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机械工程材料
机械工程材料

杨武

月刊

1000-3738

mem@mat-test.com

021-65556775-368

200437

上海市邯郸路99号

机械工程材料/Journal Materials for Mechanical EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为材料科技与应用专业技术性刊物。刊登钢铁材料、合金材料、粉末冶金、硬质合金、精细陶瓷、工程塑料和复合材料等工程用材料和特殊功能材料的科研成果和实验研究报告。介绍材料制备、热处理、加工、性能检测的新技术、新仪器设备。设有综述、试验研究和工厂经验等栏目。读者对象为材料科研、生产部门技术人员及相关专业院校师生。
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    钆掺杂La2Ce2O7电子结构和性能的第一性原理计算

    鲁昊天杨鲲李文戈
    63-69页
    查看更多>>摘要：利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，研究了不同钆掺杂量(La1-xGdx)2Ce2O7(x为物质的量分数，取0，0。25，0。50，0。75，1。00)的几何结构、电子结构、力学和热学性能。结果表明:(La1-xGdx)2Ce2O7能带结构为r-X间接带隙，带隙随着x的增加而减小;随着x的增加，(La1-xGdx)2Ce2O7的晶格常数和体积先减小后增大，相对分子质量增大，密度先增大后减小;(La1-xGdx)2Ce2O7的力学 性 能均 符 合Born-Huang稳 定 性 判 据，说 明(La1-xGdx)2Ce2O7具有良好的力学稳定性;Pugh比(剪切模量与体模量之比)小于0。571，泊松比大于0。26，说明(La1-xGdx)2Ce2O7具有良好的韧性，具备承受热循环应力的能力;(La1-xGdx)2Ce2O7的最小热导率在0。98～1。26 W·m-1·K-1之间，低于氧化钇稳定氧化锆，表明(La1-xGdx)2Ce2O7具有良好的热学性能，可以作为热障涂层的候选材料。

    热障涂层钆掺杂La2Ce2O7第一性原理计算电子结构热学性能

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    非对称循环载荷下TA2工业纯钛疲劳损伤行为的预测

    姜学艳包骐乐代巧
    70-76页
    查看更多>>摘要：对TA2工业纯钛进行应力控制的非对称载荷疲劳试验，研究了不同最大应力(245，253，270，300 MPa)下纯钛的疲劳寿命和断口形貌，分析了非对称循环载荷下的应变演变以及应力-应变响应;基于连续损伤力学理论，建立了基于棘轮应变和总应变能密度的疲劳损伤演变预测模型，对纯钛的疲劳损伤过程进行预测，并与试验结果进行对比。结果表明:随着最大应力的降低，TA2工业纯钛的疲劳寿命延长。当最大应力为245，253 MPa时，塑性韧断区面积较小，断口中出现疲劳裂纹扩展区，失效机制为疲劳开裂及裂纹扩展失效，疲劳应变演变由加载初始阶段、稳定阶段和失效阶段组成，随最大应力的增加，塑性应变能密度以及相同疲劳寿命对应的平均应变均增大。当最大应力为270，300 MPa时，断口主要由纤维状的塑性韧断区组成，失效机制为循环塑性大变形失效，此时疲劳应变演化的稳定阶段不明显，随最大应力的增加，塑性应变能密度增大幅度较大，且当循环次数达到70％疲劳寿命时，270 MPa最大应力下的平均应变较大。基于棘轮应变的疲劳损伤演变预测模型对于疲劳中后期(循环次数不低于40％疲劳寿命)损伤值的预测效果较好，最大相对误差不超过12。5％;基于总应变能密度的疲劳损伤演变预测模型预测的损伤值相对误差基本在23％以内，整体预测稳定性较差。

    TA2工业纯钛疲劳失效非对称循环载荷损伤变量

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    有限元模拟和神经网络相结合的喷丸处理SAE9254钢疲劳寿命预测

    申建国汪舟卢伟罗素晖...
    77-84页
    查看更多>>摘要：采用ABAQUS有限元软件建立基于Python脚本的随机多弹丸喷丸模型，对不同弹丸直径、不同弹丸速度和不同喷丸覆盖率下喷丸处理后悬架弹簧用SAE9254钢的残余应力分布和表面粗糙度进行预测，并与试验结果进行对比;基于有限元模拟结果结合神经网络模型对试验钢的疲劳寿命进行预测，并进行试验验证。结果表明:模拟得到SAE9254钢的残余应力沿深度方向的变化曲线与试验结果吻合较好，最大残余压应力的相对误差约为14。77％，表面粗糙度的相对误差约为3。18％，建立的随机多弹丸喷丸模型能够准确地预测SAE9254钢喷丸后的残余应力分布及表面粗糙度。采用有限元模拟与神经网络相结合的方法得到的疲劳寿命预测值和试验值的平均相对误差为6。85％，该方法可以准确地预测SAE9254钢的疲劳寿命。

    SAE9254钢喷丸表面粗糙度有限元模拟神经网络疲劳寿命

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    多点激光冲击强化50CrVA合金钢残余应力场的数值模拟

    李晖王宝钢蔡敏杨军胜...
    85-92页
    查看更多>>摘要：基于ABAQUS/Explicit软件模块的显示动态分析方法，建立50CrVA合金钢激光冲击强化的有限元模型，对单点圆形光斑下松弛持续时间的收敛性进行研究，确定松弛持续时间，采用有限元模拟方法研究了圆形光斑多点激光冲击强化后冲击区域的残余应力分布，并与试验结果进行对比;采用该模拟方法分析了圆形和方形光斑单点激光冲击强化过程中应力波的分布与强化后残余应力的分布，以及多点激光冲击强化时激光功率密度、光斑形状对残余应力场的影响。结果表明:确定的松弛持续时间为0。000 1 s;模拟得到圆形光斑多点激光冲击强化后残余压应力随深度的增大而减小，变化趋势与试验结果基本吻合，最大残余压应力的相对误差为6。8％，验证了有限元模型的准确性;在相同能量输入条件下，光斑的形状不会影响单点激光冲击强化后的残余应力场;随着平均激光功率密度的增加，最大残余压应力均增大;方形光斑多点激光冲击强化后的最大残余压应力(704 MPa)略高于圆形光斑多点激光冲击强化(692 MPa)，方形光斑和圆形光斑多点激光冲击强化后的表面残余应力波动率分别为10。9％，12。9％，方形光斑多点激光冲击强化后的残余应力分布更均匀。

    多点激光冲击强化50CrVA合金钢光斑形状残余应力有限元模拟

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    TC17钛合金表面残余应力的点阵式维氏压痕测试

    李虎陈辉彭晖傅作华...
    93-99页
    查看更多>>摘要：采用点阵式维氏压痕测试方法得到TC17钛合金表面12个测试点的载荷-深度曲线;通过等效材料维氏压痕模型计算合金表面12个测试点的双向残余应力和单向残余应力，将残余应力值代入ANSYS 19。2有限元分析软件中得到载荷-深度曲线，并进行试验验证。结果表明:试验得到表面不同测试点的应力均为残余拉应力;采用有限元方法模拟得到双向残余应力和单向残余应力下的载荷-深度曲线与试验结果吻合较好，载荷-深度曲线的加载曲率的相对误差均小于1。5％，等效材料维氏压痕模型可以准确地预测合金表层单向残余应力和双向残余应力分布。

    TC17钛合金残余应力点阵式压痕测试等效材料维氏压痕模型有限元分析

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    关于举办"2024年全国残余应力测试技术和喷丸强化技术培训班"的通知

    《机械工程材料》编辑部
    99页
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    冷金属过渡电弧增材制造高强钢过程中温度场的数值模拟

    贾剑平骆敏李虹钢
    100-107页
    查看更多>>摘要：基于冷金属过渡(CMT)高频熄弧的特性，在双椭球热源模型的基础上建立了动态热源模型，采用ABAQUS软件建立了高强钢CMT电弧增材制造单道十层成形件的有限元模型，对成形过程中的温度场进行模拟，并与试验结果进行对比;采用模拟方法研究了层间冷却时间(30，60，90 s)和基板预热温度(20，200，300 ℃)对温度场的影响规律。结果表明:模拟得到基板表面距焊道中心20。5 mm处的热循环曲线的变化趋势与试验结果基本一致，波峰和波谷温度的相对误差均在10％以内，证明了模型的准确性。沉积下一层时仅对前一层起到重熔作用;在沉积过程中，熄弧端的峰值温度高于起弧端，而在冷却过程中，两端温度差逐渐降低。随着层间冷却时间的延长，熔池最高温度降低且熔池存在的时间变短，在冷却阶段的冷却速率增大但其增大的程度降低，成形件两端温度差降低，最佳层间冷却时间为90s;随着基板预热温度的升高，熔池的最高温度和熔池尺寸均增加，最大波谷温度差先减小后增大，在基板预热200 ℃条件下，成形件的最大波谷温度差最小，温度分布更加均匀。

    CMT电弧增材制造温度场动态热源模型层间冷却时间基板预热温度

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    车用7075铝合金板的各向异性和拉压不对称屈服行为

    薛浙瀛方许铖杨宁娄燕山...
    108-113页
    查看更多>>摘要：对退火态7075铝合金板进行了不同加载方向(与轧制方向呈0°，15°，30°，45°，60°，75°，90°)下的单轴拉伸与单轴压缩试验以及液压胀形试验，研究了屈服行为;通过耦合静水压力项修正了 Yld2004-18p各向异性屈服函数，对铝合金板的屈服强度进行预测，并与试验结果进行了对比。结果表明:不同加载方向或加载方式下，试验合金板的屈服强度不同，合金板具有显著的屈服各向异性和拉压不对称性;修正后的非对称各向异性屈服函数预测的屈服强度和试验值之间的总相对误差仅有0。000 5，可以准确描述7075铝合金板各向异性和拉压不对称屈服行为。

    铝合金各向异性拉伸-压缩不对称性屈服函数

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    《机械工程材料》网上投稿简则

    《机械工程材料》编辑部
    113页
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    某核电厂汽轮发电机组末级叶片拉筋凸台的断裂原因

    闵济东罗贤龙文学李祥奎...
    114-118页
    查看更多>>摘要：某核电厂汽轮发电机组低压缸末级叶片在累积运行约72个月后，在拉筋凸台处发生了断裂，通过宏观形貌观察、化学成分分析、显微组织观察以及硬度测试等方法分析了拉筋凸台的断裂原因。结果表明:末级叶片拉筋凸台断裂性质为疲劳断裂，发生断裂的原因是相邻叶片拉筋凸台的实际配合状态不佳，造成拉筋凸台表面受力不均匀，局部承受的挤压力过大，使得拉筋凸台在汽轮发电机轴转动时承受不均匀的接触摩擦，在交变载荷的作用下，疲劳裂纹在接触面受力最大的粗糙表面处萌生并逐渐扩展，最终导致拉筋凸台的局部断裂。

    核电机组末级叶片拉筋凸台疲劳断裂接触摩擦

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