热机械处理提高Cr_(47)Ni_(33)Co_(10)Fe_(10)多组元共晶合金力学性能

1

作者 薛赞 晋玺 +3 位作者 毛周朱 兰爱东 王大雨 乔珺威 《材料导报》 北大核心 2025年第3期208-213,共6页

无序面心立方(FCC)+无序体心立方(BCC)结构多组元共晶合金(MCEA)Cr_(47)Ni_(33)Co_(10)Fe_(10)具有重要的工程应用价值。本工作采用多道次冷轧使合金厚度减少90%并在800℃下退火1 h的热机械处理策略来提高合金力学性能。Cr_(47)Ni_(33)C... 无序面心立方(FCC)+无序体心立方(BCC)结构多组元共晶合金(MCEA)Cr_(47)Ni_(33)Co_(10)Fe_(10)具有重要的工程应用价值。本工作采用多道次冷轧使合金厚度减少90%并在800℃下退火1 h的热机械处理策略来提高合金力学性能。Cr_(47)Ni_(33)Co_(10)Fe_(10)合金热机械处理后的屈服强度(σ_(0.2))为1230 MPa,拉伸断裂应变(ε)为13%,屈服强度相对于铸态合金提高了864 MPa,是铸态合金的三倍多,且几乎没有损失塑性。高强度和高塑性的匹配来源于超细双相等轴晶组织替代了初始层片组织。本工作为提高双相共晶高熵合金的力学性能提供了一种可行的热处理工艺途径。 展开更多

关键词 共晶高熵合金 热机械处理 超细晶 力学性能

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不同压入速率下PA66的力学性能研究

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作者 罗雅云 詹鑫鑫 +2 位作者 金涛 王鹤峰 树学峰 《应用力学学报》 北大核心 2025年第2期367-377,共11页

采用仪器化压入法,基于连续刚度法系统研究了压痕应变率对PA66材料力学性能的影响,得到其不同压痕应变率下的弹性模量、硬度、刚度、蠕变位移、蠕变应变率等变化规律;分析得到PA66弹性模量和硬度随着压入速率的增加而增大,其刚度也是呈... 采用仪器化压入法,基于连续刚度法系统研究了压痕应变率对PA66材料力学性能的影响,得到其不同压痕应变率下的弹性模量、硬度、刚度、蠕变位移、蠕变应变率等变化规律;分析得到PA66弹性模量和硬度随着压入速率的增加而增大,其刚度也是呈现出随着压痕速率的增加而增大的趋势。着重研究了不同压入速率对PA66压痕蠕变行为的影响,选择广义开尔文模型描述PA66在保载阶段的压痕蠕变行为,广义开尔文模型由3个Voigt单元构成,每个单元代表不同的运动类型,而每种运动类型有不同的蠕变变形效果和不同的延迟时间;经研究发现该模型可以准确的拟合实验蠕变数据;以上分析得到的蠕变变形被进一步用于分析材料的蠕变柔量和延迟谱,以方便分析材料的其他的力学性能。 展开更多

关键词 PA66 压痕应变率 纳米压痕 蠕变 黏弹性模型

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时效Ni_(2)CoCr_(0.5)Si_(0.3)Al_(0.1)Ti_(0.1)中熵合金的力学行为和变形机理的研究

3

作者 罗顺辉 常慧 +3 位作者 王强 张佳鑫 张团卫 王志华 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第3期465-473,共9页

【目的】设计了一种新型的Ni_(2)CoCr_(0.5)Si_(0.3)Al_(0.1)Ti_(0.1)中熵合金。【方法】在非等原子比Ni-Co-Cr基体的中熵合金中加入微量的Si、Al和Ti元素,并且通过不同温度的时效热处理进一步引入弥散的共格L12相沉淀。【结果】结果表... 【目的】设计了一种新型的Ni_(2)CoCr_(0.5)Si_(0.3)Al_(0.1)Ti_(0.1)中熵合金。【方法】在非等原子比Ni-Co-Cr基体的中熵合金中加入微量的Si、Al和Ti元素,并且通过不同温度的时效热处理进一步引入弥散的共格L12相沉淀。【结果】结果表明,700℃时效后的Ni_(2)CoCr_(0.5)Si_(0.3)Al_(0.1)Ti_(0.1)中熵合金具有最优异的力学性能,其屈服强度为783MPa,极限抗拉强度为1252MPa,伸长率为41.6%;相比退火处理样品,经过700℃时效处理使得合金的屈服强度提升了310MPa.分析合金在700℃时效样品的初始微观结构,可以确定合金中不仅存在共格的L12相结构,还有微量的金属间化合物Ni16Ti6Si7相。同时,由于高轧制量的冷轧变形和短时间的退火处理,在初始结构中发现微量的层错、纳米层错网格、Lomer-cottrell锁和位错钉扎现象的存在。其几何必需位错在拉伸过程中呈现出均匀分布,主要的变形模式以滑移为主,且具有层错结构,并没有发现变形孪晶。 展开更多

关键词 中熵合金 成分设计 时效处理 力学性能 析出强化 变形机理

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波纹界面钛/钢复合板抗冲击行为研究 被引量：1

4

作者 梁子睿 任路泽 +1 位作者 曹勇 王涛 《机械强度》 北大核心 2025年第5期119-130,共12页

为了明晰在冲击载荷下钛/钢波纹复合板及界面的动态响应、损伤情况以及失效模式,使用空气炮对钛/钢波纹复合板开展小能量(53 J)冲击试验,在验证数值计算模型有效的基础上,开展了多种速度冲击复合板数值仿真,研究多种能量下复合板及其界... 为了明晰在冲击载荷下钛/钢波纹复合板及界面的动态响应、损伤情况以及失效模式,使用空气炮对钛/钢波纹复合板开展小能量(53 J)冲击试验,在验证数值计算模型有效的基础上,开展了多种速度冲击复合板数值仿真,研究多种能量下复合板及其界面的冲击力学响应。结果表明,在小能量冲击条件下,波纹复合板正面出现塑性扩孔破坏,背板产生隆起且在隆起处有裂纹;波纹界面层结合紧密、整体下凹;将靶板沿冲击中心切开观察,截面没有出现裂纹、分层开裂等损伤,这与纤维增强复合材料层合板不同,当冲击表面出现目视勉强可见损伤后一般内部会有明显分层;在数值模拟中波纹复合板在冲击下的内聚力界面损伤区域少于平面界面复合板;小能量冲击时波纹板对子弹动能的吸收主要以整体变形吸能为主,波纹界面钛/钢复合板损伤较小;在多种能量冲击下波纹界面复合板相较于平面界面复合板界面结合更紧密,结构完整性更好,更不容易被破坏。 展开更多

关键词 小能量冲击 波纹界面钛/钢复合板 损伤分析 数值模拟 内聚力单元

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基于分离式霍普金森杆的铝合金板料高速冲击液压成形有限元模拟与试验研究

5

作者 李旺 张团卫 +5 位作者 常慧 赵聃 毛周朱 魏慧杰 焦志明 王志华 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第3期78-89,共12页

针对轻质合金室温塑性较差的难成形问题,利用分离式霍普金森压杆技术进行了高速冲击和高速冲击液压成形的试验设计,对5052铝合金高速冲击及高速冲击液压成形过程进行数值模拟和试验分析,研究了高速冲击液压成形过程和冲击速度、板料厚... 针对轻质合金室温塑性较差的难成形问题,利用分离式霍普金森压杆技术进行了高速冲击和高速冲击液压成形的试验设计,对5052铝合金高速冲击及高速冲击液压成形过程进行数值模拟和试验分析,研究了高速冲击液压成形过程和冲击速度、板料厚度对成形深度和效果的影响规律。结果表明:仿真和试验结果吻合较好,验证了仿真的可靠性。在5052铝合金板料高速冲击液压成形过程中,双冲击体形式存在二次加载现象,第1次冲击波达到峰值之前,板料出现“平底现象”,当反射波到达一定位置,板料深度继续增加。随着冲击速度的增加,成形深度逐渐增加;板料成形厚度的增加需要更大的冲击能量。高速冲击液压成形与高速冲击成形相比有显著优势,既可以提高成形零件的表面质量,又可以在同等成形深度要求下减小冲击速度和能量。 展开更多

关键词 冲击液压成形 分离式霍普金森杆 5052铝合金板料 有限元模拟 成形工艺试验

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三维整体中空复合材料的力学性能研究进展 被引量：4

6

作者 郭章新 李忠贵 +4 位作者 崔俊杰 朱明 贺奇 李永存 栾云博 《航空制造技术》 2019年第4期22-31,共10页

三维整体中空复合材料是一种新型的夹芯结构材料,是将芯材和上下面板交织连接在一起,芯材和面板构成一个整体。三维整体中空复合材料的面板与芯材为一体结构且一次固化成型,因此具有优异的抗分层、抗冲击、高损伤容限等性能。研究三维... 三维整体中空复合材料是一种新型的夹芯结构材料,是将芯材和上下面板交织连接在一起,芯材和面板构成一个整体。三维整体中空复合材料的面板与芯材为一体结构且一次固化成型,因此具有优异的抗分层、抗冲击、高损伤容限等性能。研究三维整体中空复合材料的力学性能对其结构设计与应用具有重要的指导意义。详细介绍了三维整体中空复合材料的平压性能、侧压性能、剪切性能、弯曲性能等力学性能的研究进展,提出目前研究存在的问题,以期为以后的发展提供研究方向。 展开更多

关键词 三维整体中空复合材料 平压性能 侧压性能 剪切性能 弯曲性能 冲击性能

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冲击载荷下径向密度排布对泡沫金属力学性能影响的研究 被引量：5

7

作者 王根伟 刘冕 +1 位作者 宋辉 王彬 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1-13,共13页

参照层状密度梯度泡沫模型实现方法,利用3D-Voronoi技术设计了新型径向密度梯度泡沫模型,并用有限元软件,对它在不同冲击载荷下的力学行为进行数值模拟。研究冲击速度、密度梯度和平均相对密度对金属泡沫冲击端、支撑端应力和能量吸收... 参照层状密度梯度泡沫模型实现方法,利用3D-Voronoi技术设计了新型径向密度梯度泡沫模型,并用有限元软件,对它在不同冲击载荷下的力学行为进行数值模拟。研究冲击速度、密度梯度和平均相对密度对金属泡沫冲击端、支撑端应力和能量吸收能力的影响,发现:径向正梯度泡沫与层状正、负梯度泡沫相比,其两端的应力值均较小,可同时保护冲击端、支撑端物体;径向负梯度泡沫两端应力变化幅度较小,能够保证物体受力稳定;几种泡沫金属的能量吸收能力在不同冲击速度下发生交替变化。对于径向梯度泡沫,能量吸收能力对密度梯度大小不敏感,对梯度方向敏感,径向负梯度泡沫的能量吸收能力始终大于径向正梯度泡沫;平均相对密度越大,径向正、负梯度泡沫两端应力越大、吸能效果越好。 展开更多

关键词 梯度泡沫金属 3D-Voronoi技术 密度梯度参数 能量吸收

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基于超高温高应变率压缩试验方法的共晶高熵合金动态力学行为研究 被引量：8

8

作者 王梓荻 王建军 +1 位作者 王志华 王强 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期93-103,共11页

基于分离式Hopkinson压杆,建立了一套可对1873 K下材料的动态力学行为进行有效测试的新型超高温高应变率压缩试验方法。该试验方法在原有基础上,通过电机来驱动入射杆和透射杆同步组装系统,利用高精度延时控制器来精确控制撞击杆发射系... 基于分离式Hopkinson压杆,建立了一套可对1873 K下材料的动态力学行为进行有效测试的新型超高温高应变率压缩试验方法。该试验方法在原有基础上,通过电机来驱动入射杆和透射杆同步组装系统,利用高精度延时控制器来精确控制撞击杆发射系统以及入射杆和透射杆同步组装系统的启动时间,可实现冷接触时间的精确控制(小于10 ms)以及组装过程对试样冲击力的控制,避免了超高温下冷接触时间对测试结果的影响以及组装过程产生的冲击力引起试样的塑性变形甚至破坏。基于该超高温高应变率压缩试验方法,对粉末等离子电弧增材制造共晶高熵合金CoCrFeNiTa_(0.2)Nb0.1在宽温度(293~1473 K)、宽应变率(0.001~5000 s^(-1))范围内的力学行为进行了测试,并分析了温度和应变率对其塑性流动行为和变形机理的影响规律,获得了该材料流动应力随温度变化曲线上出现的第3型应变时效现象随应变率的变化规律及其物理模型。 展开更多

关键词 分离式霍普金森压杆 高熵合金 超高温 高应变率

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7075-T6铝合金在Taylor冲击实验中的宏观力学响应及细观结构演化

9

作者 赵英杰 胡广 +3 位作者 马胜国 张团卫 赵聃 王志华 《热加工工艺》 北大核心 2024年第14期79-86,共8页

将实验和晶体塑性有限元(CPFEM)方法相结合,研究了7075-T6铝合金在Taylor冲击实验中的宏观力学响应以及其细观结构的演化。使用电子背散射衍射技术(EBSD)对实验前7075-T6铝合金的细观结构进行表征。通过修改强化模型和流动准则在CPFEM... 将实验和晶体塑性有限元(CPFEM)方法相结合,研究了7075-T6铝合金在Taylor冲击实验中的宏观力学响应以及其细观结构的演化。使用电子背散射衍射技术(EBSD)对实验前7075-T6铝合金的细观结构进行表征。通过修改强化模型和流动准则在CPFEM模型中引入位错密度作为内部状态变量,并结合动态压缩实验得到的应力-应变曲线确定7075-T6铝合金相关的模型参数。结果表明:考虑位错密度的CPFEM模型可有效地描述7075-T6铝合金在不同速度Taylor冲击实验中的宏观和微观力学响应。与实验结果对比,CPFEM模型合理地预测了冲击后子弹的外部轮廓变化,其预测的撞击面半径和子弹剩余长度与实验结果误差均在10%以内。此外,CPFEM模型预测7075-T6铝合金冲击后的织构演化同动态冲击后结果大致相同,均表现为生成了较多的R-Cube织构和Goss织构,而Cube织构和Cu织构大量减少。随着冲击速度的增加,R-Cube织构、S织构的体积分数逐渐增大,Cube织构、Cu织构和Brass的体积分数逐渐减少。同时,CPFEM模型预测到撞击后子弹颈缩段的产生。随着冲击速度的增加,子弹的对数应变和位错密度均有上升,最大值均出现在撞击面;在同一速度下,撞击面上外表面处平均位错密度的值小于轴心处的值。 展开更多

关键词 晶体塑性有限元 Taylor冲击 位错密度 织构

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基于优化算法及压痕形貌的金属塑性力学参数表征

10

作者 何艳骄 马宇宏 +2 位作者 田永喜 树学峰 肖革胜 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2051-2062,共12页

相比于需要特定形状尺寸试样的传统力学测试手段,压入法具有试样加工方便及可实现原位测试等优点,针对现有压入表征法对所采集压入载荷-深度曲线的依赖性,通过作为压入后材料塑性力学性能直观响应的残余压痕形貌有效获取金属塑性力学参... 相比于需要特定形状尺寸试样的传统力学测试手段,压入法具有试样加工方便及可实现原位测试等优点,针对现有压入表征法对所采集压入载荷-深度曲线的依赖性,通过作为压入后材料塑性力学性能直观响应的残余压痕形貌有效获取金属塑性力学参数可提供一种新的压入表征方法;本研究通过Instron万能材料试验机开展了紫铜/镁合金的球形压入测试,基于轮廓形态系统对压入测试后的残余压痕形貌进行扫描并将所得形貌特征作为后续研究的数据基础;将压入数值模拟与实验测试所得残余压痕形貌的对比结果作为拟合优度,对传统Nelder-Mead算法在参数筛除、预处理、重复性判断及收敛条件方面进行改进,以保证进入数值计算的材料参数的合理性并提高计算效率,基于Abaqus二次开发结合改进的Nelder-Mead算法进行参数寻优以得到紫铜/镁合金的相关塑性参数;将由Instron万能材料试验机拉伸测试表征所得紫铜/镁合金的相关塑性参数值作为对照标准,给出了算法寻优结果的相对误差,并验证了所提出基于优化算法及残余压痕形貌获取金属塑性参数方法的有效性,相关研究提供了一种新的有效表征金属力学性能参数的方法. 展开更多

关键词 优化算法 压痕形貌 塑性力学参数 金属 Abaqus二次开发

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极低温环境下立方相和四方相Nb_(3)Sn超导晶体力学及力-电耦合行为分析

11

作者 王涛 何宇新 乔力 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期764-777,共14页

Nb_(3)Sn超导相转变中的力电耦合效应给超导磁体装备的电磁性能指标和安全运行带来不利影响。鉴于Nb_(3)Sn具有立方相和四方相两种相结构,建立了Nb_(3)Sn立方相、四方相和混合相晶体力学模型,以及考虑变形-临界温度退化和变形-正常态电... Nb_(3)Sn超导相转变中的力电耦合效应给超导磁体装备的电磁性能指标和安全运行带来不利影响。鉴于Nb_(3)Sn具有立方相和四方相两种相结构,建立了Nb_(3)Sn立方相、四方相和混合相晶体力学模型,以及考虑变形-临界温度退化和变形-正常态电阻率变化的力电耦合响应模型。研究结果表明,相结构会导致单晶体弹性力学性能有所区别,但静水压作用下不同相结构的Nb_(3)Sn多晶体,其局部应力状态与相结构无关,仅取决于晶粒形貌和取向。由于不同的相结构在外载下的费米面上电子态密度的演变规律基本一致,使得变形诱导的临界温度退化行为对相结构没有依赖性。对于混合相Nb_(3)Sn正常态电阻率变化而言,温度低于马氏体相变温度时,可以采用基于电子-电子散射假设得到的T_(2)规律来描述;当温度高于马氏体相变温度时,由于四方相向立方相的转变,需要考虑电-声子耦合作用对正常态电阻率的贡献,可以采用拓展的Woodard-Cody电阻率模型来描述宏观电阻率的应变效应。研究结果提高了对不同相的临界性能退化机理的认识。 展开更多

关键词 Nb 3Sn 四方相 立方相 力-电耦合效应

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剪切增稠液填充蜂窝夹芯板的低速冲击响应

12

作者 李雨薇 易昶成 +2 位作者 刘志芳 雷建银 李世强 《爆炸与冲击》 EI CAS 北大核心 2025年第1期75-87,共13页

将气相二氧化硅颗粒与聚乙二醇溶液混合制备的剪切增稠液(shear-thickening fluid,STF)填充到蜂窝芯层中,制成了STF填充蜂窝夹芯板。通过落锤冲击实验,研究了冲击速度(1.0、1.5、2.0 m/s)、蜂窝孔径(2.0、2.5、3.0 mm)和壁厚(0.04、0.06... 将气相二氧化硅颗粒与聚乙二醇溶液混合制备的剪切增稠液(shear-thickening fluid,STF)填充到蜂窝芯层中,制成了STF填充蜂窝夹芯板。通过落锤冲击实验,研究了冲击速度(1.0、1.5、2.0 m/s)、蜂窝孔径(2.0、2.5、3.0 mm)和壁厚(0.04、0.06、0.08 mm)对夹芯板力学性能的影响。利用数字图像相关技术测量了结构的应变历史和后面板挠度场的分布情况,探讨了结构的低速冲击响应过程。实验结果表明,在低速冲击下,未填充STF蜂窝夹芯板的变形模式为后面板中心区域凸起变形,周围区域有明显鼓包变形;填充STF蜂窝夹芯板的变形模式为后面板凸起变形且局部凸起区域较大,周围无鼓包产生。STF的剪切增稠效应可以增加参与能量吸收的蜂窝单元,扩大结构的局部变形区域,减小结构的后面板挠度。提高冲击速度、增大蜂窝孔径或者减小壁厚,都更有利于STF的剪切增稠效应。 展开更多

关键词 剪切增稠液 蜂窝夹芯板 低速冲击 变形模式 数字图像相关技术

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混凝土三维细观模型的建模方法与力学特性分析 被引量：10

13

作者 张煜航 陈青青 +3 位作者 张杰 王志勇 李志强 王志华 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期108-115,共8页

根据混凝土材料的细观组成和结构特点,基于三维Voronoi图形提出了一种简单高效的混凝土细观模型生成方法,利用塑性损伤模型对该细观模型进行了单、多轴应力状态下的准静态分析以及SHPB动态有限元分析。结果表明,数值模拟得到的应力应变... 根据混凝土材料的细观组成和结构特点,基于三维Voronoi图形提出了一种简单高效的混凝土细观模型生成方法,利用塑性损伤模型对该细观模型进行了单、多轴应力状态下的准静态分析以及SHPB动态有限元分析。结果表明,数值模拟得到的应力应变曲线和破坏模式与实验结果基本吻合,本文中提出的混凝土三维细观模型可较好地模拟混凝土的静、动态力学特性,为进一步从细观力学角度研究混凝土损伤演化规律和破坏机理提供了模型基础。 展开更多

关键词 混凝土 三维细观模型 VORONOI 图形 黏接界面层 静力特性

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不同应变率下蓝宝石透明陶瓷玻璃的力学响应 被引量：9

14

作者 牛欢欢 闫晓鹏 +2 位作者 罗浩舜 陈佳君 李志强 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期72-81,共10页

蓝宝石(A1_(2)O_(3))是透明陶瓷玻璃,它相较传统陶瓷(A1_(2)O_(3))有优良的透光性,而且保留了陶瓷优良的力学性能。利用电子拉伸机和分离式霍普金森杆设备对试样进行准静态应变率为(10^(−4)、10^(−3)、10^(−2)s^(−1))和4种动态应变率(85... 蓝宝石(A1_(2)O_(3))是透明陶瓷玻璃,它相较传统陶瓷(A1_(2)O_(3))有优良的透光性,而且保留了陶瓷优良的力学性能。利用电子拉伸机和分离式霍普金森杆设备对试样进行准静态应变率为(10^(−4)、10^(−3)、10^(−2)s^(−1))和4种动态应变率(850、1100、1300、1450 s^(−1))下的单轴压缩力学行为,用高速摄像机记录了蓝宝石透明陶瓷玻璃试样在准静态和动态压缩下的破坏过程。实验结果表明:从加载过程中的应力应变曲线是由加载段和失效段组成的,该材料是典型的脆性材料,并且有明显的应变率效应,随着应变率的提高,蓝宝石透明陶瓷玻璃的抗压强度也会提高;准静态和动态压缩下蓝宝石透明陶瓷玻璃都是在宏观裂纹扩展作用下失效破坏。通过分析不同应变率下蓝宝石透明陶瓷玻璃的破坏过程,分析得到该材料的失效是在加载的过程中,在蓝宝石透明陶瓷玻璃承载能力最低的区域出现裂纹源,然后裂纹成形并沿着加载方向扩展,然后裂纹之间相互交错,最终达到饱和状态破坏失效;在高应变率下,极短的时间内产生多处裂纹源,需要更大的能量去使裂纹成形、扩展,宏观上就表现为应变率效应。 展开更多

关键词 蓝宝石透明陶瓷玻璃 压缩强度 失效模式 破坏过程 应变率效应

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飞机铝合金壁板结构广布疲劳多裂纹扩展与剩余强度研究 被引量：6

15

作者 王锋 秦剑波 +3 位作者 梁振武 赵李韬 侯成 范学领 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2022年第10期87-95,74,共10页

随着航空工业的发展,飞机经过长时间服役,其广布疲劳损伤带来的飞机服役可靠性问题日益受到关注。针对飞机铝合金壁板结构开展了疲劳裂纹扩展试验与剩余强度拉伸试验,以及数值仿真研究,并采用塑性区连通准则、表观断裂韧性准则、净截面... 随着航空工业的发展,飞机经过长时间服役,其广布疲劳损伤带来的飞机服役可靠性问题日益受到关注。针对飞机铝合金壁板结构开展了疲劳裂纹扩展试验与剩余强度拉伸试验,以及数值仿真研究,并采用塑性区连通准则、表观断裂韧性准则、净截面屈服准则和韧带平均应力准则4种典型的多裂纹连通准则对其剩余强度进行了对比分析。结果表明:随着疲劳裂纹的逐渐扩展,裂纹尖端应力强度因子逐渐增大,裂纹扩展速率逐渐增大。对于含多裂纹的铝合金壁板结构,建立剩余强度与裂纹总长度的关系更能准确体现机身壁板在实际服役过程中的剩余强度变化。与其他3种准则相比,塑性区连通准则可以控制含等长度裂纹与非等长度裂纹的铝合金壁板结构剩余强度的预测结果与试验结果的相对误差在5%以内,是4种准则中预测精度最高的,因此,塑性区连通准则对飞机铝合金壁板结构广布疲劳损伤设计具有良好的指导意义。 展开更多

关键词 飞机铝合金壁板结构 广布疲劳损伤 疲劳裂纹扩展 裂纹连通准则 剩余强度

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止裂层对陶瓷复合防弹插板冲击损伤行为研究 被引量：4

16

作者 韩奇 杨阳 +3 位作者 刘靖宇 王涛 李世强 曹勇 《包装工程》 CAS 北大核心 2023年第21期1-10,共10页

目的研究冲击载荷下迎弹面覆盖止裂层的复合防弹插板陶瓷面板碎裂机理和抗侵彻性能。方法对所设计的复合防弹插板进行空气炮打靶试验,构建冲击仿真有限元计算模型。结合试验和数值模拟,研究覆盖环氧树脂、凯夫拉平纹织物止裂层及无止裂... 目的研究冲击载荷下迎弹面覆盖止裂层的复合防弹插板陶瓷面板碎裂机理和抗侵彻性能。方法对所设计的复合防弹插板进行空气炮打靶试验,构建冲击仿真有限元计算模型。结合试验和数值模拟,研究覆盖环氧树脂、凯夫拉平纹织物止裂层及无止裂层复合防弹插板的抗侵彻性能,分析不同冲击速度下复合防弹插板陶瓷损伤失效过程。采用内聚力单元对止裂层和陶瓷之间的黏结区域进行建模,分析黏结程度对陶瓷损伤和失效的影响。结果止裂层表面约束的陶瓷在冲击过程中产生的径向裂纹随着撞击点附近的环向拉应力波的传播而延伸。止裂层黏结作用增强时,陶瓷的冲击缺口面积增大,但质量损失基本不变;迎弹面止裂层未对侵彻过程中子弹动能和复合防弹插板背凸情况产生显著影响。结论止裂层在一定程度上能减少陶瓷质量损失,但也会造成更多的损伤,这种现象在高速情况下较为明显,且凯夫拉平纹织物止裂层所造成的损伤更多。相关研究工作可为陶瓷复合防弹板的设计提供参考。 展开更多

关键词 止裂层 陶瓷复合防弹插板 抗侵彻性能 陶瓷损伤演化 有限元模拟

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含孔隙混凝土二维细观建模方法研究 被引量：16

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作者 陈青青 张煜航 +2 位作者 张杰 王志勇 王志华 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2020年第2期182-194,共13页

根据混凝土的细观组成和结构特点,对传统二维建模方法加以继承与改进,提出了一种高效的分步入侵判定算法.将孔隙直观地反映在模型中,建立了不同的含孔隙混凝土细观模型.对含圆形、椭圆形、多边形骨料与圆形、椭圆形孔隙的混凝土标准试... 根据混凝土的细观组成和结构特点,对传统二维建模方法加以继承与改进,提出了一种高效的分步入侵判定算法.将孔隙直观地反映在模型中,建立了不同的含孔隙混凝土细观模型.对含圆形、椭圆形、多边形骨料与圆形、椭圆形孔隙的混凝土标准试件分别进行了建模研究,结果表明本文的算法具有较强适用性.同时,通过对不同面积率与多种形状骨料/孔隙混凝土的大量建模进一步验证了该算法的效率.模拟了混凝土试件在单轴压缩下的准静态力学性能,分析了混凝土内部孔隙对其裂纹扩展的主要路径、破坏模式以及宏观力学性能的显著影响. 展开更多

关键词 混凝土 细观结构 孔隙 入侵判定 裂纹扩展

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爆炸载荷下双向梯度仿生夹芯圆板的力学行为 被引量：8

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作者 王海任 李世强 +3 位作者 刘志芳 雷建银 李志强 王志华 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期30-38,共9页

基于王莲仿生面内梯度芯层,通过引入面外梯度,设计了一种双向梯度仿生夹芯圆板。在此基础上,运用ABAQUS有限元软件,对不同排列方式的双向梯度夹芯圆板在不同爆炸载荷作用下的响应进行了数值仿真,着重分析了不同仿生夹芯圆板的前后面板... 基于王莲仿生面内梯度芯层,通过引入面外梯度,设计了一种双向梯度仿生夹芯圆板。在此基础上,运用ABAQUS有限元软件,对不同排列方式的双向梯度夹芯圆板在不同爆炸载荷作用下的响应进行了数值仿真,着重分析了不同仿生夹芯圆板的前后面板挠度、芯层压缩量、变形模式和能量吸收等特性,得到了一种抗爆性能较好的芯层排列方式。结果表明:相较于单一的面外梯度夹芯圆板,合理设计的双向梯度仿生夹芯圆板可以有效降低后面板挠度,并提高芯层的能量吸收。 展开更多

关键词 双向梯度 仿生夹芯圆板 爆炸载荷 能量吸收

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CoCrFeNiAl_(x)系高熵合金的动态力学性能和本构关系 被引量：6

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作者 马胜国 王志华 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1-11,共11页

高熵合金,以其独特的合金设计和优异的综合性能,成为当下材料研究的热点。本文利用高真空电弧熔炼法成功制备出了CoCrFeNiAl_(x)(x=0,0.6,1)系高熵合金,并通过分离式霍普金森压杆对其进行一系列不同应变速率下的动态压缩试验。通过X射... 高熵合金,以其独特的合金设计和优异的综合性能,成为当下材料研究的热点。本文利用高真空电弧熔炼法成功制备出了CoCrFeNiAl_(x)(x=0,0.6,1)系高熵合金,并通过分离式霍普金森压杆对其进行一系列不同应变速率下的动态压缩试验。通过X射线、扫描电镜和透射电镜分析,深入探索了该合金系的晶体结构、微观组织和变形特征。最后,利用修正后的Johnson-Cook(J-C)本构模型,获得了该体系高熵合金的动态本构关系。 展开更多

关键词 高熵合金 动态冲击 本构关系 变形机理

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Nb_(3)Sn高场复合超导体临界性能力学变形效应的多尺度模拟 被引量：3

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作者 杨绪佳 何宇新 +3 位作者 张鑫 杨小敏 王涛 乔力 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期719-731,共13页

A15型Nb_(3)Sn超导体是制造高场(>10 T)超导磁体线圈的主要材料,被广泛应用于磁约束可控核聚变、高能物理等强磁场超导磁体装备制造领域.力学变形诱导的Nb_(3)Sn超导临界性能退化给高场超导磁体装备的电磁性能指标和安全稳定运行造... A15型Nb_(3)Sn超导体是制造高场(>10 T)超导磁体线圈的主要材料,被广泛应用于磁约束可控核聚变、高能物理等强磁场超导磁体装备制造领域.力学变形诱导的Nb_(3)Sn超导临界性能退化给高场超导磁体装备的电磁性能指标和安全稳定运行造成了极其不利的影响.鉴于Nb_(3)Sn超导体具有复杂的多尺度结构特征,不同尺度下变形与超导电性能耦合行为是相互关联的,本文建立了考虑微/细/宏观关联的非线性力电磁耦合本构模型,提出了从原子尺度A15晶体结构到超导体微结构到宏观非均质Nb_(3)Sn复合超导体的多尺度模拟模型.基于多晶体有限元方法,对静水压加载条件下Nb_(3)Sn多晶体超导临界温度衰退和单轴拉压加载条件下Nb_(3)Sn复合多晶体临界性能衰退行为进行了模拟预测,预测结果与实验观测结果定性吻合.该模型揭示了Nb_(3)Sn复合超导体变形-超导电性能多尺度耦合机理,实现对高场超导体力、电、磁、热耦合行为的预测,有助于提高对A15型金属间化合物高场超导复合材料力、电、磁、热多尺度耦合行为的认识和描述能力,为强磁场超导磁体的设计与制造提供有力的理论支撑. 展开更多

关键词 应变效应 多尺度耦合特性 力电磁耦合 多晶体有限元

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