材料辐照脆化有限元分析

材料辐照脆化有限元分析

材料辐照脆化是指在辐照条件下，材料的力学性能（如韧性和延展性）降低的现象。有限元分析是一种计算机数值分析方法，可用于模拟材料的力学行为和性能。

对于材料辐照脆化的有限元分析，可以进行以下步骤：

1. 创建几何模型：根据具体材料的形状和尺寸，使用CAD软件或有限元分析软件创建几何模型。

2. 网格划分：将几何模型划分为一系列小单元，形成有限元网格。网格划分的精细程度会影响分析结果的准确性。

3. 材料属性定义：根据辐照脆化的特性，为材料定义相应的力学属性，如弹性模量、泊松比和屈服强度等。

4. 材料本构模型：选择适当的材料本构模型来描述材料的力学行为，如线性弹性、塑性或弹塑性模型等。

5. 加载条件定义：定义辐照条件下的加载情况，如静态力、动态力或温度和辐照剂量等。

6. 辐照脆化效应模拟：根据材料的辐照脆化现象，考虑脆化参数的影响，对材料进行有限元分析。

7. 结果分析：分析计算结果，评估辐照脆化效应对材料的影响，如应力分布、变形情况等。

需要注意的是，有限元分析只是一种近似方法，结果的准确性还受到模型和假设的限制。因此，在进行有限元分析时，需要根据具体情况选择适当的材料模型和参数，并结合实际测试数据对分析结果进行验证。另外，对于涉及核能应用的材料，还需要遵循相应的安全规范和标准进行分析。

反应堆材料辐照损伤概述

反应堆材料辐照损伤概述 【摘要】随着能源问题日益严峻，发展核电成为人类缓解能源紧缺问题的重要手段之一。当今核电站反应堆的技术已经比较成熟，但仍存在很多难以解决的技术问题。反应堆材料的辐照损伤问题直接关系到反应堆的安全性和经济性。本文对反应堆燃料芯块、包壳、压力容器的辐照损伤机理进行了概述，并提出一些减小辐照效应的措施。 【关键字】辐照损伤燃料芯块包壳压力容器材料 一、引言 随着能源问题日益严峻，发展核电成为人类缓解能源紧缺问题的重要手段之一。当今核电站反应堆的技术已经比较成熟，但仍存在很多难以解决的技术问题。其中，反应堆材料的辐照损伤问题尤为重要。材料的辐照损伤问题与反应堆的安全性和经济性有密切的关系。甚至直接关系到未来反应堆能否安全稳定运行。 关于反应堆的材料辐照损伤问题，主要包括三个方面：燃料芯块的辐照损伤，包壳的辐照损伤，压力容器的辐照损伤。深入认识和了解这三方面的问题，并讨论有关缓解措施具有极大地研究价值。 二、水冷堆燃料芯块的辐照损伤 1.燃料芯块的结构与辐照损伤 水冷堆燃料芯块为实心圆柱体，由低富集度UO2粉末经混合、压制、烧结、磨削等工序制成。为了减小轴向膨胀和PCI（芯块-包壳相互作用），芯块两端做成浅碟形并倒角。芯块制造工艺必须稳定，以保证成品芯块的化学成分、密度、尺寸、热稳定性及显微组织等满足要求。 燃料芯块中的铀在辐照过程中会发生肿胀，造成尺寸的不稳定性和导热性能的下降。随着燃耗的增加，铀的力学性能和物理性能将发生变化，铀将变得更硬、更脆，热导率减小，燃料包壳的腐蚀作用也在加剧。对燃料芯块辐照损伤的认识和研究，一方面有助于了解在役燃料元件的运行状态和使用寿命，及时地发现并解决问题；另一方面根据辐照特性，可以采取适当的措施增强燃料元件的性能，进一步提高核电的经济效益。 2.辐照条件下燃料芯块微观结构的演化 燃料芯块在辐照过程中，辐射与物质相互作用的方式可以分为原子过程和电子过程两大类。原子过程主要产生位移效应，位移效应的主要产物是间隙-空位对。而电子过程主要产生电离效应，其主要产物是电子-离子对。 燃料芯块在辐照过程中，将产生能量很高的裂变碎片，造成严重的辐照损伤，并伴有大量的原子重新分布，尤其是裂变产物中的氙和氪，产额高，又不溶于固体，在辐照缺陷的协同作用下形成气泡，造成肿胀。另外，固体裂变产物具有很强侵蚀作用，将使芯块发生应力腐蚀而开裂。 3.燃料芯块辐照损伤机理和宏观性能变化 （1）辐照肿胀 辐照会引起体膨胀，称辐照肿胀。燃料芯块中所使用的重要金属铀，其单晶体会显示出特殊的辐照生长现象。在辐照过程中，铀的晶体线度发生异常变化。引起燃料辐照肿胀的根本原因是裂变产物的积累。发生肿胀一方面是由于铀原子的固体裂变产物以金属、氧化物、盐类等形态与燃料相形成固溶体或作为夹杂物存在于燃料相中，裂变产物的总体积超过了裂变前裂变原子所占的体积（一般在2-3%），另一方面是由于在金属中形成了大量的裂变气泡

高分子材料的辐照稳定性研究

高分子材料的辐照稳定性研究 近年来，随着核能技术的广泛应用以及辐射设备的日益普及，高分子材料的辐 照稳定性研究变得越来越重要。辐照稳定性是指经过辐照后高分子材料的性能和结构是否能够保持稳定。在许多领域，如核电站、航天技术、医疗设备等，高分子材料都扮演着重要角色，在这些极端环境下，高分子材料的辐照稳定性尤为关键。 辐射可以导致高分子材料的分子链断裂、交联、环境力学性能下降等不可逆变化。因此，研究高分子材料在辐射条件下的稳定性，对于提高材料的耐辐射能力、延长其使用寿命具有重要意义。现代科学技术为我们提供了许多方法来研究高分子材料的辐照稳定性，下面将重点介绍几种常见的研究方法。 首先，热分析技术是研究高分子材料辐照稳定性的重要手段之一。在热分析中，通过对辐照前后样品的热重曲线和差热分析曲线进行比较，可以了解材料的热稳定性、热分解特性等变化情况。此外，研究人员还可以通过红外光谱、核磁共振等技术手段，对辐射前后高分子材料的分子结构进行分析和比较，进一步揭示材料的辐照稳定性。 其次，机械性能测试是评估高分子材料辐照稳定性的重要指标之一。在高剂量 辐照条件下，高分子材料的机械性能通常会出现明显的下降。通过拉伸试验、冲击试验、硬度测试等手段，可以定量评估材料的力学性能指标，并分析其辐照后的变化情况。这些测试不仅可以评估材料的辐射稳定性，还可以为设计和使用高分子材料提供理论依据。 此外，化学分析方法也是研究高分子材料辐射稳定性的重要手段。例如，通过 气相色谱-质谱联用技术，可以定量分析辐照后高分子材料中产生的气体和揭示其 降解机理。通过液相色谱、显微镜等技术，还可以对材料的降解产物进行分离和表征。

核电厂rpv老化评估方法及辐照脆化影响研究

核电厂rpv老化评估方法及辐照脆化影响研 究 随着核电厂的运行时间的增加，反应堆压力容器（RPV）会出现老化现象，这可能对核电厂的安全性能造成潜在影响。因此，对RPV的老化评估以及辐照脆化的研究具有重要的意义。 核电厂RPV的老化评估方法需要综合考虑多种因素，包括RPV材料的性能变化、操作条件以及核电厂的历史记录等。其中一个常用的方法是通过监测RPV材料的宏观和微观性质变化来评估老化程度。宏观性质可以包括RPV的尺寸、形态、硬度等，而微观性质可以包括晶体缺陷、微观组织以及元素分布等。通过对这些性质的监测，可以判断出RPV材料是否存在老化现象，进而采取相应的措施来保证其安全性能。 除了老化评估，研究辐照脆化对核电厂的影响也是非常重要的。辐照脆化是指材料在辐射环境中由于辐照引起的变脆现象，主要表现为材料的韧性下降和脆性增加。辐照脆化对RPV的影响主要体现在两个方面，一是引起材料的力学性能下降，导致材料更容易发生断裂；二是引起材料的化学性能变化，可能导致材料与工质之间发生化学反应，从而影响核电厂的运行安全。 因此，研究辐照脆化的影响，既可以帮助我们更加全面地了解核电厂RPV的老化机理，也可以为核电厂运行中的风险评估和安全措施提供指导。一些研究方法包括实验室试验、工艺仿真和数值模拟等。

通过这些方法，可以对辐照脆化的机理、影响因素以及预防措施进行系统研究，为核电厂提供相应的技术指导。 综上所述，核电厂RPV老化评估方法及辐照脆化影响的研究对于核电厂的安全性能至关重要。通过综合考虑RPV材料的性能变化、操作条件以及辐照脆化的影响，可以更准确地评估RPV的老化程度，并采取相应的措施来保证核电厂的安全运行。同时，深入研究辐照脆化的影响机理和预防方法，可以为核电厂的风险评估和安全措施制定提供重要的指导。相信随着技术的不断进步，我们能够更好地保障核电厂的安全性能，为人们提供更可靠的能源供应。

国产 A508-3钢辐照性能

国产 A508-3钢辐照性能 林赟;宁广胜;张长义;佟振峰;杨文 【摘要】Reactor pressure vessel (RPV ) is the critical un‐changeable component of the reactor during its service lifetime , w hich prevents the radioactive leak of the nuclear power plant core .The irradiation test (about 10 × 1019 cm -2 ,E≥1 MeV) of the pres‐sure vessel material of China A508‐3 steel in research reactor was carried out ,and the mechanics performance tests were carried out after the neutron irradiation ,including tensile property and impact property .The results show that the yield strength increases by 83 ,108 and 52 MPa ,and the tensile strength increases by 58 ,61 and 49 MPa at-100 ,20 and 288 ℃ , respectively . The ductile‐brittle transition temperature T41J increases by 68 ℃ ,and the upper shelf energy dec reases by 61 J .Meanwhile ,by compa‐ring the property of un‐irradiated and irradiated material ,after irradiated to the level of 60 a service life ,A508‐3 steel still meets the reactor operation requirement .%反应堆压力容器（RPV ）作为反应堆寿期内不可更换的核心设备，是防止堆芯放射性泄漏的最主要屏障。本文针对国产压力容器材料A508‐3钢，开展了一定剂量水平（约10×1019 cm－2，E≥1 M eV ）的研究堆加速辐照试验，并进行了辐照后力学性能测试分析，包括拉伸性能和冲击性能测试。结果显示，辐照后在－100、20、288℃下，A508‐3钢的屈服强度分别增加了83、108、52 M Pa ，抗拉强度分别增加了58、61、49 M Pa ，韧脆转变温度 T41J增加了68℃，上平台能量降低了61 J。A508‐3钢辐照前后性能测试结果表明，在中子辐照至60 a寿期后， A508‐3钢仍能满足反应堆使用要求。

pmma的脆化温度

pmma的脆化温度 摘要： 1.介绍PMMA的基本信息 2.阐述PMMA脆化温度的概念 3.分析影响PMMA脆化温度的因素 4.讨论如何提高PMMA的耐热性能 5.总结 正文： PMMA，全称为聚甲基丙烯酸甲酯，是一种具有良好透光性、耐候性和耐磨性的塑料材料。在众多领域中都有着广泛的应用，如建筑、交通、医疗等。然而，PMMA材料在温度方面的表现有一定的局限性，特别是在低温环境下，容易发生脆化现象。因此，了解PMMA的脆化温度及其影响因素具有重要意义。 首先，我们需要明确什么是PMMA脆化温度。PMMA脆化温度是指在一定的温度条件下，PMMA材料开始变脆、失去弹性和韧性的临界温度。当PMMA材料处于这个温度以下时，材料内部的分子结构容易发生断裂，从而导致材料性能下降。 影响PMMA脆化温度的因素主要有以下几点： 1.分子结构：PMMA材料的分子链结构和分支程度会影响其脆化温度。分子链越长、分支越多，分子间作用力越弱，材料的脆化温度就越低。 2.添加剂：在PMMA生产过程中，为了改善材料的性能，常常会加入一定

比例的添加剂，如增塑剂、抗氧剂等。这些添加剂会改变材料的分子结构和性能，进而影响其脆化温度。 3.成型工艺：PMMA材料的成型工艺也会对其脆化温度产生影响。例如，在挤出成型过程中，如果温度过高或冷却速度过快，都可能导致材料脆化。 针对PMMA脆化温度的问题，我们可以采取以下措施来提高其耐热性能： 1.优化分子结构：通过改进PMMA材料的合成工艺，可以调整分子链结构和分支程度，从而提高材料的脆化温度。 2.选择适宜的添加剂：在生产过程中，合理选择和配比添加剂，可以有效提高PMMA材料的耐热性能。 3.改进成型工艺：合理调整成型工艺参数，如温度、压力和冷却速度等，以降低PMMA材料在成型过程中的脆化风险。 总之，PMMA脆化温度是一个受多种因素影响的综合性能指标。

电子束辐照技术在纳米材料制备中的应用研究

电子束辐照技术在纳米材料制备中的应用研 究 随着科技的发展和人们对材料性能的需求，纳米材料已经逐渐成为材料科学中 的热门领域。纳米材料的应用范围广泛，可以用于各种新型电子元器件、高性能聚合物、高效催化剂和生物医学等领域。其中，纳米材料的制备技术起到了至关重要的作用，而电子束辐照技术在纳米材料制备中的应用越来越被人们所重视。 1. 电子束辐照技术的基本原理 电子束辐照技术是一种利用高能电子束对材料进行辐照，从而使材料发生化学、物理等变化的技术。在此过程中，电子束与物质发生相互作用，电子束拥有更高的穿透性能，可以穿透大部分材料，具有高能量、高精度等特点，因此广泛应用于纳米材料制备领域。 2. 电子束辐照技术在纳米材料制备中的应用 2.1 纳米材料表面改性 在纳米材料制备中，表面改性是一个非常重要的工艺环节。可以使用电子束辐 照技术来改变表面的化学性质，从而改变纳米材料的物理和化学性质。例如，在合成纳米颗粒时，电子束辐照技术可以用来改变颗粒表面的化学官能团，使其更加稳定和活性，从而提高其催化活性。此外，电子束辐照技术还可以用来增强纳米材料的表面电荷、表面能量等，提高其抗氧化、抗腐蚀等性能。 2.2 纳米材料掺杂 电子束辐照技术还可以用于纳米材料的掺杂。在这个过程中，电子束通过与材 料中的原子发生相互作用，将新的原子引入材料内部，从而改变了材料的组成和结

构。这种技术可以用来制备新型纳米材料，例如掺杂硬质物质制备出高硬度的陶瓷纳米材料，掺杂导电材料制备出高导电性的材料等。 2.3 纳米材料结构修饰 纳米材料的结构修饰也是它们应用广泛的原因之一。通过电子束辐照技术，可 以对纳米材料进行高精度的结构修饰，包括单层和多层膜的制备、纳米线和纳米棒的修饰等。这种技术可以用于制备新型纳米结构材料，例如纳米催化剂、薄膜太阳电池、纳米传感器等。 3. 电子束辐照技术在纳米材料制备中的前景与挑战 随着纳米材料的制备技术的不断发展，电子束辐照技术已经成为了纳米材料制 备领域中不可或缺的一部分。然而，在电子束辐照技术的应用过程中，还存在一些挑战和问题需要解决。例如，电子束的能量和束流密度对材料的制备具有重要影响，因此需要对电子束辐照技术的处理参数进行优化和调整。此外，纳米材料的制备还需要高精度的工艺控制和材料分析技术的支持，以保证制备出的纳米材料性能的准确性和一致性。 总之，电子束辐照技术在纳米材料制备中的应用带来了新的突破和进展，同时 也面临着挑战和问题的挑战。在未来的研究中，应该进一步深入探讨电子束辐照技术的机制和理论，以及优化制备工艺参数和材料分析技术，以满足不同材料的需要，更好地利用电子束辐照技术为纳米材料的制备带来更多的可能性。

核电站仪表组件和材料的耐辐照性能

核电站仪表组件和材料的耐辐照性能 张丽芹;邱建文;王江波;周亮;杨晓奇 【摘要】从核电站运行产生的裂变产物、射线种类及其辐射效应出发,给出了相关辐照剂量单位及其相互换算关系;分析推算出核级铠装热电偶的耐辐照剂量,以作为相关标准规范的补充说明;分析总结了电路板件的耐辐照性能,给出了核电站特殊应用场所辐射环境要求的板件鉴定技术建议;总结了仪控板件中常用绝缘密封材料的耐辐照性能及典型器件随辐射的变化情况,为公众及相关核电供应商了解核辐射相关知识提供参考. 【期刊名称】《仪器仪表用户》 【年(卷),期】2016(023)002 【总页数】4页(P65-67,77) 【关键词】辐射剂量;权重因子;注量;热电偶;板件;绝缘密封材料 【作者】张丽芹;邱建文;王江波;周亮;杨晓奇 【作者单位】中科华核电技术研究院有限公司北京分公司,北京10086;中科华核电技术研究院有限公司北京分公司,北京10086;中科华核电技术研究院有限公司北京分公司,北京10086;中科华核电技术研究院有限公司北京分公司,北京10086;中科华核电技术研究院有限公司北京分公司,北京10086 【正文语种】中文 【中图分类】TL82

当前表达辐射的方式较多，很多核电仪表配套单位、供货商因不了解核电站环境及辐照要求，又被诸多科技文献中常见的辐射单位所迷惑，对于仪表的耐辐照性能及其能否在核电站的特定场所应用等不甚明确。本文从核电站的环境辐射条件入手，推导出有关辐射剂量单位间的关系，结合相关仪表应用经验，对在辐射区工作的仪表组件材料提出相关要求。 1.1 当量剂量与吸收剂量 核电站反应堆运行过程中释放的能量，一部分是x、γ等射线，另一部分是α、β、质子及高能中子等物质，这些能量可引起一部分结构材料和腐蚀产物及其氧化物的活化。 辐射剂量常见的衡量模式是“吸收剂量（absorbed dose）”和“当量剂量（equivalent dose）”。吸收剂量是指单位质量物质接收电离辐射的平均能量，单位是J/kg（焦耳每千克），符号Gy（戈瑞）；与Gy并用的是rad（拉德）， 1Gy=1J/kg=100rad。当量剂量是反映各种射线或粒子被吸收后引起的生物效应 强弱的辐射量，核辐射中不同射线影响不同，中子辐射权重因子为5～20，α辐射权重因子为20，x、γ和β射线，其辐射权重因子为1[1]。把乘上了适当的权重因子后的吸收剂量称为当量剂量，单位是Sv（西弗），定义是每千克人体组织吸收 1焦耳为1Sv，它另一专用单位是rem（雷姆），1Sv=100rem。 1.2 中子注量与最大剂量当量的换算 注量（fluence）:φ=dN/da与da的商（单位为m-2）,其中dN是入射到截面积为da的球体中的粒子数为dN。 中子剂量通常指中子吸收剂量或中子剂量当量。在中子剂量仪表刻度和计算中经常遇到单位注量中子与吸收剂量、剂量当量之间的换算关系，通常称为中子注量-剂 量换算关系。 周围剂量当量（ambient dose equivalent）: 辐射场中某点的周围剂量当量是相

辐照处理对食品真空包装材料主要性能的影响

辐照处理对食品真空包装材料主要性能的影响 摘要院本文通过实验，研究不同辐照加工剂量对不同类型真空包装材料稳定性 的影响，确定辐照剂量与材料性能的关系，对确定合适的辐照包装材料具有重要 的意义。 Abstract: Through the experiments on the effects of different irradiation dose for different types of vacuum packaging materialsstability, this paper determines the relationship between irradiation dose and material properties. It is of important significance to determinethe radiation appropriate packaging material. 关键词院辐照处理；包装材料；食品包装；性能Key words: irradiation；packaging materials；food packaging；performance中图分类号院TS206.4 文献标 识码院A 文章编号院1006-4311（2014）18-0300-020 引言辐照对包装材料性能的影响，一直是国内外学者研究的热点，如Young Jae Byun 等人研究了酌辐照5kGy~30kGy 处理后的PA/EVOH/PP 的影响，发现较低 剂量辐照与高剂量辐照处理对材料性均存在影响，随着剂量的增加，阻隔、机械 性能呈下降趋势。Maryam Mizani 等人研究了5、10、15kGy 辐照剂量处理后的PET/LLDPE 的影响，结果表明15kGy 下处理对PET/LLDPE 影响不大，主要物理性能有变好趋势；M. Mariani 等人研究了高剂量辐照处理对聚酯薄包装膜的性能影响，发现高剂量条件下，材料主要性能发生较大变化。 本实验研究了不同辐照加工剂量对不同类型真空包装材料的性能影响，从材 料的阻隔性能和机械性能两个主要方面，确定辐照剂量与材料性能的关系，为辐 照加工选择合适的包装材料提供了一定的理论依据。 1 材料与设备1.1 实验材料BOPA/PE、PET/PE、PET/AL/ONY/PE 三种复合包装膜。 1.2 实验设备FRT-10W/L 塑料薄膜自动连续封口机，上海沪越联合包装厂； 钴60 辐照源，无锡爱邦辐照有限公司；厚度测量仪；恒温恒湿箱；分析天平， 梅特勒-托利多(上海)仪器有限公司；THS-A7C-100AS 可程式恒温恒湿试验机，台 湾庆声科技有限公司；LRX Plus 万能电子材料试验机，英国LLOYD 公司；TSY-T1 透湿性测试仪，济南兰光机电技术公司；BTY-B1 透气性测试仪；济南兰光机电技 术公司。 2 实验方法2.1 实验方案选择外光平整光滑，无褶皱针孔的三种材料真空包 装袋：BOPA/PE、PET/PE、PET/AL/ONY/PE分别按照1、3、5、7kGy 辐照剂量进行酌辐照处理，试样状态调节于标准环境下处理48 小时后，分别按照相关国家标 准检测真空包装袋阻隔性能与机械性能。 对照组（CK）不经辐照处理。 2.2 指标检测2.2.1 氧气性透过量气体透过量是指在恒定的温度和单位压力差下，在稳定透过时，单位时间内透过试样单位厚度、单位面积的气体的体积，以 标准温度和压力下得体积值表示，单位为：cm3·cm/cm2·s·Pa。 选择没有明显痕迹、缺陷的厚薄均匀的试样，冲裁直径为10cm 的标准圆， 每组五个平行。在GB/T2918 规定的23益依2益环境下，将试样进行状态调节后，按照GB/T1038———2000《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法》检测，试验温 度为23益，相对湿度为50%。 结果保留三位有效数字。 2.2.3 拉伸强度试样选择无扭曲，相邻平面间互相垂直，表面和边缘无划痕、

中国材料辐照装置CMIF前端射频四极场加速器的设计与测试

中国材料辐照装置CMIF前端射频四极场加速器的设计与测试中国材料辐照装置CMIF的直线加速器前端需要一台射频四极场加速器（RFQ）将10 mA氘离子束流从20 keV/u加速到1.5 MeV/u,达到超导段可以接收的能量,使束流能够在超导加速器段继续获得加速。本文主要包括该RFQ腔体的射频结构设计、冷测调谐、高功率锻炼和束流测试方面的工作。本文首先基于束流动力学设计得到的电极参数利用有限元电磁模拟软件CST MICROWAVE STUDIO进行了腔体射频结构的设计、优化和模拟。该RFQ腔体工作频率为162.5 MHz,极间电压 65 kV,长度为5.25 m。 腔体的射频结构类型为四翼型,这种腔体结构类型具有结构稳定、冷却方便、分路阻抗高的优点,普遍应用于高频、高功率、强流RFQ的设计中。在射频场的稳定方面,为克服加工误差引起的象限间场的不对称性,采用了π模稳定环路结构,使工作模式与其最邻近二极模的间隔达到了17.66 MHz,使得在现有加工精度下电场二极微扰成分能够被控制在束流动力学要求的范围内。通过建立具有带调制电极的全长腔体射频结构模型,对腔体底切结构、腔体端板和腔体横向尺寸进行优化,使得腔体极间横向电场沿纵向的不平整度小于2%.最终腔体频率模拟值 为162.459 MHz,腔体Q值为14148,腔体射频功率损耗为109 kW。通过计算局部功率密度高点并与国际上已经运行的连续波RFQ进行对比,认为局部功率密度极值的范围合理,处于较低水平,适合于连续波模式运行。 对于连续波运行的RFQ,其难点在于腔体的冷却及热管理,需要对腔体的冷 却方案进行多物理场模拟分析。利用有限元分析软件ANSYS进行了RFQ腔体结构的二维多物理场耦合模拟分析。通过对冷却水温度的参数扫描,得到了腔体无频率漂移的翼-壁冷却水温度组合,该温度组合呈线性关系,模拟结果与具有类似结构的ADS-RFQ的实际运行数据吻合。在此模拟结果的基础上,选取了一组与实际运行温度值相等的温度组合,并计算了该温度组合下的翼、壁水温-频率调谐系数。 在真空状态下,高频腔体内表面由于发热、粒子轰击、电场作用等常引起电子发射,在高频电磁场的作用下可能会产生电子发射倍增现象。该倍增现象会吸收腔体电磁场储能,对腔体高频功率系统造成波动,甚至导致腔体内电场击穿,引起射频功率反射保护下的高频功率切断。通过对腔体内部可能具备二次电子倍增条件的局部结构进行二次电子倍增模拟,得到了二次电子产额随腔体功率的变化

钢材在低温、中温、高温下,性能不同

3.3.1 温度 不同用途的压力容器的工作温度不同。 钢材在低温、中温、高温下，性能不同。高温下，钢材性能往往与作用时间有关。 介绍几种情况的影响: 一、短期静载下温度对钢材力学性能的影响 1、高温下 在温度较高时，仅仅根据常温下材料抗拉强度和屈服点 来决定许用应力是不够的，一般还应考虑设计温度下材 料的屈服点。 2、低温下 随着温度降低，碳素钢和低合金钢的强度提高，而韧性 降低。当温度低于20℃时，钢材可采用20℃时的许用应 力。 韧脆性转变温度——（或脆性转变温度） 当温度低于某一界限时，钢的冲击吸收功大幅度地下 降，从韧性状态变为脆性状态。这一温度常被称为韧脆 性转变温度或脆性转变温度。 图 3-3 温度对低碳钢力学性能 的影响 (图3-4 低碳钢冲击吸收功和温度的关系曲线) 低温变脆的金属：具有体心立方晶格的金属如碳素钢和低合金钢。

低温仍有很高韧性的金属：面心立方晶格材料如铜、铝和奥氏体不锈钢，冲击吸收功随温度的变化很小，在很低的温度下仍具有高的韧性。

二、高温、长期静载下钢材性能 蠕变现象：在高温和恒定载荷的作用下，金属材料会产生随时间而发展的塑性变形，这种现象被称为蠕变现象。 一定的应力作用下，碳素钢（>420度）合金钢(>400-500度)时发生蠕变。 蠕变的危害:蠕变的结果是使压力容器材料产生蠕变脆化、应力松弛、蠕变变形和蠕变断裂。因此,高温压力容器设计时应采取措施防止蠕变破坏发生。 1、蠕变曲线 蠕变曲线三阶段：减速蠕变，恒速蠕变， 加速蠕变。 oa线段——试样加载后的瞬时应变。 a点以后的线段——从a点开始随时间增 长而产生的应变才属于蠕变。蠕变曲线上 任一点的斜率表示该点的蠕变速率。 ab为蠕变的第一阶段: 即蠕变的不稳定阶段，蠕变速率随时间的 增长而逐渐降低，因此也称为蠕变的减速 阶段。 bc为蠕变的第二阶段: 图3-5 蠕变应变与时间的关系 在此阶段，材料以接近恒定蠕变速率进行 变形，故也称为蠕变的恒速阶段。

辐照加工行业分析报告

辐照加工行业分析报告 辐照加工行业分析报告 一、定义 辐照加工，也称为辐照处理，是利用电子束、伽马射线、X 射线等放射性源辐照材料，以改变材料的化学和物理性质，进而达到改善、保藏、杀菌、除臭、卫生等目的的一种技术。在现代化产品生产过程中，辐照加工技术已被广泛应用。 二、分类特点 辐照加工可分为两类：加速器辐照和同位素辐照。其中，加速器辐照是利用加速器加速电子，射出的电子束被用于材料辐照；而同位素辐照是将一定量的放射性同位素放置在一定位置，利用这些放射性同位素产生的伽马射线或X射线对材料进行辐照。 辐照加工的特点主要包括以下几点：①高效：可实现短时间、高强度的辐照作业；②无化学污染：不需添加化学物质，辐照加工过程中不产生任何化学污染；③多功能：可对材料进行脱臭、消毒、除菌、臭味控制、增强抗氧化、增透等处理；④安全：对环境无害，对人员无危害。 三、产业链

辐照加工的产业链主要包括三个环节：上游原材料供应商、中游辐照加工企业和下游客户。原材料供应商主要提供被辐照的物资；辐照加工企业则进行辐照处理；下游客户则是各行业的终端用户，如食品、医药、卫生等行业。 四、发展历程 辐照加工技术在20世纪50年代初开始发展，随着科学技术的不断进步和行业应用的不断扩大，辐照加工技术得到了长足的发展。尤其是在食品行业中得到广泛应用，对食品安全和保鲜起到了重要作用。目前，辐照加工技术已得到多个国家的广泛应用。 五、行业政策文件 我国已经明确规定，食品辐照加工必须遵守食品卫生安全法规定的各项要求。同时，国家对辐照加工技术的使用进行了规范。例如，我国规定在食品辐照加工过程中，实施检验、验证、确认和监督等应用控制措施，以确保辐照加工后的产品质量和健康安全性。 六、经济环境 随着人们生活水平的提高和健康意识的增强，对于食品、医药品的安全性要求也越来越高，这为辐照加工技术的发展提供了良好的环境。市场化程度不断提高也为辐照加工行业的健康发展提供了条件。 七、社会环境 辐照加工技术的应用，对于人们的生活和健康安全具有积极

纤维增强复合材料激光烧蚀效应的数值模拟

纤维增强复合材料激光烧蚀效应的数值模拟 彭国良;闫辉;刘峰;杜太焦;王玉恒 【摘要】考虑材料的热解、氧化、相变及辐射和内外对流换热等物理过程,给出了激光烧蚀纤维增强复合材料的物理模型及数学模型.以碳纤维/环氧树脂复合材料为例,编程计算了材料的激光烧蚀过程,计算结果与实验结果符合得较好.计算结果表明:考虑复合材料的内对流时得到的结果更准确；较强功率密度激光辐照时,氧化对烧蚀的贡献可以忽略:功率密度一定时,烧蚀质量随时间近似为线性变化,功率密度越高,烧蚀效率越高.以辐照结束时背表面温度及烧蚀质量为目标物理量,对烧蚀过程做了参数敏感性分析,结果表明:热容及热导率对背表面温度的影响较大；树脂含量对烧蚀质量的影响较大,但其相对敏感度随激光功率密度增加而下降；激光功率密度超过1 kW/cm2时,辐射系数对烧蚀质量影响较大,但其相对敏感度随激光功率密度增加而下降. 【期刊名称】《中国光学》 【年(卷),期】2013(006)002 【总页数】7页(P216-222) 【关键词】纤维增强复合材料;激光烧蚀;氧化;内对流;数值模拟 【作者】彭国良;闫辉;刘峰;杜太焦;王玉恒 【作者单位】西北核技术研究所,陕西西安710024;西北核技术研究所,陕西西安710024;西北核技术研究所,陕西西安710024;激光与物质相互作用国家重点实验室,陕西西安710024;西北核技术研究所,陕西西安710024;激光与物质相互作用国

家重点实验室,陕西西安710024;西北核技术研究所,陕西西安710024;激光与物质相互作用国家重点实验室,陕西西安710024 【正文语种】中文 【中图分类】TG156.99 纤维增强复合材料（如K/E、C/E等）具有高比强度、高比模量等特点，在航天航空领域得到了广泛的应用，目前正逐步取代黑色金属、有色金属等传统材料，成为轻质化结构的主要材料，如飞行器的壳体结构（发动机、过渡段、控制舱等）逐步由纤维缠绕复合材料取代钢质材料已成为主流方向。近年来，国外对复合材料的热化学烧蚀进行了大量研究[1-6]，但对于复合材料的激光烧蚀效应研究，因其特殊的应用背景而少有详细报道；国内对复合材料激光烧蚀效应的研究起步较晚，在研究方法上以试验研究为主[7-8]。对复合材料激光烧蚀效应的数值模拟研究以传统的热传导方程为主[9-12]，对复合材料特有的热化学反应等考虑较少。 本文应用自行开发的激光效应模拟程序，详细考虑了纤维增强复合材料激光烧蚀过程中的热解、氧化、升华、辐射及内外对流等效应，建立了纤维增强复合材料激光烧蚀效应的有限元模型，完成了对烧蚀过程的定量描述。以碳纤维/环氧树脂复合材料为例，将模拟结果与实验结果进行了比对，结果符合较好。 2.1 控制方程 为了得到复合材料烧蚀的控制方程，假设烧蚀过程满足以下条件： （1）热解气体为理想不可压气体； （2）气体与固体处于热平衡状态，即材料内部任意位置气体与固体温度相等。根据上述假设，考虑热解气体流动导致的内对流效果，纤维增强复合材料的激光烧蚀过程可由以下3个控制方程来描述。 质量守恒方程：

紫外辐射环境下均苯型聚酰亚胺薄膜力学性能研究

紫外辐射环境下均苯型聚酰亚胺薄膜力学性能研究 沈自才;牟永强;白羽;丁义刚;刘业楠;王志浩 【摘要】聚酰亚胺（PI）薄膜广泛用于航天器热控多层和大型展开结构中，但在 空间紫外辐射环境下，其力学性能会发生退化。在近紫外和远紫外辐射环境下，对均苯型PI薄膜力学性能退化规律及退化机理进行研究。研究发现：在辐照初期， 近紫外辐射和远紫外辐射均可造成均苯型PI薄膜抗拉强度和断裂伸长率下降，但 远紫外辐射下降更加明显；随着曝辐量的增加，PI薄膜的抗拉强度和断裂伸长率 均呈指数规律增长，而后趋于稳定，近紫外辐照后薄膜材料的力学性能优于远紫外辐照后薄膜材料的力学性能；断裂和交联是造成薄膜材料力学性能退化的主要原因，在紫外辐照初期以断裂为主，随着曝辐量的增加，以交联为主。%Polyimide film was widely used in multilayered insulation and deployable structures of spacecraft,while their mechanical properties can be damaged by space ultraviolet irradiation. The mechanical property and mechanism of polyimide film in near ultraviolet and far ultraviolet radiation was studied and following results can be obtained:with the increasing of near ultraviolet or far ultraviolet irradiation,the rupture elongation and tensile strength of polyimide decrease firstly and then exponentially increase then tend to stable. In the early stage,the decrease of mechanical properties of poly-imide films in near ultraviolet is faster than in far ultraviolet irradiation. And the mechanical properties of polyimide films irradiated by long duration near ultraviolet are better than in far ultraviolet environment. The breakage and cross linkage of molecular bond is the major cause of change of polyimide’ s mechanical property in ultraviolet

焊接结构的脆性断裂分析

焊接结构的脆性断裂分析 目录 摘要 一、焊接结构的失效 二、脆性断裂的特征 三、金属材料脆性断裂的能量理论 四、材料断裂的评定方法 五、焊接结构脆性断裂事故 六、脆性断裂产生的原因和影响因素 七、防止焊接结构脆性断裂的工程技术措施 八、结论

摘要：脆性断裂是焊接结构的一种最为严重的断裂失效，通常脆性断裂失效都在实际应力低于结构设计应力下发生，断裂时无显著的塑性变形，具有突发破坏的性质，往往造成重大损失，因此分析焊接结构脆性断裂的主要因素并从防脆断设计、制造质量的全面控制、设备使用管理等方面提出防止焊接结构发生脆断的工程技术措施显得尤为重要。 一、焊接结构的失效 通常意义上讲，焊接失效就是焊接接头由于各种因素在一定条件下断裂，接头一旦失效，就会使相互紧密联系成一体的构件局部分离、撕裂并扩展造成焊接结构损坏，致使设备停机影响正常生产，焊接结构的失效不仅将停止生产，还往往造成许多严重的灾难性事故。工程中焊接结构有三种断裂形式，脆性断裂（又叫低应力断裂）、疲劳断裂和应力腐蚀断裂，其中，脆性断裂一般都在应力不高于结构的设计应力和没有明显的塑性变形的情况下发生，并瞬时扩展到结构整体，具有突然破坏的性质，不易事先发现和预防，破坏性非常严重。 二、脆性断裂的特征 脆性断裂在工程结构上是一种非常危险的破坏,其特点是裂纹扩展迅速,能量的消耗远小于韧性断裂,以低应力破坏为重要特征，它是靠结构内部蓄积的弹性能量的释放而自动传播导致破坏的,因而很少发现可见的塑性变形,断裂之前没有明显的预兆,而是突然发生的,所以说这种断裂往往带来巨大的损失，一般来说,金属脆性断裂时,无论是具有解理形断口,还是皇光泽的结晶状外观断口,都与板面大体垂直,而且板厚方向上的变形很小,在表壁呈无光泽灰色纤维状的剪断形,材料越脆断裂的剪切壁越薄,断口上花样的尖端是指向启裂点的方向,形成山形花样,追综这个花样可以找到启裂点。 三、金属材料脆性断裂的能量理论 1920年Griffith 取一块厚度为1单位的“无限”大平板为研究模型，先使平板受到单向均匀拉伸应力σ（图1），然后将其两端固定，以杜绝外部能源，垂直于拉应力的方向开长度为a 2的穿透裂纹，平板中的弹性应变能将有一部分释放，其释放量为U ，新表面吸收的能量为W ，系统总能量变化为E ，则 W U E +-= 裂纹释放的弹性应变能U 为 E a U 2 2σπ= 设裂纹的单位表面吸收的表面能为γ，则形成裂纹所需要的总表面能W 为 a W γ4= 因此，裂纹体的能量改变总量E 为 a E a E γσπ42 2+-= 能量E 随裂纹长度a 的变化如图2 γσπγσπ424222+-=⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛+-∂∂=∂∂E a a E a a a E 裂纹扩展的临界条件

9.损伤模式识别

√一、损伤、失效及检验方法概述 √二、常见损伤模式、案例及检验策略 1.腐蚀损伤 2.材质劣化 3.机械损伤 4.其他损伤 √三、小结 一、损伤、失效及检验方法概述 几个概念： 损伤 损伤模式 失效 失效分析 事故 事故调查 检验技术＝检测技术＋评价技术 检测技术＝无损检测＋性能试验——发现和量化缺陷。 ——想办法找出缺陷 评价技术＝应用断裂力学、损伤力学等应用科学，分析设备的安全性。 ——能不能用？能用多久？解决方案？ 关于检验种类及评定方法 >>依据法规的检验 >>基于失效模式的检验（或针对性检验、预知检验） >>基于风险的检验（RBI） >>在线检验 >>基于安全状况等级的评定方法 >>基于损伤寿命的评定方法 >>可靠性、失效概率评定方法等等 二、常见损伤模式、案例及检验策略 GB/T30579－2014《承压设备损伤模式识别》（5类73种） 第1类：腐蚀减薄（25） ①全面腐蚀（均匀腐蚀）：盐酸、硫酸、氢氟酸、磷酸、二氧化碳（碳酸）、环烷酸、苯酚、有机酸、高温氧化、大气（有、无隔热层）、冷却水、土壤、苛性碱、氯化铵、胺、高温硫化物、酸性水、甲铵腐蚀等 ②局部腐蚀（非均匀腐蚀、局部减薄）：微生物腐蚀、锅炉冷凝水腐蚀、燃灰腐蚀、烟气露点腐蚀等等 第2类：环境开裂（13） 氯化物应力腐蚀开裂、碳酸盐、硝酸盐、碱、氨、胺、湿硫化氢破坏（氢鼓包、氢致开裂、应力导向

型氢致开裂、硫化物应力腐蚀开裂）、氢氟酸致氢应力开裂、氢氰酸致氢应力开裂、氢脆、高温水、连多硫酸、液体金属脆断等 第3类：材质劣化（15） 晶粒长大、渗氮、球化、石墨化、渗碳、脱碳、金属粉化、σ相脆化、475°C脆化、回火脆化、辐照脆化、钛氢化、再热裂纹、脱金属腐蚀、敏化—晶间腐蚀等等 第4类：机械损伤（11） 机械疲劳、热疲劳、振动疲劳、接触疲劳、机械磨损、冲刷、汽蚀、过载、热冲击、蠕变、应变时效等等 第5类：其他损伤（9） 高温氢腐蚀、腐蚀疲劳、冲蚀、蒸汽阻滞、低温脆断、过热、耐火材料退化、铸铁石墨化腐蚀、微动腐蚀等等 1.腐蚀损伤（腐蚀减薄＋环境开裂） 腐蚀概述 金属与周围介质间由于化学或电化学作用而引起的破坏称为腐蚀。腐蚀是冶金的逆过程。 金属腐蚀是一个十分复杂的过程：环境介质的组成、浓度、压力、温度、pH值等千差万别；金属材料的化学成分、组织结构、表面状态等各种各样；由于受力状态不同，也会对腐蚀损伤造成很大的影响。 腐蚀的分类方法 >>按作用的性质分为化学腐蚀和电化学腐蚀； >>按腐蚀的形态分为全面腐蚀和局部腐蚀； >>按腐蚀发生的环境和条件可分为大气腐蚀，工业水腐蚀，土壤腐蚀，酸碱盐腐蚀，海水腐蚀，高温腐蚀，应力腐蚀等等。 >>按作用的性质分为化学腐蚀和电化学腐蚀； >>按腐蚀的形态分为全面腐蚀和局部腐蚀、应力腐蚀等。 化学腐蚀 电化学腐蚀基础（原理、表征、影响因素等）