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航空航天先进结构材料技术现状及发展趋势 被引量:17
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作者 张国庆 滕超逸 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1-12,共12页
先进材料技术是航空航天高新装备的发展先导,是支撑现代工业的关键基础技术,渗透到国防建设、国民经济和社会生活等方方面面,已成为世界各国争相发展的技术高地和国防重点。本文梳理分析航空航天先进结构材料近年来的技术现状及发展趋势... 先进材料技术是航空航天高新装备的发展先导,是支撑现代工业的关键基础技术,渗透到国防建设、国民经济和社会生活等方方面面,已成为世界各国争相发展的技术高地和国防重点。本文梳理分析航空航天先进结构材料近年来的技术现状及发展趋势,在高性能高分子材料及其复合材料、高温与特种金属结构材料、轻质高强金属及其复合材料、先进结构陶瓷及其复合材料四方面进行重点阐释,明确我国航空航天结构材料的研发与生产仍面临着跟踪研仿多、自主创新少、技术封锁严重、技术瓶颈亟待突破等困境。同时,本文对航空航天结构材料未来研究和发展提出展望,点明建立“产-学-研-用”完整技术体系的重要性。 展开更多
关键词 结构材料 复合材料 高分子材料 高温合金 轻质高强金属 结构陶瓷
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Al_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)陶瓷基复合材料的蠕变性能及损伤机理
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作者 王亮 聂飞晴 +3 位作者 肖鹏 曲士昱 何玉怀 许巍 《陶瓷学报》 北大核心 2025年第1期129-138,共10页
Al_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)陶瓷基复合材料因其出色的耐高温、抗氧化等特性在航空发动机领域得到了广泛应用。这种材料能够在极端高温环境中保持稳定的性能,对于确保发动机的安全和可靠性至关重要。本文对Al_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)复合材料... Al_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)陶瓷基复合材料因其出色的耐高温、抗氧化等特性在航空发动机领域得到了广泛应用。这种材料能够在极端高温环境中保持稳定的性能,对于确保发动机的安全和可靠性至关重要。本文对Al_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)复合材料在1000℃~1200℃下的拉伸蠕变性能,并通过扫描电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜以及纳米压痕等实验方法对试样在不同温度、应力下的断口形貌进行表征。结果表明,随着温度的升高,Al_(2)O_(3)纤维晶粒逐渐长大,强度明显下降,从而导致了复合材料的蠕变抗力显著下降。当蠕变温度为1200℃时,复合材料的蠕变速率较1100℃高了两个数量级,断裂时间大幅缩短,观察试样断口发现,在1100℃的蠕变实验中,纤维拔出长度较长,并未出现明显的基体裂纹。这表明基体与纤维界面结合较好,基体开裂受到抑制,基体和纤维共同分担载荷;而在1200℃,纤维拔出长度较短,强度下降速度更快,蠕变寿命缩短。 展开更多
关键词 Al_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)陶瓷基复合材料 蠕变性能 蠕变损伤
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连续纤维增强钛基复合材料整体叶环的超声检测试验研究
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作者 韩波 杨平华 林立志 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第12期110-116,127,共8页
本文结合连续纤维增强钛基复合材料(TMCs)整体叶环的制备工艺和结构特点,重点分析了TMCs整体叶环内部质量的超声检测难点,并通过对特定尺寸TMCs整体叶环的超声检测试验及解剖对应分析,确定了纤维碎断、纤维束开裂、纤维屈曲、纤维挤出... 本文结合连续纤维增强钛基复合材料(TMCs)整体叶环的制备工艺和结构特点,重点分析了TMCs整体叶环内部质量的超声检测难点,并通过对特定尺寸TMCs整体叶环的超声检测试验及解剖对应分析,确定了纤维碎断、纤维束开裂、纤维屈曲、纤维挤出及焊缝处开裂(未焊合)等可能存在的主要缺陷类型及超声回波信号特征。试验结果表明,基于适当的超声检测工艺参数对TMCs整体叶环的内部质量进行检测,检测灵敏度可达Φ0.8 mm当量平底孔。 展开更多
关键词 钛基复合材料(TMCs) SIC纤维 整体叶环 超声检测 内部质量
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基于数字图像相关方法的复合材料层间剪切性能研究 被引量:21
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作者 郝文峰 郭广平 +2 位作者 陈新文 王翔 张悦 《玻璃钢/复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期29-32,共4页
层间剪切强度是评价复合材料层合板层间力学性能的一项重要指标。首先,按照ASTM D 2344开展了复合材料层合板短梁剪切试验,研究了CCF300/5228复合材料层合板层间剪切性能。其次,基于数字图像相关方法得到了不同载荷作用下层间全场位移... 层间剪切强度是评价复合材料层合板层间力学性能的一项重要指标。首先,按照ASTM D 2344开展了复合材料层合板短梁剪切试验,研究了CCF300/5228复合材料层合板层间剪切性能。其次,基于数字图像相关方法得到了不同载荷作用下层间全场位移和应变分布。最后,利用ABAQUS建立了复合材料层合板有限元模型,分析了复合材料层合板层间位移及应变分布,并与数字图像相关计算结果进行了对比。研究表明,数字图像相关方法试验结果与有限元分析结果具有较好的一致性。数字图像相关方法能够实时监测层合板层间应变分布,进而预测层间剪切破坏位置,为复合材料层间剪切性能研究提供有效的全场应变监测手段。 展开更多
关键词 复合材料层合板 层间剪切性能 数字图像相关 全场变形 ABAQUS
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SiC/SiC复合材料失效行为研究进展 被引量:14
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作者 齐哲 郎旭东 +5 位作者 赵春玲 杨金华 刘虎 陆子龙 王雅娜 焦健 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期25-35,共11页
连续碳化硅(SiC)纤维增韧的SiC/SiC复合材料由连续SiC纤维、界面层和SiC基体组成,具有高强度、高韧性、低密度、耐高温、抗氧化等一系列优异性能,是理想的航空发动机和燃气轮机热端构件材料。在力、热、水、氧、燃气冲刷、异物冲击等多... 连续碳化硅(SiC)纤维增韧的SiC/SiC复合材料由连续SiC纤维、界面层和SiC基体组成,具有高强度、高韧性、低密度、耐高温、抗氧化等一系列优异性能,是理想的航空发动机和燃气轮机热端构件材料。在力、热、水、氧、燃气冲刷、异物冲击等多种因素的影响下,SiC/SiC复合材料具有复杂的断裂和腐蚀失效行为。随着SiC/SiC复合材料的广泛应用,针对其疲劳和蠕变失效机制的研究变得越来越重要。近年来,声发射、数字图像相关、电阻监测、原位CT和SEM等新的检测手段在SiC/SiC复合材料上的应用,有助于进一步阐明其在力学实验中裂纹萌生和发展过程以及发生最终破坏的机理。 展开更多
关键词 碳化硅 复合材料 损伤演化 失效
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随机源对颗粒增强金属基复合材料力学性能影响的多尺度分析及实验验证
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作者 锁永永 王翔 +3 位作者 王波 王全兆 倪丁瑞 贾普荣 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期157-164,共8页
20%(体积分数)SiC_(p)/2009Al复合材料的准静态拉伸实验结果表明,其失效应变等力学参数具有明显的分散性。采用多尺度有限元的方法研究了两类随机源对20%SiC_(p)/2009Al宏观力学性能的影响。通过对一系列含随机源的细观多颗粒代表体积... 20%(体积分数)SiC_(p)/2009Al复合材料的准静态拉伸实验结果表明,其失效应变等力学参数具有明显的分散性。采用多尺度有限元的方法研究了两类随机源对20%SiC_(p)/2009Al宏观力学性能的影响。通过对一系列含随机源的细观多颗粒代表体积单元模型进行准静态拉伸模拟,得到了材料失效应变和断裂能各自的随机分布特征及两者之间的相关性特征,然后结合宏观试样模型,实现了实际材料内不同区域材料性能随机性的表征。研究表明,宏观有限元结果与实验数据的吻合性较好,且由于考虑了随机源的影响,宏观有限元结果还能够很好地模拟失效应变等的分散性特征。 展开更多
关键词 颗粒增强金属基复合材料 随机源 材料随机性 多尺度有限元
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数字图像相关方法测量芳纶纤维复合材料I型裂纹应力强度因子 被引量:12
7
作者 郝文峰 陈新文 +2 位作者 邓立伟 王翔 姚学锋 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期90-95,共6页
将数字图像相关方法用于芳纶纤维复合材料单边裂纹在拉伸载荷作用下的断裂问题研究。介绍数字图像相关方法的基本原理,建立数字图像相关方法中位移场与裂纹尖端应力强度因子之间的关系。通过搭建数字图像相关方法光学非接触测量系统,试... 将数字图像相关方法用于芳纶纤维复合材料单边裂纹在拉伸载荷作用下的断裂问题研究。介绍数字图像相关方法的基本原理,建立数字图像相关方法中位移场与裂纹尖端应力强度因子之间的关系。通过搭建数字图像相关方法光学非接触测量系统,试验表征含单边裂纹芳纶纤维复合材料试验件在拉伸载荷作用下的全场位移。由数字图像相关方法所得位移场提取不同载荷作用下裂纹尖端应力强度因子,并分析最小二乘拟合项数、数字图像相关计算子区域和步长大小对计算结果的影响。结果表明,增加最小二乘拟合项次和合理选择数字图像相关计算子区域和步长大小可以提高应力强度因子计算精度。 展开更多
关键词 芳纶纤维复合材料 数字图像相关 应力强度因子 裂纹
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T300/648复合材料的湿热老化行为 被引量:6
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作者 王占彬 张天骄 +1 位作者 范金娟 黄超 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期44-47,57,共5页
在四种环境(温度71℃、相对湿度70%,温度71℃、相对湿度85%,温度85℃、相对湿度70%,温度85℃、相对湿度85%)下,对单向铺层的T300/648复合材料进行0-9 000h的吸湿试验,研究了复合材料的吸湿特性、玻璃化转变温度、储能模量、化学结构... 在四种环境(温度71℃、相对湿度70%,温度71℃、相对湿度85%,温度85℃、相对湿度70%,温度85℃、相对湿度85%)下,对单向铺层的T300/648复合材料进行0-9 000h的吸湿试验,研究了复合材料的吸湿特性、玻璃化转变温度、储能模量、化学结构以及树脂与纤维的界面形貌。结果表明:复合材料的吸湿曲线先呈线性增长,后逐渐趋于平缓,且温度越高、相对湿度越大,吸湿量越大;随着老化时间延长,树脂与纤维的界面发生弱化,但复合材料的化学结构没有明显变化,玻璃化转变温度和储能模量不断下降;吸湿量是影响玻璃化转变温度的主要因素,而界面性能则是影响力学性能的主要因素。 展开更多
关键词 复合材料 湿热老化 动态热力学性能 吸湿曲线
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基于数字图像相关方法的含双裂纹复合材料薄板应力强度因子测量 被引量:9
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作者 郝文峰 原亚南 +1 位作者 姚学锋 马寅佶 《玻璃钢/复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期22-26,共5页
将数字图像相关方法用于测量含I型双边裂纹复合材料薄板应力强度因子。首先,介绍了数字图像相关方法基本原理,通过最小二乘拟合法建立了裂纹尖端位移场与裂尖应力强度因子的关系。其次,搭建了数字图像相关方法非接触光学测试平台,通过对... 将数字图像相关方法用于测量含I型双边裂纹复合材料薄板应力强度因子。首先,介绍了数字图像相关方法基本原理,通过最小二乘拟合法建立了裂纹尖端位移场与裂尖应力强度因子的关系。其次,搭建了数字图像相关方法非接触光学测试平台,通过对含I型双边裂纹复合材料薄板进行拉伸试验,得到了复合材料薄板双边裂纹尖端全场位移。最后,通过数字图像相关方法计算所得全场位移,提取了裂纹尖端应力强度因子,分析了最小二乘拟合项数、数字图像相关计算中子区域和步长大小的选择对裂纹尖端应力强度因子计算的影响。 展开更多
关键词 复合材料薄板 数字图像相关 最小二乘拟合 应力强度因子 裂纹
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基于数字图像相关方法的纤维-基体界面疲劳力学性能实验研究 被引量:7
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作者 郝文峰 原亚南 +1 位作者 姚学锋 马寅佶 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期123-126,共4页
基于数字图像相关方法实验研究了芳纶纤维-环氧树脂基体界面疲劳力学性能。首先,通过有机玻璃模具、芳纶纤维束以及常温固化环氧树脂制备了纤维-基体界面力学性能测试用试验件;其次,利用疲劳试验机搭建了纤维-基体界面疲劳力学性能数字... 基于数字图像相关方法实验研究了芳纶纤维-环氧树脂基体界面疲劳力学性能。首先,通过有机玻璃模具、芳纶纤维束以及常温固化环氧树脂制备了纤维-基体界面力学性能测试用试验件;其次,利用疲劳试验机搭建了纤维-基体界面疲劳力学性能数字图像相关方法非接触光学测试平台;最后,试验表征了纤维-基体界面在压-压疲劳载荷和三点弯曲疲劳载荷作用下的界面残余变形,分析了纤维束对基体疲劳性能的影响。 展开更多
关键词 数字图像相关 纤维-基体界面 纤维复合材料 疲劳
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轻质合金胶接接头强度的胶层厚度依赖性的实验研究 被引量:3
11
作者 许巍 于慧臣 陶春虎 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期32-38,共7页
实验研究了胶层厚度对轻质铝合金单搭接头总体强度的影响规律,并探讨了接头总体强度-胶层厚度关系曲线变化趋势的相关影响因素,具体评估了胶黏剂韧性的影响。实验结果表明:当胶层厚度改变时,韧性胶黏剂对应胶接接头总体强度的变化程度,... 实验研究了胶层厚度对轻质铝合金单搭接头总体强度的影响规律,并探讨了接头总体强度-胶层厚度关系曲线变化趋势的相关影响因素,具体评估了胶黏剂韧性的影响。实验结果表明:当胶层厚度改变时,韧性胶黏剂对应胶接接头总体强度的变化程度,比脆性胶黏剂对应的情况要剧烈,当厚度处于较小范围的时候,这种现象表现得尤为明显。当胶层厚度大于临界厚度时,胶接接头的总体强度表现为胶黏剂的宏观剪切强度。实验结果与已有模型预测结果吻合较好。 展开更多
关键词 轻质合金 胶接接头 总体强度 厚度依赖
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发动机材料高周疲劳P-S-N曲线优化处理方法 被引量:7
12
作者 许巍 陈新 +3 位作者 李旭东 钟斌 赵延广 陶春虎 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期96-103,共8页
材料的高周疲劳P-S-N曲线是发动机强度设计的重要依据。根据航空发动机材料高周疲劳P-S-N曲线的数据处理要求,提出拟合模型的选用判据以及中/高寿命区之间临界点的判别方法,并基于此进一步提出高周疲劳PS-N曲线的优化处理方法;随后以航... 材料的高周疲劳P-S-N曲线是发动机强度设计的重要依据。根据航空发动机材料高周疲劳P-S-N曲线的数据处理要求,提出拟合模型的选用判据以及中/高寿命区之间临界点的判别方法,并基于此进一步提出高周疲劳PS-N曲线的优化处理方法;随后以航空发动机中常用的两种钛合金材料为对象,利用本方法实现批处理,获得不同条件下的高周疲劳P-S-N曲线,最后比较与传统方法在处理时间上的差异。结果表明:该数据处理方法不但适用于常规高周疲劳性能数据处理,还适用于超高周疲劳性能数据处理,其处理效率显著提升。 展开更多
关键词 高周疲劳 P-S-N曲线 数据处理 优化方法
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湿热环境对AC318/S6C10-800玻璃纤维复合材料压缩力学性能影响分析 被引量:4
13
作者 王翔 贾普荣 +1 位作者 陶春虎 陈新文 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期136-140,161,共6页
制备了一批AC318/S6C10-800玻璃纤维复合材料压缩试样,并根据ASTM D6641《聚合物基复合材料压缩性能标准试验方法》对AC318/S6C10-800复合材料进行压缩试验,测量了压缩强度和压缩模量等力学常数。采用DOT/FAA/AR-03/19《聚合物基复合材... 制备了一批AC318/S6C10-800玻璃纤维复合材料压缩试样,并根据ASTM D6641《聚合物基复合材料压缩性能标准试验方法》对AC318/S6C10-800复合材料进行压缩试验,测量了压缩强度和压缩模量等力学常数。采用DOT/FAA/AR-03/19《聚合物基复合材料体系的材料认证(取证)和等价性:已更新程序》对AC318/S6C10-800玻璃纤维复合材料压缩试样进行吸湿状态处理,分析了湿热环境对AC318/S6C10-800玻璃纤维复合材料压缩力学性能影响。研究结果表明,低温干态环境下强度性能数据相对室温环境略高,70℃湿态环境下强度性能最低,为AC318/S6C10-800玻璃纤维复合材料结构设计及工程应用提供重要参考。 展开更多
关键词 玻璃纤维复合材料 吸湿 压缩强度 压缩模量 湿热环境
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湿热环境对AC318/S6C10-800复合材料拉伸性能的影响 被引量:1
14
作者 王翔 贾普荣 +1 位作者 陶春虎 陈新文 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期98-103,共6页
拉伸性能是复合材料层合板的基本力学性能,研究湿热环境对玻璃纤维复合材料拉伸性能的影响可以为复合材料工程应用提供重要参考。开展了不同湿热环境下的AC318/S6C10-800复合材料拉伸性能研究,分析了环境对AC318/S6C10-800复合材料弹性... 拉伸性能是复合材料层合板的基本力学性能,研究湿热环境对玻璃纤维复合材料拉伸性能的影响可以为复合材料工程应用提供重要参考。开展了不同湿热环境下的AC318/S6C10-800复合材料拉伸性能研究,分析了环境对AC318/S6C10-800复合材料弹性模量及拉伸强度的影响。研究结果表明,低温干态环境下强度性能数据相对室温环境略高,70℃湿态环境下强度性能最低,随着试验温度的升高,0°拉伸强度、90°拉伸强度基本呈线性下降趋势。研究结果为AC318/S6C10-800复合材料工程应用提供参考。 展开更多
关键词 玻璃纤维复合材料 湿热性能 单向层合板 拉伸强度 拉伸模量
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岩棉纤维增强SiO_(2)气凝胶复合隔热材料加速老化后的结构和性能 被引量:6
15
作者 肖淑华 范金娟 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期71-74,84,共5页
在600℃、不同时间(1~15d)下对岩棉纤维增强SiO_(2)气凝胶复合隔热材料进行加速老化试验,研究了其老化后的微观结构、压缩性能和导热性能。结果表明:随老化时间延长,填充在岩棉纤维网架空隙中的气凝胶发生团聚,纤维断裂程度增加,老化时... 在600℃、不同时间(1~15d)下对岩棉纤维增强SiO_(2)气凝胶复合隔热材料进行加速老化试验,研究了其老化后的微观结构、压缩性能和导热性能。结果表明:随老化时间延长,填充在岩棉纤维网架空隙中的气凝胶发生团聚,纤维断裂程度增加,老化时间为15d时,气凝胶呈烧结状态,结构致密;未老化试样的应力随应变呈线性变化,老化试样的应力增大速率大于未老化试样的,老化15d时,应力随应变的增大速率最大;随老化时间延长,试样的热量传输路径变短,导热系数增大。 展开更多
关键词 气凝胶 加速老化 团聚 导热系数
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熔融渗硅对石墨材料微观结构及性能的影响 被引量:5
16
作者 杨金华 艾莹珺 +4 位作者 陈子木 刘虎 齐哲 吕晓旭 焦健 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2021年第1期231-240,251,共11页
选用四种不同孔隙结构的石墨进行熔融渗硅(简称熔渗)反应,采用扫描电镜、X-射线衍射、压汞、CT等方法表征了熔渗前后材料的微观形貌、物相及孔隙结构。结果表明,熔渗后的材料由石墨、硅及碳化硅三种物相组成,且硅及碳化硅的分布与石墨... 选用四种不同孔隙结构的石墨进行熔融渗硅(简称熔渗)反应,采用扫描电镜、X-射线衍射、压汞、CT等方法表征了熔渗前后材料的微观形貌、物相及孔隙结构。结果表明,熔渗后的材料由石墨、硅及碳化硅三种物相组成,且硅及碳化硅的分布与石墨孔隙结构相关。熔渗后样品孔隙率均<1%,体积密度提高21.08%~35.94%。熔渗后材料强度及模量均有明显提高,强度是原石墨样品的1.7~6.2倍,模量是原石墨样品的2.4~7倍,提高幅度与石墨孔隙结构及晶粒尺寸相关。理论计算结果表明,石墨样品熔渗过程主要受扩散-反应控制。 展开更多
关键词 石墨 陶瓷基复合材料 碳化硅 熔融渗硅 微观结构
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金属材料损伤分析中的物理冶金分析技术 被引量:3
17
作者 王祺 范映伟 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期15-30,共16页
综述了金属材料损伤分析中常用的五类物理冶金分析技术:组织结构分析技术;物理性能分析技术;化学成分分析技术;残余应力分析技术及原位分析技术。基于各类分析技术在金属材料损伤分析中的应用展开了详细讨论,并详细对比分析了各类分析... 综述了金属材料损伤分析中常用的五类物理冶金分析技术:组织结构分析技术;物理性能分析技术;化学成分分析技术;残余应力分析技术及原位分析技术。基于各类分析技术在金属材料损伤分析中的应用展开了详细讨论,并详细对比分析了各类分析技术在损伤分析应用中的优势和局限性,同时针对损伤分析过程中各类分析技术的选择和使用提出了基本的思路。 展开更多
关键词 物理冶金 材料损伤 微观组织 原位分析 残余应力
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DZ125定向凝固高温合金在不同状态下的超高周疲劳行为研究 被引量:3
18
作者 顾玉丽 陶春虎 +2 位作者 佘力 何玉怀 曲士昱 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期108-113,共6页
研究了常规热处理和长期时效状态的DZ125定向凝固高温合金在室温和700℃下的超高周疲劳特征及其差异。利用超声疲劳试验机测试了合金的超高周疲劳性能,采用扫描电镜研究了合金的疲劳断口特征,借助电子探针和纳米压痕测量仪分别测试了合... 研究了常规热处理和长期时效状态的DZ125定向凝固高温合金在室温和700℃下的超高周疲劳特征及其差异。利用超声疲劳试验机测试了合金的超高周疲劳性能,采用扫描电镜研究了合金的疲劳断口特征,借助电子探针和纳米压痕测量仪分别测试了合金枝晶间和枝晶干的成分和弹性模量。结果表明:两种热处理制度下DZ125合金的枝晶间和枝晶干的弹性模量以及合金元素分配和偏析比差异不大;DZ125合金在700℃下的超高周疲劳性能低于室温,合金在室温下存在明显的频率效应,但在700℃下不存在频率效应;室温和700℃下,合金经过长期时效后的疲劳性能均有所降低,特别在700℃下合金性能降低得更多。室温下,DZ125合金的两种热处理制度的超高周疲劳裂纹均起源于试样的表面;700℃下,两种热处理制度的超高周疲劳裂纹均起源于试样的亚表面。 展开更多
关键词 定向凝固高温合金 超高周疲劳 疲劳特征 元素分布 弹性模量
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全片层与双态组织高铌TiAl合金高温原位拉伸研究 被引量:1
19
作者 焦泽辉 宋西平 +1 位作者 张敏 于慧臣 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期79-83,90,共6页
利用原位观察的方法研究了全片层(Fully Lamellar,FL)组织与双态(Duplex,DP)组织高铌TiAl合金在750℃下的拉伸力学行为。结果表明:DP组织具有较好的抗拉强度和塑性,其抗拉强度为958MPa,断面收缩率为45.1%,FL组织抗拉强度较低且几乎没有... 利用原位观察的方法研究了全片层(Fully Lamellar,FL)组织与双态(Duplex,DP)组织高铌TiAl合金在750℃下的拉伸力学行为。结果表明:DP组织具有较好的抗拉强度和塑性,其抗拉强度为958MPa,断面收缩率为45.1%,FL组织抗拉强度较低且几乎没有塑性;随着拉伸应力的增加,DP组织合金试样表面存在一个大量裂纹萌生和扩展的过程,这些裂纹均匀分布在试样表面,主要以萌生为主,几乎难以扩展,而在FL组织中只能观察到少量的裂纹萌生现象;拉伸断裂后的DP组织合金的裂纹是由多个孔洞合并而成,呈蠕虫状且尺寸很小,FL组织中与拉伸方向垂直或呈一较大夹角的片层团界及片层界较易萌生裂纹,在临近断口区域,裂纹主要以穿层扩展为主。 展开更多
关键词 高铌TIAL合金 全片层组织 双态组织 原位拉伸
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液压壳体损伤容限分析及疲劳寿命预测
20
作者 曾雨扬 赵晓辰 +1 位作者 童第华 何玉怀 《航空材料学报》 北大核心 2025年第4期144-154,共11页
针对舵机壳体在长时间工作状态下会衍生出疲劳裂纹、影响壳体结构强度与使用寿命的问题,对舵机壳体应用基于小裂纹理论的疲劳全寿命预测方法,为其损伤容限设计和寿命预测探索新的途径。采用7050铝合金单边缺口拉伸试样开展室温下L-T向(... 针对舵机壳体在长时间工作状态下会衍生出疲劳裂纹、影响壳体结构强度与使用寿命的问题,对舵机壳体应用基于小裂纹理论的疲劳全寿命预测方法,为其损伤容限设计和寿命预测探索新的途径。采用7050铝合金单边缺口拉伸试样开展室温下L-T向(裂纹扩展方向为纵向L,加载方向为横向T)和T-L向(裂纹扩展方向为横向T,加载方向为纵向L)的长、小裂纹扩展研究,将小裂纹和长裂纹的扩展数据拟合,获得裂纹扩展的da/d N-ΔK数据,并利用扫描电子显微镜(SEM)对试样断口表面进行微观分析,对材料初始缺陷进行定量分析。根据实际测试获得的初始裂纹尺寸和裂纹扩展的数据,基于断裂力学的三维裂纹扩展理论解析法和ABAQUS-Franc3D软件的有限元仿真法,对舵机壳体的疲劳寿命进行预测,利用实际疲劳寿命对预测结果进行验证,实际的疲劳裂纹扩展寿命为26万次,而预测结果为21万次,预测寿命小于实测结果,符合舵机壳体安全裕度。 展开更多
关键词 7050铝合金 疲劳小裂纹 疲劳寿命预测 有限元 损伤容限分析
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