ansys高溫合金材料
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys高溫合金材料的實(shí)例教程
近期，中國(guó)科學(xué)院近代物理所科研人員在合金材料的高溫水腐蝕和輻照/腐蝕研究方面取得進(jìn)展。
近代物理所核能工程材料室的研究人員針對(duì)超臨界水冷反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料面臨的強(qiáng)輻照和高溫高壓水腐蝕環(huán)境，自主設(shè)計(jì)和建造了高溫高壓水動(dòng)態(tài)腐蝕實(shí)驗(yàn)裝置，用于反應(yīng)堆候選結(jié)構(gòu)材料的高溫水腐蝕和輻照/腐蝕模擬研究。該裝置運(yùn)行的最高溫度為700 ℃、最高壓力為10 MPa、最快水流速為10 m/s、最低氧濃度為5 ppb。
圖1:高溫高壓水動(dòng)態(tài)腐蝕裝置示意圖（劉超/圖）
利用蘭州重離子加速器（HIRFL）等裝置提供的重離子束和高溫高壓水動(dòng)態(tài)腐蝕裝置，科研人員開展了超臨界水冷堆候選材料——SIMP和T91鐵素體/馬氏體鋼的高溫水腐蝕動(dòng)力學(xué)及輻照/高溫水腐蝕行為研究。
結(jié)果表明，SIMP鋼比T91鋼具有更好的抗水腐蝕性能。研究還發(fā)現(xiàn)流速增強(qiáng)腐蝕現(xiàn)象以及流速對(duì)氧化膜的組成結(jié)構(gòu)有顯著影響。重離子輻照/高溫高壓水腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，輻照導(dǎo)致材料腐蝕速率顯著增大。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，科研人員對(duì)材料的高溫水腐蝕行為及其在輻照環(huán)境下抗腐蝕性能退化的機(jī)制進(jìn)行了探討。
這些成果為先進(jìn)水冷堆候選材料的快速篩選和評(píng)價(jià)提供了重要的研究平臺(tái)、實(shí)驗(yàn)方法和科學(xué)數(shù)據(jù)。
展開 近年來(lái)，我國(guó)科技人員解決了高溫合金熱變形加工中存在的關(guān)鍵性問(wèn)題，在許多高難度變形高溫合金構(gòu)件的制造研發(fā)中取得了重大成果，其中有我國(guó)自主研發(fā)的GH4169變形高溫合金。
（2）鑄造高溫合金
這是一類通過(guò)鑄造的方法，直接加工所需構(gòu)件的高溫合金材料，具有合金化程度高、抗蠕變性能好等特點(diǎn)。近年來(lái)，用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的材料已經(jīng)逐步轉(zhuǎn)換為鑄造高溫合金，其中高溫合金K403具備優(yōu)良的鑄造性能，可制造復(fù)雜的精鑄件。
（3）粉末高溫合金
這是一類以精細(xì)金屬粉末為原料，采用熱等靜壓和等溫鍛造等方法加工而成的高溫合金材料。粉末高溫合金解決了傳統(tǒng)高溫合金偏析嚴(yán)重、成型困難等問(wèn)題，具有屈服強(qiáng)度高、晶粒細(xì)小、疲勞性能優(yōu)異等特點(diǎn)，例如我國(guó)自主研發(fā)生產(chǎn)的FGH96合金是生產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦的首選材料。
2
按基體元素分
（1）鐵基高溫合金
該類高溫合金以鐵(Fe)為主要基體，并加入了不同比例的鎳(Ni)、鉻(Cr)等合金元素，制造成本較低，多用于工作溫度低的環(huán)境，如使用溫度較低的燃?xì)鈾C(jī)的渦，以及一些承力件和緊固件。如圖所示為鐵基合金GH1311的金相組織。從圖中可以看出，鐵基高溫合金的顯微組織由一些等軸狀的多邊形晶粒構(gòu)成，屬于典型的奧氏體結(jié)構(gòu)，保證了鐵基高溫合金具有足夠的強(qiáng)度和一定的韌性。
展開 《中國(guó)航空材料手冊(cè)》第2卷.變形高溫合金.鑄造高 第10卷
《中國(guó)航空材料手冊(cè)》第10卷.pdf
《中國(guó)航空材料手冊(cè)》第2卷.變形高溫合金.鑄造高.pdf
目前，市場(chǎng)上廣泛使用的起落架制作材料為鋁合金，但是鋁合金起落架在使用過(guò)程中由于其具有質(zhì)量高的特點(diǎn)會(huì)給無(wú)人機(jī)帶來(lái)很多不必要的動(dòng)能損耗。因此，設(shè)計(jì)一款輕量化的起落架來(lái)降低起落架質(zhì)量和提高飛行時(shí)間，從而達(dá)到增加無(wú)人機(jī)的續(xù)航時(shí)間的目的，顯得很有必要。我國(guó)是鎂資源生產(chǎn)大國(guó)，近年來(lái)對(duì)鎂合金的研究越來(lái)越深入，由于其很高的比強(qiáng)度和比剛度被廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域中[3,4]。使用鎂合金代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋁合金材料作為起落架的制作材料，將會(huì)有很大的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用市場(chǎng)。
課題組以某型號(hào)的植保無(wú)人機(jī)起落架為研究對(duì)象，通過(guò)有限元軟件ANSYS對(duì)起落架在滿載工況下進(jìn)行靜力分析，驗(yàn)證了鎂合金作為起落架制作材料的基本可行性。并對(duì)其不同載荷和跌落速度進(jìn)行跌落仿真分析，進(jìn)一步驗(yàn)證了其作為起落架制作材料的可行性[5,6]。
1 無(wú)人機(jī)起落架的模型建立
1.1 起落架結(jié)構(gòu)分析
某小型植保無(wú)人機(jī)滿載質(zhì)量為33 kg，降落時(shí)允許最大下沉速度為3 m/s，起落架要有足夠的強(qiáng)度滿足此要求。選擇的材料為稀土鎂合金，材料參數(shù)如表1所示。
表1 材料及參數(shù)
1.2 網(wǎng)格的劃分
網(wǎng)格劃分屬于有限元分析前處理階段中的必不可少的一環(huán)，并且也是十分重要的一個(gè)階段，比如網(wǎng)格尺寸大小的確定對(duì)計(jì)算的精度影響較大。本研究采用四面體主導(dǎo)的方法進(jìn)行網(wǎng)格劃分，單元尺寸為3mm，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)為115 995，單元格數(shù)量為60 211，模型網(wǎng)格劃分圖如圖1所示。
圖1 網(wǎng)格劃分圖
2 起落架跌落仿真
網(wǎng)格劃分和部分設(shè)置與上文一致，在UG中新建一個(gè)平面為地面，在材料屬性中定義地面為混凝土，定義剛度行為為剛性。
展開 
ansys高溫合金材料的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
ansys高溫合金材料的最新內(nèi)容
摘 要：【目的】鋁合金起落架在使用過(guò)程中，由于其具有質(zhì)量高的特點(diǎn)會(huì)給無(wú)人機(jī)帶來(lái)很多不必要的動(dòng)能損耗?！痉椒ā空n題組以某型號(hào)的植保無(wú)人機(jī)為研究對(duì)象，通過(guò)制作材料的平替和優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其達(dá)到使用要求。對(duì)無(wú)人機(jī)起落架進(jìn)行UG設(shè)計(jì)建模以及ANSYS有限元分析，得到起落架對(duì)應(yīng)的應(yīng)力云圖和變形云圖。材料平替過(guò)程中，質(zhì)量由鋁合金的0.86kg下降到了稀土鎂合金的0.68 kg，質(zhì)量降低0.18 kg。【
強(qiáng)輻照、高溫和冷卻劑腐蝕環(huán)境下材料的服役行為是制約先進(jìn)核能系統(tǒng)研發(fā)的瓶頸問(wèn)題之一。近期，中國(guó)科學(xué)院近代物理所科研人員在合金材料的高溫水腐蝕和輻照/腐蝕研究方面取得進(jìn)展。 近代物理所核能工程材料室的研究人員針對(duì)超臨界水冷反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料面臨的強(qiáng)輻照和高溫高壓水腐蝕環(huán)境，自主設(shè)計(jì)和建造了高溫高壓水動(dòng)態(tài)腐蝕實(shí)驗(yàn)裝置，用于反應(yīng)堆候選結(jié)構(gòu)材料的高溫水腐蝕和輻照/腐蝕模擬研究。該裝置運(yùn)行的最高溫度為700
高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基，能在600℃以上的高溫及一定應(yīng)力作用下長(zhǎng)期工作的一類金屬材料，具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度，良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能，良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能，又被稱為“超合金，”
《中國(guó)航空材料手冊(cè)》第2卷.變形高溫合金.鑄造高 第10卷
《中國(guó)航空材料手冊(cè)》第10卷.pdf
《中國(guó)航空材料手冊(cè)》第2卷.變形高溫合金.鑄造高.pdf
