导读:本文包含了相变效应论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:1Cr12不锈钢,残余应力,固态相变效应,多场耦合模型
相变效应论文文献综述
任新星[1]（2018）在《考虑固态相变效应的403不锈钢焊接残余应力的研究》一文中研究指出焊接结构内部残余应力的预测及控制一直都是工业生产中的重要一环。利用有限元软件对焊接过程进行模拟计算,为焊接结构内部残余应力的确定提供了很大的便利。但对于成分较复杂的低合金高强度钢,传统的有限元软件大多是基于理想弹塑性假设进行焊接力学计算的,而且也忽略了固态相变对于残余应力的影响,因而其对焊接应力场的计算结果往往与实测值存在很大区别。因此,本文以1Cr12不锈钢为对象,建立一套多场耦合模型来有效描述其在焊接热循环中的相变行为,并在此基础上研究焊接过程中温度、组织及焊接接头力学性能与焊接残余应力之间的关系。首先,采用焊接热模拟试验,确定1Cr12不锈钢在焊接热循环过程中的相变类型及相应的相变动力学方程,推导得出相变应变数学模型。利用高温拉伸实验得到母材、高温奥氏体、马氏体的高温屈服强度,并基于等塑性应变假设,采用归一化函数描述相变过程中混合相力学性能。利用母材组织在不同温度下的真实应力-应变曲线,确定不同硬化模型的硬化参数,并推导硬化材料的弹塑性本构方程。然后,基于MSC.marc有限元软件进行固态相变力学行为的二次开发,并对1Cr12不锈钢TIG平板重熔过程展开焊接力学计算,分析阐述各固态相变效应对于焊接残余应力演变过程的影响:低温马氏体相变能够抵消相变区域在冷却过程中的受到的拉应力,使最终残余应力降低,甚至变为压应力;焊接冷却过程中存在的屈服强度滞后效应也能够降低最终的残余应力水平;相变塑性能够调节残余应力分布,起到降低残余应力的作用;应变硬化能够提高最终的残余应力水平。最后,通过对多重热循环下焊接残余应力的演变过程进行分析,发现后焊焊道对于前一道焊道的残余应力具有明显影响:距后焊焊道越近,其应力演变过程随相变进行程度而有所区别;离第二道焊道较远区域,其受后一道焊接热循环影响较小。在对不同层间温度下焊接残余应力分布的对比分析中,发现单就控制残余应力而言,适当提高层间温度,能够降低相变区域的残余应力;当层间温度高于材料的Ms点,在焊缝及热影响区应力较低甚至为压应力,应力峰值出现在热影响区的两侧。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
郭向东,王梓旭,李明,刘蓓[2]（2018）在《结冰风洞中液滴相变效应数值模拟》一文中研究指出为明晰结冰风洞中液滴相变效应,发展了基于Euler法的气液两相传质传热耦合流动计算方法,探索了3m×2m结冰风洞主试验段构型相变效应对液滴传热过程的影响,开展了参数影响研究,评估了试验段内液滴过冷状态。结果表明:构型内液滴经历了先蒸发后凝结两个阶段,蒸发效应促进了准一维传热阶段液滴温度的下降趋势,使液滴温度趋于湿球温度,而凝结效应则抑制了叁维收缩阶段液滴温度的下降趋势,进而增大了试验段液气温差,影响液滴过冷状态;增大初始相对湿度和试验段气流速度,会导致蒸发效应减弱而凝结效应增强,进而增强了相对湿度和气流速度对液滴过冷状态的影响程度,与此相反,初始液滴尺寸的增加,则会导致蒸发效应和凝结效应均减弱,进而减弱了液滴尺寸对液滴过冷状态的影响程度;在典型工况下,小尺寸液滴(液滴直径范围为40~100μm)在高风速时(试验段气流速度大于164m/s)将偏离过冷状态(液气温差超过3℃)。(本文来源于《航空学报》期刊2018年03期）
林建安[3]（2017）在《基于脉冲电流相变效应的TA1织构调控与力学性能研究》一文中研究指出现代工业技术的飞速发展对钛及其合金的强度和塑性提出了更为苛刻的要求。有效改进材料制备工艺和控制材料微观结构(相种类、尺度、形态及其分布),一直被大多数研究工作者们视为改善钛及其合金强韧性最有效的两大途径。近年来,研究工作者们开发了脉冲电流处理工艺技术来改善和提高材料组织力学性能。本文基于脉冲电流相变效应和晶体学理论,以工业纯钛TA1为研究对象,借助放电等离子烧结系统产生的脉冲电流,系统研究分析了无压条件下脉冲电流对工业纯钛织构演变和力学性能的影响,对比分析辐射加热条件(无脉冲电流)对材料的综合影响,以及压力条件下脉冲电流效应对材料织构演变和力学性能的影响,最后结合伯格斯取向关系和层滑移模型简要分析了TA1于同素异构相变点发生hcp?bcc相变的晶格转变机理。研究结果为高强韧工业纯钛的制备提供工程和理论指导意义。首先,通过研究分析不同脉冲电流强度(升温速率)、不同循环相变次数、不同初始组织形貌以及不同保温时间对材料的影响发现,脉冲电流的强弱直接影响材料的微观形貌,1400A(50K/min)时获得网篮状组织,1600A(100K/min)和1900A(200K/min)时获得层片状组织,并且在获得高强度的同时,拉伸塑性大幅提高,塑性应变最高达到43.2%,该性能超过了目前所报道的其他方法所制备的高强韧工业纯钛材料。相应地,利用非热效应理论解释了hcp→bcc晶格转变下脉冲电流对材料长程原子扩散的促进作用,导致材料晶粒取向逐渐减弱;此外,不同循环相变次数对材料晶粒取向影响较大,叁次循环后试样表现出强的织构取向,且叁次循环后试样的形核激活能低于初始试样,性能在同等组织结构下屈服强度达到最大值297.5MPa;观察不同初始组织形貌处理后的结果发现,初始组织为魏氏组织的材料其力学性能都远不及初始组织为等轴状结构的材料;XRD宏观织构中的(0002)基面强度和微观织构中的{0001}极图强度都随着保温时间增加而不断增加。随后,结合上面的研究结果,对比分析无脉冲电流条件下(辐射加热)不同升温速率和不同循环相变次数对材料的影响,以佐证和衡量脉冲电流对材料的积极作用。研究发现,不同升温速率下,材料微观组织依旧为初始的等轴状结构,不同的是晶粒大小随电流强度增大而不断降低,而XRD宏观织构和EBSD微观织构各参数强度变化不大,无明显规律性,抗拉强度由于细小的等轴状结构而有显着提高;不同循环相变次数下,材料微观组织由前两次循环相变的等轴状结构演变到后面的层片状组织,且晶粒尺寸不断增大。对比分析表明,XRD宏观织构和EBSD微观织构均无明显特殊取向现象,抗拉强度和屈服强度有所增加外,塑性变化不大。研究结果再一次证实了脉冲电流效应对材料组织性能的积极作用。其后,进一步研究了压力及脉冲电流联合作用对材料的影响。不同脉冲电流强度(升温速率)下,压力对材料晶粒取向和力学性能有积极影响,材料组织演变为典型的层片状组织,晶粒大小相比于无压下大幅降低,且随着升温速率增加而增大。晶粒取向由1400A(50K/min)下的(10-10)较强取向演变为1600A(100K/min)下的(0002)较强取向,最后到1900A(200K/min)下两者均无明显取向。同时,材料抗拉强度得到大幅提高,最高达到706MPa,塑性应变最高达到39.1%。研究结果验证了压力对材料织构演变和力学性能的影响。最后,在脉冲电流效应和晶体学理论的基础上,理论分析了脉冲电流加热和辐射加热条件下α-Ti(hcp)→β-Ti(bcc)和β-Ti(bcc)→α-Ti(hcp)的同素异构晶格转变过程,结果表明:工业纯钛在辐射加热条件下只发生常规hcp→bcc和bcc→hcp的互逆循环结构转变,而不会影响材料的晶粒取向性。而在脉冲电流加热条件下,材料在经历hcp?bcc相变过程中,晶胞发生了特定的旋转,改变了材料内部的晶粒取向性。总之,脉冲电流处理工艺可以在促进材料内部原子长程扩散能力的基础上,改善及控制材料织构取向,从而极大提高综合力学性能,是一种极具发展前景的制备工艺。(本文来源于《华南理工大学》期刊2017-04-17）
刘永[4]（2016）在《考虑固态相变效应的高强钢焊接/补焊力学行为研究》一文中研究指出船体结构广泛使用高强钢,其焊接/补焊残余应力状态严重影响着结构安全性和服役可靠性。有限元模拟技术作为研究焊接/补焊力学行为的常用方法,能够全维度显示残余应力场的分布。但对于船用高强钢而言,焊接/补焊过程中的固态相变效应较为显着,采用将其忽略的传统做法会对有限元计算结果带来较大误差。本文即针对这一问题,使用10Ni5CrMoV钢开展了考虑固态相变效应的焊接与补焊力学行为研究。首先探讨了材料参量、退火效应和相变应变参量对焊接力学计算的影响,为考虑固态相变效应的焊接(补焊)力学行为分析奠定基础。其中,使用单因素分析法计算了不同材料参量的焊接残余应力与变形,结果表明,材料参量对焊接残余应力与变形的影响较大,不同材料参量的影响程度存在差异。考虑到焊接过程中回复、再结晶和熔化等物理现象对材料加工硬化行为的消除作用,建立了以退火温度为控制参量的“退火模型”,并开展了不同“退火温度”的焊接力学计算,结果表明,考虑“退火效应”后,焊接残余应力峰值有所降低,焊接角变形有所增大,但不同“退火温度”之间的应力和变形差异较小。对比分析了考虑相变应变前后及不同相变应变参量-相变点的焊接残余应力与变形。结果表明,相变应变及相变应变参量-相变点对焊接残余应力的影响较显着,开展焊接力学计算需要建立准确的相变应变模型。焊接过程中的固态相变效应包含由于组织类型改变引起的屈服强度改变和相变过程中的体积变化-相变应变。热模拟试验发现10Ni5CrMoV钢在较大焊接热循环范围内,发生的固态相变类型为奥氏体相变和马氏体相变。基于热模拟试验数据建立了固态相变转变量的数学模型,相变转变量与相变应变总量的乘积即为相变应变;采用高温拉伸试验的升温、降温加载,描述加热、冷却、再加热过程组织类型的差异,建立材料“屈服强度模型”,该模型能够表征屈服强度滞后和接头硬化现象。基于这两个模型,开发出一系列ABAQUS子程序,实现了考虑固态相变效应的焊接力学计算。考虑固态相变效应的焊接力学计算结果表明,屈服强度模型不改变残余应力的分布趋势,仅改变应力峰值大小,而相变应变使焊缝区域的纵向应力降低,甚至变为压应力。焊接试验中热循环测试结果与计算结果较吻合,验证了有限元热过程的准确性;盲孔法残余应力测试结果与考虑固态相变效应的有限元模拟结果较一致,证明了考虑固态相变效应的焊接力学计算是合理的。开展考虑固态相变效应的补焊力学计算,对比补焊前后残余应力场的分布,发现补焊后纵向应力变化较小,横向应力增幅较大;模拟分析了2种典型补焊位置和3种补焊长度的焊接残余应力场,结果表明,不同补焊位置的焊接残余应力差异较小;补焊长度对横向和纵向应力的影响不同,不同补焊长度的纵向应力峰值差异较小,而补焊长度较短时,横向应力较高,可达补焊前残余应力的2倍,随着补焊长度的增加,横向应力逐渐接近补焊前的应力水平。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-06-01）
董士伟,冷雪,李宝宝,汤文辉,蒋林承[5]（2014）在《温度和相变效应对超高速碰撞数值模拟中碎片云质量特性的影响》一文中研究指出为研究温度的升高和相变的出现对材料在超高速碰撞中行为的影响,采用考虑温度和相变效应的GRAY叁相物态方程与未考虑相关效应的Tillotson物态方程,对超高速碰撞碎片云的质量特性进行数值模拟对比研究。结果表明:当碰撞速度在5 km/s以下时,由两种物态方程给出的碎片云质量数据基本一致,但当碰撞速度在7 km/s及以上时,两种物态方程给出碎片云质量数据有较大差别;而在碰撞速度为7、8 km/s,两种物态方程给出的前向碎片云质量随方位角α的分布有明显区别。这说明在较高速度的碰撞中,温度和相变的相关效应对碎片云运动及其后续破坏能力有较大影响。(本文来源于《兵器材料科学与工程》期刊2014年06期）
张德丰,陆建生,宋鹏,吕建国[6]（2012）在《X65管线厚板控制冷却时的相变效应》一文中研究指出为明确相变效应对X65管线厚板控制冷却的影响,通过开发线性混合热膨胀模型、拓展Avrami相变动力学模型和应用Leblond模型建立了热力耦合有限元模型.用该模型研究了X65管线厚板在上下层流冷却系数分别为3和1 kW/(m2.K)的非对称控制冷却时,相变效应对温度、残余应力和应变的影响.结果表明:相变期间,潜热减缓心部和下表面的冷却速度达50%、25%;潜热和TRIP效应分别产生峰值为89、-89 MPa,并且130、-170 MPa的应力可减小整体残余应力;相变膨胀产生峰值为723、-479 MPa的组织应力决定了整体残余应力大小及分布.(本文来源于《西南交通大学学报》期刊2012年02期）
张德丰[7]（2011）在《X65管线厚板控冷过程的相变效应研究与数值模拟》一文中研究指出当今,在石油、天然气的输送中,管道运输因具有经济性、安全性、连续性等明显优势而获得广泛应用。由于高强韧性的X65管线厚板是现今乃至今后较长一段时间内长输管道建设的主体材料,因此,其生产工艺已成为相关领域内最具活力的一个研究热点。控制冷却是X65管线厚板常见的热处理工艺,目前普遍采用的控制冷却工艺常为叁段式控冷,即管线厚板要先后经历“无水空冷”、“层流水的连续冷却”和“出水空冷”叁个阶段方完成控冷过程。由于X65管线厚板控冷时因上下表面的不对称控冷会在板厚方向产生不对称分布的高值残余应力,进而形成严重的横向翘曲,受到板宽较窄的限制,残余应力和横向翘曲难以用矫直方式彻底消除,这不仅严重影响了该产品的板型质量,同时由于长输管道常处于低温、高压、易腐蚀等极端恶劣环境,较高的残余应力还为X65管线在后续使用时诱发应力腐蚀开裂埋下安全隐患。因此,研究并有效控制X65管线厚板控冷时产生的残余应力,对提高该产品的板型质量、延长使用寿命,将具有十分重要的意义。鉴于X65管线厚板控冷过程的高温、连续等特性,将生产中断进行现场实验研究,成本过高；以及受到板厚的限制,X射线衍射、中子散射等传统检测手段又无法对板内的温度、应力和应变进行连续而整体的分析；且目前也没有相对成熟的理论可对控冷过程进行直接计算；因此,本研究采用基于有限元的数值模拟方法对X65管线厚板的控冷过程进行研究。尽管此前的材料科学工作者对同类问题进行了大量有益的尝试,但他们常将控冷过程中由相变引起的相变潜热、相变膨胀、TRIP效应(TRIP-Transformation Induced Plasticity)等相变效应予以一定程度的简化甚至忽略。因此,他们研究时使用的模型并不完全适用于X65管线厚板控冷过程。本研究首先确定了X65管线厚板控冷时由奥氏体A-针状铁素体F相变诱发的相变潜热、相变膨胀和TRIP效应等相变效应的影响,进而通过理论研究明确了用于描述各相变效应的理论模型,并通过开发USDFLD、HETVAL、UEXPAN和TRIP子程序拓展了ABAQUS软件分析相变效应的功能；接着开发了考虑上述相变效应的2个有限元模型,并进行15组模拟实验初步明确了模拟控冷时考虑相变效应的必要性；接着用根据X65管线厚板实际的控冷工艺开发的热力耦合有限元模型,具体研究并明确了相变潜热、相变膨胀和TRIP效应等相变效应对控冷的影响和机制；最后通过将参照的与实际的控冷工艺的模拟结果进行比较分析,确定了实际使用的不对称控冷工艺对控冷的影响,进而提出优化的控冷工艺,并评估了优化工艺减小残余应力的效果；主要结论如下：(1)开发的热力耦合有限元模型因考虑了X65管线厚板控冷时涉及的弹塑性变形、热膨胀、传导、对流、辐射和相变效应(包括相变潜热、相变膨胀(?)TRIP效应)等目前所知的所有相关物理影响因素,可用于研究X65管线厚板的控冷过程。(2)相变效应对X65管线厚板的控冷具有重要影响,模拟时必须考虑。相变潜热使相变期间的板温升高52.7℃、使中部和下表面的温降分别减缓50%、25%,使控冷结束的板温升高44℃。相变膨胀通过产生(723MPa,-479MPa)的组织应力影响板厚方向的应力,该应力甚至可逆转中部和下表面附近的应力状态,而相变潜热主要通过小幅减小应力峰值、TRIP效应主要通过迁移压应力峰分别影响板厚方向的应力。相变膨胀和相变潜热通过产生均值为正的总体应变以减小板厚方向的负总体应变,而TRIP效应则相反,但均使总体应变趋于均匀。(3)实际生产使用的不对称控冷工艺是产生高值残余应力的重要原因,而优化的控冷工艺可显着降低残余应力。实际生产使用的不对称控冷工艺使X65管线厚板形成了不对称分布的温度、应力、应变,进而在板厚方向产生峰值为(350MPa、-272MPa)的残余应力,而优化的对称控冷工艺使厚板中部的压应力峰值和下表面的拉应力峰值分别减小114MPa、116MPa)。(本文来源于《昆明理工大学》期刊2011-11-01）
李宝宝[8]（2010）在《超高速碰撞下相变效应的数值模拟研究》一文中研究指出在超高速碰撞中,碰撞产生的冲击压力远大于材料的强度。在碰撞点附近的区域内,材料的行为响应特点类似于可压缩流体。对超高速碰撞而言,材料的可压缩效应甚至相变效应会在其中扮演重要的角色。为了探讨在超高速碰撞中相变的影响,本文在自编SPH程序中引入GRAY叁相物态方程,对超高速碰撞问题进行数值模拟研究,并与常用的Tillotson物态方程进行对比分析,探讨了超高速碰撞中相变效应产生的影响。得到如下结果:1、在较低的碰撞速度(不发生相变)下,GRAY叁相物态方程计算所得的碎片云形状参数与Tillotson物态方程给出的结果吻合,表明GRAY叁相物态方程适于应用于超高速碰撞的数值模拟。2、对碎片云的形状、质量、速度和动量特性进行了数值研究,结果表明,在较高速度下,两个物态方程给出的结果有一些差别,分析表明,这些差异是由于超高速碰撞中相变效应引起的。3、在较高碰撞速度(8 km/s)下,给出了碰撞初期某些时刻的物理量分布情况,得到超高速碰撞熔化、汽化相变发生的区域,同时还获得了喷射尾罩产生的区域。4、探讨了Whipple防护结构的防护性能问题。分析表明,材料的相变效应和热软化效应对于防护结构的防护性能影响较大。(本文来源于《国防科学技术大学》期刊2010-11-01）
贾艳敏,徐达,郭红雨[9]（2010）在《相变效应对灌注桩与冻土回冻过程影响的研究》一文中研究指出以传热学为基础,考虑地质条件、冻土初始地温场的影响及相变效应,在自然回冻状态下,给出冻土地区桩基温度场的二维控制微分方程及初始边界条件。结合试桩工程实例,建立二维数值模型,数值方法求解的计算值与实测值吻合较好。分析了钻孔灌注桩与冻土回冻过程,得出了灌注桩浇筑混凝土后桩体温度分布不均匀,呈非线性变化;确定了灌注桩的热扰动核心区域。(本文来源于《工程力学》期刊2010年S1期）
贾艳敏,郭红雨[10]（2009）在《相变效应对钻孔灌注桩与冻土回冻过程的影响》一文中研究指出以传热学为基础,考虑冻土初始地温场的影响及相变效应,在自然回冻状态下,给出冻土地区桩基温度场的二维控制微分方程及初始边界条件。结合试桩工程实例,建立二维数值模型,数值方法求解的计算值与实测值吻合较好,证明了本文方法的正确性。分析了钻孔灌注桩与冻土回冻过程,得出了灌注桩浇筑混凝土后桩体温度分布不均匀,呈非线性变化;确定了灌注桩的热扰动核心区域。(本文来源于《第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册》期刊2009-11-28）
相变效应论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为明晰结冰风洞中液滴相变效应,发展了基于Euler法的气液两相传质传热耦合流动计算方法,探索了3m×2m结冰风洞主试验段构型相变效应对液滴传热过程的影响,开展了参数影响研究,评估了试验段内液滴过冷状态。结果表明:构型内液滴经历了先蒸发后凝结两个阶段,蒸发效应促进了准一维传热阶段液滴温度的下降趋势,使液滴温度趋于湿球温度,而凝结效应则抑制了叁维收缩阶段液滴温度的下降趋势,进而增大了试验段液气温差,影响液滴过冷状态;增大初始相对湿度和试验段气流速度,会导致蒸发效应减弱而凝结效应增强,进而增强了相对湿度和气流速度对液滴过冷状态的影响程度,与此相反,初始液滴尺寸的增加,则会导致蒸发效应和凝结效应均减弱,进而减弱了液滴尺寸对液滴过冷状态的影响程度;在典型工况下,小尺寸液滴(液滴直径范围为40~100μm)在高风速时(试验段气流速度大于164m/s)将偏离过冷状态(液气温差超过3℃)。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
相变效应论文参考文献
[1].任新星.考虑固态相变效应的403不锈钢焊接残余应力的研究[D].哈尔滨工业大学.2018
[2].郭向东,王梓旭,李明,刘蓓.结冰风洞中液滴相变效应数值模拟[J].航空学报.2018
[3].林建安.基于脉冲电流相变效应的TA1织构调控与力学性能研究[D].华南理工大学.2017
[4].刘永.考虑固态相变效应的高强钢焊接/补焊力学行为研究[D].哈尔滨工业大学.2016
[5].董士伟,冷雪,李宝宝,汤文辉,蒋林承.温度和相变效应对超高速碰撞数值模拟中碎片云质量特性的影响[J].兵器材料科学与工程.2014
[6].张德丰,陆建生,宋鹏,吕建国.X65管线厚板控制冷却时的相变效应[J].西南交通大学学报.2012
[7].张德丰.X65管线厚板控冷过程的相变效应研究与数值模拟[D].昆明理工大学.2011
[8].李宝宝.超高速碰撞下相变效应的数值模拟研究[D].国防科学技术大学.2010
[9].贾艳敏,徐达,郭红雨.相变效应对灌注桩与冻土回冻过程影响的研究[J].工程力学.2010
[10].贾艳敏,郭红雨.相变效应对钻孔灌注桩与冻土回冻过程的影响[C].第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册.2009