检索结果-内蒙古大学图书馆

力学学报 2021年第3期53卷 802-812页

作者：徐波康国政西南交通大学力学与工程学院应用力学与结构安全四川省重点实验室成都610031 西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

通过建立考虑两个马氏体变体的二维相场模型,对梯度纳米晶镍钛(NiTi)合金系统的超弹性、单程和应力辅助双程形状记忆过程进行了模拟和预测.模拟结果显示:在梯度纳米晶NiTi合金的超弹性过程中,较粗晶粒的区域保留了传统粗晶的马氏体相变... 详细信息

通过建立考虑两个马氏体变体的二维相场模型,对梯度纳米晶镍钛(NiTi)合金系统的超弹性、单程和应力辅助双程形状记忆过程进行了模拟和预测.模拟结果显示:在梯度纳米晶NiTi合金的超弹性过程中,较粗晶粒的区域保留了传统粗晶的马氏体相变和逆相变特征,即局部马氏体带的形核-扩展和缩减-消失,而随着晶粒尺寸的减小,细晶粒区域表现为均匀相变的特点,即无局部马氏体带产生;此外,在超弹性和形状记忆过程中,马氏体相变和重取向都首先在较粗晶粒区域开始并逐步向细晶粒区域传播,而逆相变则相反.马氏体相变和重取向的逐步扩展使梯度纳米晶NiTi合金的应力-应变和应变-温度曲线呈现出"硬化状",其可归因于纳米多晶NiTi合金中马氏体相变对晶粒尺寸的依赖性,即随着晶粒尺寸的减小,相变或重取向壁垒逐渐增大,马氏体相变或重取向的形核、扩展越来越困难.可见,梯度纳米晶结构具有比传统均匀晶粒尺寸NiTi合金更宽的相变应力区间、重取向应力区间和相变温度区间,可显著提高该合金非弹性变形的可控性.

关键词：梯度纳米晶NiTi形状记忆合金相场模拟超弹性形状记忆效应

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纳米多晶NiTi形状记忆合金超弹性的晶粒取向依赖性相场研究

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固体力学学报 2021年第6期42卷 671-681页

作者：熊君媛徐波康国政西南交通大学力学与工程学院应用力学与结构安全四川省重点实验室成都610031

论文基于Ginzburg-Landau理论,建立了一个反映纳米多晶NiTi形状记忆合金取向依赖性的二维多晶相场模型,研究了晶粒取向对其超弹性性能的影响.结果表明,纳米多晶NiTi形状记忆合金的超弹性行为依赖于晶粒取向分布,即:多晶模型中在所研究... 详细信息

论文基于Ginzburg-Landau理论,建立了一个反映纳米多晶NiTi形状记忆合金取向依赖性的二维多晶相场模型,研究了晶粒取向对其超弹性性能的影响.结果表明,纳米多晶NiTi形状记忆合金的超弹性行为依赖于晶粒取向分布,即:多晶模型中在所研究的参数变化范围内,晶粒取向分布范围越广、晶粒间取向差越大(无明显织构),超弹性性能越差;而晶粒取向分布范围越窄、晶粒间取向差越小(织构越强),超弹性性能越好.该晶粒取向依赖性可解释为:由于晶粒取向的不同,马氏体相变过程中相邻晶粒间的变形不匹配程度不同,因此,多晶模型中在所研究的参数变化范围内,晶粒间取向差异越大,晶界处的变形失配越严重,由此而产生的局部内应力将阻碍其附近马氏体相变的扩展,进而导致纳米多晶NiTi形状记忆合金超弹性性能下降.

关键词： NiTi形状记忆合金纳米多晶超弹性晶粒取向相场模拟

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高压下非晶硒玻璃化转变温度的实验研究

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高压物理学报 2023年第5期37卷 62-70页

作者：梁策阚前华梁文嘉马国龙彭放洪时明刘秀茹西南交通大学物理科学与技术学院四川成都610031 西南交通大学力学与航天工程学院应用力学与结构安全四川省重点实验室四川成都610031 四川大学原子与分子物理研究所四川成都610065

针对熔体急冷法制备的非晶硒样品,开展了压力对非晶硒玻璃化转变温度和过冷液相区影响的实验研究。在活塞圆筒高压模具上开展差热分析,测得了0.1~1700 MPa压力范围内非晶硒的玻璃化转变温度T_(g)和晶化温度T_(x),拟合出玻璃化转变中点温... 详细信息

针对熔体急冷法制备的非晶硒样品,开展了压力对非晶硒玻璃化转变温度和过冷液相区影响的实验研究。在活塞圆筒高压模具上开展差热分析,测得了0.1~1700 MPa压力范围内非晶硒的玻璃化转变温度T_(g)和晶化温度T_(x),拟合出玻璃化转变中点温度T_(1/2,g)与外推起始晶化温度T_(el,x)随压力p的变化关系:T_(1/2,g)(p)=322+0.0462 p,T_(el,x)(p)=398+0.0302 p,其中,T_(1/2,g)和T_(el,x)的单位均为K,p的单位为MPa。T_(1/2,g)和T_(el,x)均随压力的增加而升高。由于T_(el,x)(p)的斜率小于T_(1/2,g)(p)的斜率,导致过冷液相区的温度范围随着压力的增加而变窄。在六面顶压机上开展差热分析,测得了2000~4500 MPa压力范围内非晶硒的晶化温度。结合活塞圆筒实验结果,发现了非晶硒的晶化温度随压力的变化规律:在0.1~1700 MPa范围内,晶化温度随压力的增加而升高;在2000 MPa以上,晶化温度的上升速率随压力的增加明显降低。当压力引起非晶硒的微观结构变化时,T_(g)(p)与T_(x)(p)曲线的斜率变化发生在相近的压力下,结合实验结果—T_(x)(p)的斜率变化出现在2 GPa左右,因此,推测T_(g)(p)的斜率变化可能出现在2 GPa左右。大腔体高压装置实验获得的转变点压力与以往报道的金刚石压砧实验结果不一致,可能与这两类实验中玻璃化转变温度、晶化温度的测量方法不同及压力测量误差有关。

关键词：玻璃化转变非晶硒高压差热分析

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冻融循环冻土的冲击动态力学性能

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爆炸与冲击 2022年第9期42卷 164-178页

作者：李斌朱志武李涛西南交通大学力学与航空航天学院四川省应用力学与结构安全重点实验室四川成都610031 中国科学院西北生态环境与资源研究所冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000

以典型冻土为研究对象,通过不同冻融循环次数的冻融循环实验、不同温度的冻结实验以及不同应变率的冲击动态实验,综合研究了冻融循环冻土的冲击动态力学性能。结果表明,冻土存在冻融循环效应,随着冻融循环次数的增加,冻土的峰值应力有... 详细信息

以典型冻土为研究对象,通过不同冻融循环次数的冻融循环实验、不同温度的冻结实验以及不同应变率的冲击动态实验,综合研究了冻融循环冻土的冲击动态力学性能。结果表明,冻土存在冻融循环效应,随着冻融循环次数的增加,冻土的峰值应力有一定程度的降低,但在达到临界冻融循环次数后,峰值应力将维持稳定;同时,冻土表现出明显的应变率效应和温度效应,其峰值应力随应变率的增加或温度的降低而增加。通过定义冻融损伤因子,推导满足Weibull分布的冲击损伤,提出了一个基于Z-W-T方程的损伤黏弹性本构模型。该模型可较好地描述冻融循环后冻土的冲击动态力学行为,为研究季节性冻土区冻土的冲击动态破坏提供参考。

关键词：冻土冻融循环冲击损伤本构模型

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某航空发动机整机系统非线性振动特性分析

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振动工程学报 2022年第3期35卷 557-568页

作者：林荣洲侯磊孙传宗杨洋侯升亮陈予恕哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001 西南交通大学力学与航空航天学院应用力学与结构安全四川省重点实验室四川成都611756 沈阳工业大学机械工程学院辽宁沈阳110870

以某型号航空发动机整机振动试验台为研究对象,建立了简化的整机动力学模型,考虑中介轴承的非线性弹性恢复力,运用Newmark-β与Newton-Raphoson法结合进行数值求解,通过对比整机系统中高低压转子处与机匣测点处的非线性振动响应,分析了... 详细信息

以某型号航空发动机整机振动试验台为研究对象,建立了简化的整机动力学模型,考虑中介轴承的非线性弹性恢复力,运用Newmark-β与Newton-Raphoson法结合进行数值求解,通过对比整机系统中高低压转子处与机匣测点处的非线性振动响应,分析了中介轴承间隙对整机系统非线性振动响应的影响规律。结果表明,随着中介轴承间隙的增大,可能导致整机系统出现振动突跳、双稳态、高低压转子耦合程度降低以及组合共振等现象,其中机匣能够反映内部转子的振动特性,但机匣不同位置测点的情况不同,总体上中后测点在转子出现非线性振动特性时也能观测到相应的非线性振动特性,特别是在出现组合共振时能够表现出更为丰富的组合频率信息。研究结果有助于认识中介轴承非线性对航空发动机整机系统尤其是机匣的非线性振动特性影响规律,对航空发动机机匣上测点位置的选择能提供一定的指导。

关键词：非线性振动航空发动机组合共振中介轴承振动传递

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激光冲击强化技术研究和多尺度模拟综述

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航空制造技术 2023年第20期66卷 50-72页

作者：宋世杰杜欣赵建锋周留成阚前华张旭西南交通大学力学与航空航天学院应用力学与结构安全四川省重点实验室成都610097 中国工程物理研究院总体工程研究所绵阳621000 空军工程大学航空等离子体动力学国家级重点实验室西安710038

激光冲击强化技术是一种利用高功率密度和短脉冲的激光对材料表面进行强化处理的新型表面改性技术,能够在材料表面形成梯度纳米结构并产生有益的梯度残余压应力场,有效提高材料的力学性能。本文介绍了激光冲击强化技术的发展历史和研究... 详细信息

激光冲击强化技术是一种利用高功率密度和短脉冲的激光对材料表面进行强化处理的新型表面改性技术,能够在材料表面形成梯度纳米结构并产生有益的梯度残余压应力场,有效提高材料的力学性能。本文介绍了激光冲击强化技术的发展历史和研究现状,并就该技术的应用前景进行了展望。随后,分析了激光冲击强化技术的原理,并分析了激光冲击诱导产生的残余应力和梯度纳米结构对材料的强化作用。综述了激光冲击强化技术对材料强韧性、抗疲劳性、耐磨性和抗应力腐蚀开裂能力的影响,最后从宏观、介观、细观、微观和纳观5个尺度介绍了激光冲击强化技术的多尺度模拟研究,并对比了不同尺度模拟手段的差异。

关键词：激光冲击(LSP) 残余应力梯度纳米结构力学性能多尺度模拟

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颗粒增强金属基复合材料细观有限元建模方法的对比

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机械工程材料 2022年第4期46卷 82-88,94页

作者：刘骏华张娟张晨黄兴民西南交通大学力学与航空航天学院应用力学与结构安全四川省重点实验室成都610031 西南交通大学材料科学与工程学院成都610031

以原位生成法制备的TiB;颗粒增强铁基复合材料为研究对象,通过纳米压痕试验及有限元反演分析确定基体的幂硬化模型参数,建立二维细观真实结构模型和颗粒随机分布的体胞模型,然后模拟单轴拉伸试验,用等效宏观方法计算真应力-真应变曲线,... 详细信息

以原位生成法制备的TiB;颗粒增强铁基复合材料为研究对象,通过纳米压痕试验及有限元反演分析确定基体的幂硬化模型参数,建立二维细观真实结构模型和颗粒随机分布的体胞模型,然后模拟单轴拉伸试验,用等效宏观方法计算真应力-真应变曲线,对2种模型的模拟结果进行对比,并探讨边界条件对模拟结果的影响。结果表明:边界条件对模拟单轴拉伸时的真应力-真应变曲线影响较小;2种模型模拟得到单轴拉伸的真应力-真应变曲线差异较小,且与试验结果吻合,相对误差小于5%;真实结构模型模拟得到的弹性模量与屈服强度的误差小于体胞模型;不同模型模拟得到基体与颗粒的局部微观等效应力场及应变场有明显差异。

关键词：颗粒增强复合材料细观模型有限元模拟应力-应变曲线

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表面机械研磨处理对纯铜棘轮行为的影响:宏微观试验与本构模拟

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表面技术 2022年第11期51卷 58-69页

作者：杨康赵建锋何风阚前华赵君文张旭中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213 中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621999 西南交通大学力学与航空航天学院应用力学与结构安全四川省重点实验室成都610031 西南交通大学材料科学与工程学院成都610031

目的通过金属表面纳米化试验机制备出梯度结构纯铜,提升纯铜材料的疲劳寿命,并揭示其背后的机理。方法通过系统的宏观力学性能测试、微观组织表征以及本构模拟探究了表面机械研磨处理(Surface Mechanical Attrition Treatment,SMAT)对T... 详细信息

目的通过金属表面纳米化试验机制备出梯度结构纯铜,提升纯铜材料的疲劳寿命,并揭示其背后的机理。方法通过系统的宏观力学性能测试、微观组织表征以及本构模拟探究了表面机械研磨处理(Surface Mechanical Attrition Treatment,SMAT)对T2纯铜棘轮行为的影响。结果循环变形试验结果表明SMAT纯铜样品的循环失效圈数明显多于未处理纯铜样品的循环圈数,且SMAT纯铜样品在循环过程中的累积塑性变形明显小于未处理纯铜样品的累积塑性变形,即棘轮应变明显小于未处理纯铜样品的棘轮应变。电子背散射衍射(Electron Back Scattered Diffraction,EBSD)和X射线衍射分析(X-Ray Diffraction,XRD)表征发现:经过SMAT后,材料的晶粒尺寸均呈现由处理表面到材料芯部逐渐减小的梯度分布。且SMAT时间越长,样品的总位错密度越大。此外,基于应变梯度塑性理论模型对SMAT前后纯铜的单拉及循环变形响应进行了有限元模拟,模拟结果显示累积塑性应变沿深度方向(SMAT冲击方向)呈梯度分布,最大几何必需位错密度以及最大等效应力均出现在模型的次表层。同时,当模拟的循环圈数相同时,代表SMAT样品的梯度结构模型的棘轮应变明显低于代表未处理样品的均匀模型的棘轮应变。结论循环变形试验结果表明SMAT对于T2纯铜的棘轮应变有抑制作用,有限元模拟进一步揭示了SMAT对于棘轮应变的抑制效应以及背后的机理。

关键词：表面机械研磨处理循环变形棘轮应变微观表征应变梯度塑性理论有限元模拟

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含双边轴向裂纹N18锆合金薄壁管的蠕变裂纹扩展行为研究

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核动力工程 2020年第5期41卷 53-59页

作者：李志浩包陈王博刘晓坤西南交通大学力学与工程学院应用力学与结构安全四川省重点实验室成都610031

通过对含双边轴向裂纹管(DEAT)试样及其加载装置进行设计,基于能量等效和载荷分离原理获得了DEAT试样的能量率回路积分(C^*积分)表达式,从而建立了含轴向裂纹薄壁管的蠕变裂纹扩展速率测试方法。基于此方法,采用DEAT试样完成了N18锆合... 详细信息

通过对含双边轴向裂纹管(DEAT)试样及其加载装置进行设计,基于能量等效和载荷分离原理获得了DEAT试样的能量率回路积分(C^*积分)表达式,从而建立了含轴向裂纹薄壁管的蠕变裂纹扩展速率测试方法。基于此方法,采用DEAT试样完成了N18锆合金薄壁管在350℃不同载荷水平下的蠕变裂纹扩展试验。结果表明,蠕变载荷会显著影响N18锆合金的蠕变裂纹扩展速率;蠕变裂纹扩展可分为稳态扩展和快速扩展2个阶段;蠕变裂纹扩展速率(da/dt)与C^*积分存在良好的幂律关系,可用于预测N18锆合金管蠕变裂纹扩展行为。

关键词：含双边轴向裂纹管(DEAT) N18锆合金薄壁管蠕变裂纹扩展 C^*积分

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常温等离子辅助烧结3YSZ陶瓷

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现代技术陶瓷 2024年第4期45卷 339-348页

作者：王春意文梓旭姚曙刘佃光刘永胜刘金铃西南交通大学力学与航空航天学院成都611756 西南交通大学应用力学与结构安全四川省重点实验室成都611756 西南交通大学材料科学与工程学院成都610031 西北工业大学材料科学与工程学院西安710072

本研究发展了一种等离子辅助烧结(Plasma Assisted Sintering,PAS)3 mol%氧化钇稳定氧化锆(3YSZ)陶瓷的新方法。分析了等离子辅助烧结过程的电学曲线特征和电弧放电现象,并与其它电场辅助烧结技术进行了对比。探讨了等离子辅助烧结时加... 详细信息

本研究发展了一种等离子辅助烧结(Plasma Assisted Sintering,PAS)3 mol%氧化钇稳定氧化锆(3YSZ)陶瓷的新方法。分析了等离子辅助烧结过程的电学曲线特征和电弧放电现象,并与其它电场辅助烧结技术进行了对比。探讨了等离子辅助烧结时加载的电流密度对3YSZ陶瓷的密度、晶体结构、显微结构和力学性能的影响。在80 mA/mm^(2)的电流密度下,3YSZ陶瓷经30 s的等离子辅助烧结即可获得高达98.1%的相对密度,维氏硬度达到了15.1±0.7 GPa,相比于传统烧结试样提高了~2.3 GPa。等离子体的作用还显著改变了3YSZ陶瓷的晶体结构特征,并获得了具有梯度结构的显微组织,证明了等离子辅助烧结不是单纯的等离子体加热过程,通过试样的电流也对致密化和晶体生长产生了重要影响。等离子辅助烧结技术具有起始电压低、无需预加热、烧结时间短、能源消耗低的特点,有望实现高性能陶瓷材料的低成本快速制备。

关键词：烧结电场等离子体氧化锆梯度结构

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