原有的残余应力场,还可以显著提高一次喷丸处理后的表面质量。 展开更多
关键词 前混合水射流 二次喷丸 微细喷丸 粗糙度 残余应力 饱和残余应力场
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高压气井固井界面密封技术研究与应用 被引量：1
12
作者 刘洋 余才焌 +3 位作者 张皓月 王德坤 李进 黄盛 《钻采工艺》 北大核心 2025年第2期24-31,共8页
川中高石梯-磨溪区块四开尾管固井过程中由于上部裸眼地层中的油气活跃,导致固井质量差,降密度后水泥环产生微环隙,固井防窜难度大。其中,2022年有3口井固井后未降密度即气窜,2口井固井后钻井液密度由2.20 g/cm^(3)降至1.30 g/cm^(3)后... 川中高石梯-磨溪区块四开尾管固井过程中由于上部裸眼地层中的油气活跃,导致固井质量差,降密度后水泥环产生微环隙,固井防窜难度大。其中,2022年有3口井固井后未降密度即气窜,2口井固井后钻井液密度由2.20 g/cm^(3)降至1.30 g/cm^(3)后发生气窜。针对该问题,文章从改善固井质量和预防微环隙两方面入手,形成固井界面密封技术,即研发了密度为1.90~2.30 g/cm^(3)的活性隔离液,一界面冲洗效率达到95.6%,界面混浆也能固化胶结;研制的尾管悬挂器正向密闭装置形成了尾管预应力固井工艺,可承受35 MPa及以上管内压降,改善了微环隙问题;优选了密度2.10~2.40 g/cm^(3)的韧性微膨胀水泥浆,水泥环抗压降能力提高到了40 MPa,满足下开降密度安全钻进。该成果在川中高石梯-磨溪区块?177.8 mm尾管固井中现场应用了5井次,其中固井质量段长合格率均超过70%,下开钻井液密度由2.20 g/cm^(3)左右成功降至1.30 g/cm^(3),未出现喇叭口窜气现象。该研究成果可在高压气井防窜固井中推广应用。 展开更多
关键词 高石梯-磨溪区块 尾管固井 气窜 活性隔离液 预应力 韧性微膨胀 界面密封
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超声旋转微锻造增材件数值模拟
13
作者 任朝晖 贾昌烨 +1 位作者 武志伦 王云贺 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期57-63,共7页
针对目前金属增材制造中复杂的温度变化导致制件产生残余应力,进而引起孔洞、裂纹等缺陷问题,以圆形轨迹TC4钛合金件作为研究对象,利用超声微锻造技术,对工件表面施加高频的微小振动,进而达到细化晶粒、降低残余应力的效果.通过研究单... 针对目前金属增材制造中复杂的温度变化导致制件产生残余应力,进而引起孔洞、裂纹等缺陷问题,以圆形轨迹TC4钛合金件作为研究对象,利用超声微锻造技术,对工件表面施加高频的微小振动,进而达到细化晶粒、降低残余应力的效果.通过研究单层激光熔覆层的不同特征点的热应力变化,得到热应力场结果后导入超声旋转微锻造系统中,进而研究微锻头直径、工具头转速、振幅、锻造温度对于熔覆层残余应力的影响效果.结果表明:激光熔丝增材制造具有“快冷快热”的特点,在锻造系统中,不同的锻造参数对于提升增材件的性能都有着不同的影响. 展开更多
关键词 金属增材制造 残余应力 超声旋转微锻造 TC4钛合金 热应力
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大型复合轧辊增材微铸轧Cr5钢热变形行为与组织性能 被引量：2
14
作者 邸鑫 李浩政 +5 位作者 解俊 季策 周焱民 刘士彬 黄华贵 杜凤山 《中国冶金》 北大核心 2025年第10期16-26,36,共12页
大型复合轧辊在极端轧制工况下面临因表面磨损严重引发的服役失效问题。采用增材制造(AM)技术实现复合轧辊再制造可有效重构几何尺寸与定制梯度性能,但是增材修复层内部微米级微孔缺陷在交变载荷作用下易成为疲劳裂纹源,成为制约再制造... 大型复合轧辊在极端轧制工况下面临因表面磨损严重引发的服役失效问题。采用增材制造(AM)技术实现复合轧辊再制造可有效重构几何尺寸与定制梯度性能,但是增材修复层内部微米级微孔缺陷在交变载荷作用下易成为疲劳裂纹源,成为制约再制造复合轧辊服役安全的关键瓶颈。提出一种大型复合轧辊增材微铸轧工艺,采用增材制造工艺制备Cr5钢;基于Gleeble-3800热模拟试验机,在800~1200℃温度范围和0.01~10s^(-1)应变速率下开展热压缩试验,建立高温流变本构模型;利用扫描电镜(SEM)、电子反向散射衍射(EBSD)、维氏硬度测试等研究热变形温度与应变速率对组织性能的协同调控作用,证明热塑性变形能够强化组织性能;建立了增材制造微铸轧工艺载荷预测模型,为微铸轧工艺介入位置和设备设计提供理论指导。研究结果为大型复合轧辊增材微铸轧工艺中的细晶调控与缺陷抑制提供了理论依据,对推动高性能复合轧辊再制造、实现资源循环再利用具有重要工程意义。 展开更多
关键词 增材制造 复合轧辊 微铸轧 流变应力 Arrhenius本构
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1060-H24纯铝无轴肩微型搅拌摩擦焊的数值模拟分析
15
作者 张昌青 马东东 +3 位作者 谷怀壮 王栋 刘恩荣 张鹏省 《材料导报》 北大核心 2025年第5期217-222,共6页
使用ABAQUS有限元软件建立了顺序热力耦合数值模型,对常规与无轴肩两种搅拌工具下的微型搅拌摩擦焊焊接过程的温度场、应力及接头残余变形分布进行对比分析,并采用实验热电偶测温对热源模型的边界条件进行了校核。结果表明:两种搅拌工... 使用ABAQUS有限元软件建立了顺序热力耦合数值模型,对常规与无轴肩两种搅拌工具下的微型搅拌摩擦焊焊接过程的温度场、应力及接头残余变形分布进行对比分析,并采用实验热电偶测温对热源模型的边界条件进行了校核。结果表明:两种搅拌工具下的焊接接头经历不同的加热和冷却焊接热循环,实测常规工具焊接接头的峰值温度约为362℃,而无轴肩工具焊接接头的峰值温度仅为143℃;焊件表面的残余应力均以焊缝中心对称分布,常规工具残余应力主要分布在轴肩区域,最大残余应力为116 MPa。无轴肩工具残余应力呈现以搅拌针为中心的尖峰分布,最大残余应力为34 MPa;残余应力反映了焊后变形,常规工具焊接的薄板沿焊缝方向向上凸起,最大挠度为2.817 mm。无轴肩工具焊接的薄板没有可视变形,最大挠度仅0.0081 mm。无轴肩微型搅拌摩擦焊热输入低,能有效减小薄壁焊件的残余变形,提高焊件的尺寸精度和装配质量。 展开更多
关键词 微型搅拌摩擦焊 有限元模拟 温度场 应力应变 残余变形
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Co/Pt/Ta多层膜中的微观结构与应力分布
16
作者 郭金键 安伊杉 全志勇 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第8期2763-2771,共9页
Co/Pt多层磁性薄膜具有良好的垂直磁各向异性等优点,已经广泛应用于畴壁移动自旋器件、磁性斯格明子/自旋轨道矩等自旋电子学领域。然而,目前的研究还极少关注多层膜中微观结构与其宏观磁性产生之间的深层关系。本文以Co/Pt/Ta多层膜为... Co/Pt多层磁性薄膜具有良好的垂直磁各向异性等优点,已经广泛应用于畴壁移动自旋器件、磁性斯格明子/自旋轨道矩等自旋电子学领域。然而,目前的研究还极少关注多层膜中微观结构与其宏观磁性产生之间的深层关系。本文以Co/Pt/Ta多层膜为对象,将透射电镜的二次电子成像(STEM-SEI)和几何相位分析(GPA)技术相结合,对多层膜层间界面微观结构、应力及其与宏观磁性的联系开展了系统和多维度表征。结果表明:STEM-HAADF/BF等不同衬度成像说明Co/Pt/Ta多层膜界面清晰,与预期设计吻合;结合STEM-BEI/SEI表明,该多层膜表面平整、成膜性良好;VSM测试证实多层膜具有典型垂直各向异性与优良磁学性能;GPA技术定量确定了多层膜内存在大量微观应力,解释了HRTEM黑色衬度源于晶格失配应力。上述结果揭示了多层膜宏观磁滞回线与微观应变之间存在直接关联的结构层面证据,为理解及开发新型低功耗自旋电子器件在微观结构角度提供新证据和新见解。 展开更多
关键词 Co/Pt多层磁性薄膜 几何相位分析 STEM-SEI 表面信息 微观应力
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水下盾构隧道接缝渗漏围岩响应的宏细观影响规律
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作者 路平 吴春晓 汤兆光 《应用基础与工程科学学报》 北大核心 2025年第6期1818-1828,共11页
为了研究各关键因素对水下浅埋盾构隧道接缝渗漏围岩响应的宏/细观规律,设计并开展了一系列改变渗漏位置、压力水头等单一状态参数的隧道渗漏试验,基于地层沉降、渗漏量、漏土级配、微观及应力的分析,探讨了隧道渗漏对围岩位移场和应力... 为了研究各关键因素对水下浅埋盾构隧道接缝渗漏围岩响应的宏/细观规律,设计并开展了一系列改变渗漏位置、压力水头等单一状态参数的隧道渗漏试验,基于地层沉降、渗漏量、漏土级配、微观及应力的分析,探讨了隧道渗漏对围岩位移场和应力场的演变特征.研究结果表明:(1)漏缝处埋深越浅,同一压力水头的增量对地表最大沉降影响越显著,其地表沉降位置与渗漏点密切相关;当压力水头提高至1倍隧道直径时,地表最大沉降在拱脚、拱肩和拱顶渗漏下分别增加218%、306%和331%;(2)漏缝处埋深增大,漏土阶段末期流失的粗粒组含量相应减少,细粒组含量呈增大趋势,中粒组含量在漏土过程中与渗漏位置、压力水头基本无关;(3)隧道渗漏中地表土样的孔隙数量和平均粒径均呈减小趋势,漏缝旁土样的孔隙数量收敛阶段比初始阶段增加237%,孔隙平均直径收敛阶段比初始阶段减小52%;(4)漏缝处围岩的孔隙水压力和土压力在渗漏初期明显下降,分别为初始阶段应力水平的59%和61%.当漏土收敛并形成稳定土拱时,各漏缝处围岩的平均有效主应力已基本恢复至渗漏前水平.以期提出的试验方法和研究结论为水下浅埋盾构隧道工程中围岩的修复提供依据和数据支撑. 展开更多
关键词 水下隧道 接缝渗漏 宏/细观 渗漏位置 压力水头 应力损失 模型试验
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陶瓷膜微纳米曝气-短程硝化工艺中亚硝酸盐积累效应机理研究
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作者 郑晓英 范毅 +5 位作者 李汶霏 胡天星 韩宗朔 陈克雨 林涛 陈卫 《环境工程》 2025年第9期56-65,共10页
设定了普通曝气(R1)和陶瓷膜微纳米曝气(R2)两组反应器,对比其氧传质性能、亚硝酸盐(NO_(2)^(-)-N)累积效应、氧化应激水平、微生物群落结构及代谢过程,深入解析了陶瓷膜微纳米曝气对短程硝化(partial nitrification,PN)工艺中NO_(2)^(-... 设定了普通曝气(R1)和陶瓷膜微纳米曝气(R2)两组反应器,对比其氧传质性能、亚硝酸盐(NO_(2)^(-)-N)累积效应、氧化应激水平、微生物群落结构及代谢过程,深入解析了陶瓷膜微纳米曝气对短程硝化(partial nitrification,PN)工艺中NO_(2)^(-)-N积累的促进机制。清水曝气试验结果表明:陶瓷膜微纳米曝气氧传质能力强,其标准氧转移率(standard oxygen transfer efficiency,SOTE)为51.92%,是普通曝气(17.43%)的3倍。运行121 d后,R2更早出现NO_(2)^(-)-N积累现象,且亚硝酸盐积累率(91.86%)高于R1(83.05%)。氧化应激水平的测定,进一步验证了亚硝酸盐氧化菌(NOB)对陶瓷膜微纳米曝气引发的氧化应激更敏感,最终使氨氧化菌(AOB)获得相对生长优势,EPR检测结果证实陶瓷膜微纳米曝气在水中产生了·OH,其使硝化细菌发生氧化应激从而活性降低。高通量测序结果显示,R1、R2中AOB(Nitrosomonas)丰度相近,而R2中NOB(Nitrospira)相对丰度(1.66%)显著低于R1(3.54%),表明陶瓷膜微纳米曝气的差异抑制作用增强了AOB的相对生长优势。宏基因组结果表明:在陶瓷膜微纳米曝气条件下,氨氧化过程代谢水平受影响较低,且硝化菌(主要为AOB)发生了抗氧化防御,减弱了氧化应激带来的不利影响。因此,相比普通曝气,短程硝化工艺中采用陶瓷膜微纳米曝气具有更好的NO_(2)^(-)-N积累效果。该研究成果可为PN工艺的发展以及主流Anammox的应用提供理论支持。 展开更多
关键词 短程硝化 陶瓷膜微纳米曝气 亚硝酸盐积累 硝化细菌 氧化应激
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面向超薄硅晶圆精密磨削工艺的内部残余应力分析 被引量：1
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作者 熊正权 窦筠雯 +4 位作者 陈颖 高能 黄银 朱旻昊 冯雪 《表面技术》 北大核心 2025年第2期161-172,共12页
目的硅基集成电路的超薄化(通常厚度≤50μm)是高性能集成器件实现柔性化的关键,同时也满足了器件先进封装的需求。背面精密磨削是低成本、大规模制造超薄硅基集成电路的重要技术路径。然而,随着厚度的降低,本征硬脆的硅基器件的机械强... 目的硅基集成电路的超薄化(通常厚度≤50μm)是高性能集成器件实现柔性化的关键,同时也满足了器件先进封装的需求。背面精密磨削是低成本、大规模制造超薄硅基集成电路的重要技术路径。然而,随着厚度的降低,本征硬脆的硅基器件的机械强度急剧下降,磨削的难度也极大增加。此外,当器件的厚度接近甚至低于有源层厚度(约为15μm)时,磨削过程中产生的缺陷和内部残余应力将严重影响超薄器件的性能和良品率。因此,控制磨削过程的缺陷和内部残余应力是突破超薄柔性硅基集成电路制备技术的关键,非常有必要深入分析超薄硅晶圆精密磨削产生的内部残余应力,建立起工艺参数与内部残余应力之间的定量关系。方法针对精密磨削工艺,基于磨轮与硅晶圆的几何运动学关系,将磨轮进给率对磨削过程的影响转变为对等效磨削深度的影响,建立了硅晶圆在单颗磨粒单次和多颗磨粒多次磨削下的有限元局部模型,探讨了工艺参数(磨轮转速、磨轮进给率、磨粒尺寸)、磨粒数量和磨削次数对磨削后的表面质量和内部残余应力的影响,开展了12英寸硅晶圆的自旋转精密磨削实验验证仿真。结果硅晶圆精密磨削后的内部残余应力主要集中于距离硅片表面约50nm处,并沿深度方向快速减小。降低磨轮进给率和减小磨粒尺寸可以有效降低内部残余应力,提高表面质量。使硅片磨削后的表面及内部区域近似处于等双轴压缩应力状态,当磨轮进给率为0.5、0.35和0.2μm/s时,通过激光共聚焦显微拉曼光谱仪测得残余应力分别为(-185±33)、(-216±25)和(283±41)MPa,多颗磨粒多次磨削有限元仿真获得的残余应力分别为(-127±32)、(-171±43)和(-221±55)MPa,二者吻合较好。结论将磨轮进给率转变为等效磨削深度后,建立的多颗磨粒多次精密磨削有限元模型可以有效预测硅晶圆自旋转精密磨削的内部残余应力,为硅基集成电路薄化工艺的开发和优化提供了指导。 展开更多
关键词 硅晶圆 超薄 精密磨削 内部残余应力 有限元仿真 显微拉曼实验
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钛对Nb-V微合金化C110级油套管钢抗硫化物应力开裂性能的影响
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作者 刘奕辉 周高阳 +2 位作者 操光辉 董晓明 张忠铧 《上海金属》 2025年第4期54-62,共9页
采用NACE标准中的双悬臂梁(NACE-D)法和拉伸试验、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能量色散X射线光谱仪和电子背散射衍射研究了钛对Nb-V微合金化C110级油套管钢的力学性能、微观组织及抗硫化物应力开裂(sulfide stress cracking,SSC)... 采用NACE标准中的双悬臂梁(NACE-D)法和拉伸试验、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能量色散X射线光谱仪和电子背散射衍射研究了钛对Nb-V微合金化C110级油套管钢的力学性能、微观组织及抗硫化物应力开裂(sulfide stress cracking,SSC)性能的影响。结果表明:Nb、V元素易在Ti元素所在区域偏聚,形成大量氢捕获能力不佳的(Ti,Nb,V)(C,N)碳氮化物,导致VC、NbC、(Nb,V)C等纳米级氢陷阱含量下降,从而使Ti-Nb-V微合金化油套管钢的力学性能和抗SSC性能下降。 展开更多
关键词 油套管钢 钛 微合金化 硫化物应力开裂
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