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Ti合金插层厚度对反应连接TiB_2基陶瓷/Ti-6Al-4V梯度复合材料的影响

复合材料学报 2016年第8期33卷 1769-1776页

作者：宋亚林张龙潘传增朱冰军械工程学院车辆与电气工程系机械制造教研室石家庄050003

将Ti合金插层引入(Ti+B_4C)反应原料和Ti合金底板之间,研究Ti合金插层厚度变化对超重力反应连接TiB2基陶瓷/Ti-6Al-4V梯度复合材料界面显微组织与力学性能的影响。热力学计算表明:合成反应的绝热温度远超Ti合金的熔点,可以保证不同厚度... 详细信息

将Ti合金插层引入(Ti+B_4C)反应原料和Ti合金底板之间,研究Ti合金插层厚度变化对超重力反应连接TiB2基陶瓷/Ti-6Al-4V梯度复合材料界面显微组织与力学性能的影响。热力学计算表明:合成反应的绝热温度远超Ti合金的熔点,可以保证不同厚度的Ti合金插层全部熔化。XRD、FESEM及EDS分析结果表明:在陶瓷和Ti合金底板之间形成梯度界面区,且随着Ti合金插层厚度的增加,梯度界面区的厚度也不断增大。自陶瓷基体至Ti合金底板,TiB_2和TiC_(1-x)的体积分数不断减少,而TiB的体积分数先增加而后减少,最终形成以TiB_2、TiC_(1-x)及TiB陶瓷相尺寸和分布为特征的梯度复合结构。而梯度连接区的硬度分布趋势更加平缓,其剪切强度不断提升。

关键词： TiB2基陶瓷/Ti-6Al-4V梯度复合材料反应连接 Ti合金插层显微组织维氏硬度剪切强度

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热燃烧温度对超重力场自蔓延离心熔铸TiB_2-TiC-(Ti,W)C组织及性能的影响

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硅酸盐学报 2016年第12期44卷 1724-1728页

作者：娄光普赵忠民军械工程学院车辆与电气工程系机械制造教研室石家庄050003

通过在(Ti+B_4C)燃烧体系中引入WO_3+Al高能铝热剂,采用自蔓延离心熔铸方法制备TiB_2-TiC-(Ti,W)C复相陶瓷材料。结果表明,陶瓷是由规则的TiB_2片晶、TiC球晶以及(Ti,W)C固溶体组成,并发现少量Al_2O_3夹杂存在于陶瓷熔体中。随着铝热剂... 详细信息

通过在(Ti+B_4C)燃烧体系中引入WO_3+Al高能铝热剂,采用自蔓延离心熔铸方法制备TiB_2-TiC-(Ti,W)C复相陶瓷材料。结果表明,陶瓷是由规则的TiB_2片晶、TiC球晶以及(Ti,W)C固溶体组成,并发现少量Al_2O_3夹杂存在于陶瓷熔体中。随着铝热剂含量的增加,不仅提高了绝热燃烧温度,增进了陶瓷致密化,而且提高了陶瓷熔体中的W含量,提高了陶瓷硬度。TiB_2片晶诱发的裂纹偏转和桥接增韧大幅度提高了陶瓷的抗弯强度和断裂韧性。材料的硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为24.6 GPa、584 MPa与20.3 MPa·m^(1/2)。当铝热剂添加过量,TiB_2相的含量下降,导致陶瓷力学性能有所下降。

关键词：二硼化钛基陶瓷绝热温度致密化硬度

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球磨对超重力下自蔓延离心熔铸Ti-B-W-C系复相陶瓷微观形貌及力学性能的影响

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人工晶体学报 2016年第5期45卷 1211-1215,1222页

作者：娄光普赵忠民军械工程学院车辆与电气工程系机械制造教研室石家庄050003

采用行星式球磨机对超重力离心熔铸Ti-B-W-C复相陶瓷的原始粉料进行球磨,通过对球磨转速的控制得到不同研磨程度的粉料,通过对制得的复相陶瓷进行微观结构和力学性能分析,发现随着球磨机转速的提高,球磨效率大大改善,粉料大幅度细化,Al... 详细信息

采用行星式球磨机对超重力离心熔铸Ti-B-W-C复相陶瓷的原始粉料进行球磨,通过对球磨转速的控制得到不同研磨程度的粉料,通过对制得的复相陶瓷进行微观结构和力学性能分析,发现随着球磨机转速的提高,球磨效率大大改善,粉料大幅度细化,Al粉以团絮状均匀附着在片状Ti和WO_3晶粒周围。对粉料进行烧制,成功得到宏观致密、微观夹杂和气孔等缺陷明显减少、硬度等力学性能明显提升的复相陶瓷。

关键词：球磨 Ti-B-W-C复相陶瓷微观结构力学性能

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蛇怪蜥蜴踏水奔跑机理研究及仿生机构设计

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机器人 2016年第6期38卷 760-768页

作者：张仲志高飞宋彬郭劭琰吕建刚马超军械工程学院车辆与电气工程系河北石家庄050003 武汉军械士官学校特种车辆教研室湖北武汉430075

蛇怪蜥蜴踏水奔跑过程中,脚掌会在气穴封闭前移出水面,并不断调整姿态适应变化的流场.为分析踏水机理,增加了对出水过程的研究,建立了脚掌进出水流体动力学模型,运用RNG(renormalization group)k-ε湍流方程,结合气穴扩张收缩变化,获得... 详细信息

蛇怪蜥蜴踏水奔跑过程中,脚掌会在气穴封闭前移出水面,并不断调整姿态适应变化的流场.为分析踏水机理,增加了对出水过程的研究,建立了脚掌进出水流体动力学模型,运用RNG(renormalization group)k-ε湍流方程,结合气穴扩张收缩变化,获得了最优上提时间.进一步针对脚掌姿态调整行为,解析了3维驱动力随入水角度的变化规律,推导了托举力与速度的数学函数,并通过实验初步验证了数值计算模型的正确性.以蛇怪蜥蜴为仿生对象,将脚掌往复踏水转变为叶片旋转击水,设计了水面矢量推进器,增加了驱动力输出维数,建立流体动力学模型,分析了叶片数量对力学性能的影响.进行推进器应用实验,实现了水面平台在10.6?仰角下的滑水航行.

关键词：踏水机理固液作用仿生设计滑水航行

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超重力场自蔓延离心熔铸TiB_2-(Ti,W)C复相陶瓷的研究

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人工晶体学报 2016年第5期45卷 1271-1275页

作者：娄光普赵忠民军械工程学院车辆与电气工程系机械制造教研室石家庄050003

采用超重力场自蔓延离心熔铸技术在TiB_2基体中引入不同质量分数的(Ti,W)C成功制得大体积复相陶瓷。陶瓷主要由片状TiB_2晶、球状TiC晶及不规则(Ti,W)C晶粒组成。随着WO3+Al反应物料含量的提高,体系绝热燃烧温度首先保持不变,随后呈明... 详细信息

采用超重力场自蔓延离心熔铸技术在TiB_2基体中引入不同质量分数的(Ti,W)C成功制得大体积复相陶瓷。陶瓷主要由片状TiB_2晶、球状TiC晶及不规则(Ti,W)C晶粒组成。随着WO3+Al反应物料含量的提高,体系绝热燃烧温度首先保持不变,随后呈明显增加趋势;并且高温下液相停留时间的延长、产物Stock对流的加快导致产物陶瓷中夹杂减少、(Ti,W)C相含量增加。各相晶粒的均匀化、(Ti,W)C相含量的提高将陶瓷硬度由15.89 GPa提升至23.4 GPa。

关键词：绝热燃烧温度质量比陶瓷物相硬度

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TiB2基陶瓷/42CrMo合金钢梯度纳米结构复合材料组织演化、力学性能与损伤失效研究

TiB2基陶瓷/42CrMo合金钢梯度纳米结构复合材料组织演化、力学性...

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第十三届全国工程陶瓷学术年会

作者：赵忠民宋义刚军械工程学院车辆与电气工程系机械制造教研室石家庄050003 军械工程学院科研部石家庄050003

采用离心反应熔铸工艺可以快速制备出TiB2基陶瓷/42CrMo合金钢层状复合材料，且在层间形成陶瓷/Fe-Ni合金相三维网络梯度纳米结构复合界面，使层状复合材料分为陶瓷基体、中间过渡区与合金钢基底三层结构，且镶嵌于中间过渡区上的T1B2... 详细信息

采用离心反应熔铸工艺可以快速制备出TiB2基陶瓷/42CrMo合金钢层状复合材料，且在层间形成陶瓷/Fe-Ni合金相三维网络梯度纳米结构复合界面，使层状复合材料分为陶瓷基体、中间过渡区与合金钢基底三层结构，且镶嵌于中间过渡区上的T1B2微纳米/纳米相与Fe-Ni合金基体则保持着共格或半共格界面关系。

关键词：层状复合材料离心反应熔铸工艺梯度纳米结构界面力学行为损伤失效

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高热剂中Al-Fe_3O_4对实心热剂切割弹切割性能影响的研究

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火工品 2016年第6期 36-39页

作者：刘榆华辛文彤孙立明崔秀梅军械工程学院车辆与电气工程系机械设计教研室河北石家庄050003

以实心热剂切割弹为切割手段,实验研究了由Al-CuO、Al-Fe_2O_3、Al-Fe_3O_4三元燃烧系混合组成的高热剂中Al-Fe_3O_4对切割性能的影响。结果表明,随着Al-Fe_3O_4含量的增加,喷射时间增长,割孔深度加大。当Al-Fe_3O_4占高热剂质量分数89... 详细信息

以实心热剂切割弹为切割手段,实验研究了由Al-CuO、Al-Fe_2O_3、Al-Fe_3O_4三元燃烧系混合组成的高热剂中Al-Fe_3O_4对切割性能的影响。结果表明,随着Al-Fe_3O_4含量的增加,喷射时间增长,割孔深度加大。当Al-Fe_3O_4占高热剂质量分数89.1%时,切割200(L)mm×200(W)mm×20(T)mm的Q235钢板的喷射时间在6s以上,割孔深度达16.42mm。

关键词：高热剂 Al-Fe3O4 实心热剂切割弹切割性能

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离心反应熔铸TiB2基陶瓷/Tp-6Al-4V合金梯度纳米结构复合材料组织演化与防弹性能

离心反应熔铸TiB2基陶瓷/Tp-6Al-4V合金梯度纳米结构复合材料组织...

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第十九届全国高技术陶瓷学术年会

作者：韩保红程兆刚赵忠民军械工程学院车辆与电气工程系力学教研室军械工程学院车辆与电气工程系机械制造教研室

基于陶瓷/钛合金液态熔合与扩散原理,采用离心反应熔铸工艺成功制备出TiB基陶瓷/Ti-6Al-4V合金梯度复合装甲材料。经XRD、FESEM与EDS分析,可以认为经对反应体系进行球磨机械活化后,施加高的离心力将促使反应体系"热爆"模式生... 详细信息

基于陶瓷/钛合金液态熔合与扩散原理,采用离心反应熔铸工艺成功制备出TiB基陶瓷/Ti-6Al-4V合金梯度复合装甲材料。经XRD、FESEM与EDS分析,可以认为经对反应体系进行球磨机械活化后,施加高的离心力将促使反应体系"热爆"模式生成,引发陶瓷与钛合金的液态熔合与扩散,继而通过在陶瓷/钛合金互溶液相中形成Ti、B、C原子浓度梯度,引发界面凝固后期系列物理化学冶金反应,最终使陶瓷/钛合金层间快速生成以TiB、TiB相尺寸与分布为特征的(TiC-TiB-TiB+TiB-Ti-TiC-TiB+TiB-TiC-TiB-Ti+TiB-TiC-Ti+TiC-Ti)梯度纳米结构复合界面。经对实验制备出的TiB基陶瓷材料与TiB/Ti-6Al-4V梯度纳米结构复合材料分别进行DOP靶试,得出两种材料的防护系数分别为3.05和7.30,因此可认为陶瓷/钛合金层间梯度纳米结构复合界面的原位生成,不仅使陶瓷/钛合金之间声阻抗匹配得以改善,而且又使陶瓷/钛合金层间保持高的结合强度,进而不仅通过复合界面的载荷传递,有效缓解界面反射拉伸应力波对陶瓷基体造成的动态损伤,而且又通过抑制横向剪切应力波在梯度界面上的传播及随后的横向位移产生,诱发界面剪切耦合效应,增大陶瓷断裂阻力与损伤缓解性,最终使本实验制备出的陶瓷/钛合金梯度纳米结构复合材料防弹性能得以显著提升。

关键词：梯度纳米结构防弹性能 TiB2 Tp-6Al-4V 复合材料组织演化

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轴向拉伸与压缩变形的拓展教学

轴向拉伸与压缩变形的拓展教学

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第16届北方七省市区力学学会学术会议

作者：张淑琴韩保红程兆刚王凌英张莹莹军械工程学院车辆与电气工程系力学教研室

轴向拉伸与压缩是杆件的基本变形之一,内容简单,容易掌握,包含了材料力学课程所要解决的问题和分析方法。从拉伸与压缩变形的内力、应力、变形、强度、材料的力学性能方面,适当引入拓展问题,为培养学生从简单中洞察一般规律的学习习惯,... 详细信息

轴向拉伸与压缩是杆件的基本变形之一,内容简单,容易掌握,包含了材料力学课程所要解决的问题和分析方法。从拉伸与压缩变形的内力、应力、变形、强度、材料的力学性能方面,适当引入拓展问题,为培养学生从简单中洞察一般规律的学习习惯,提高发现问题、提出问题和分析问题的能力提供参考。

关键词：内力应力变形强度力学性能

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压杆稳定中的四阶微分方程解法讨论

压杆稳定中的四阶微分方程解法讨论

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第16届北方七省市区力学学会学术会议

作者：赫万恒张淑琴韩保红曹洪娜张莹莹军械工程学院车辆与电气工程系力学教研室

针对压杆稳定问题中不同的约束条件,需要分析不同的微分方程及边界条件,求解起来相对烦琐的问题,将压杆稳定问题的边界条件进行分析,得到统一的压杆稳定问题的四阶微分方程,根据不同的边界条件解出了常见压杆稳定问题的临界力,方法思路... 详细信息

针对压杆稳定问题中不同的约束条件,需要分析不同的微分方程及边界条件,求解起来相对烦琐的问题,将压杆稳定问题的边界条件进行分析,得到统一的压杆稳定问题的四阶微分方程,根据不同的边界条件解出了常见压杆稳定问题的临界力,方法思路上相对简单,容易理解。

关键词：压杆稳定边界条件约束类型

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