热等静压方法制备细晶钨合金及其动态力学性能研究

采用喷雾干燥方法制备了超细90W7Ni3Fe复合粉末,并冷等静压成形,压坯经过低温还原后采用热等静压进行低温压制烧结,得到了晶粒度小于5μm、接近理论密度的钨合金材料.利用Hopkinson压杆装置对细晶钨合金进行了动态力学性能研究,对不同应变率下的应力应变曲线进行分析.结果表明:通过热等静压低温烧结而成的细晶钨合金,在高应变率下表现出明显的应变强化和应变率强化效应,其动态力学性能优于常规液相烧结制备的钨合金.     

基于RTS-500岩石流变仪三轴强度和变形特性

采用英国GDS公司生产的RTS-500型岩石三轴流变仪试验机,进行不同围岩条件下的三轴压缩实验,并对试验结果进行分析. 确定三轴围压下的峰值应力以及其应变的变化规律,以及根据Mohr-Coulomb强度理论确定岩石的c、φ值的变化规律,研究绿泥石英片岩的强度和变形特性.结果表明:在低围压时,岩样内部非均匀化,岩石表现为脆性特性;在高围压时,岩样内部由低到高逐渐屈服,内部趋于均匀化,此时岩石出现由脆性向塑形特性转变的趋势.岩石的峰值应变与围压呈显著的线性关系,岩石残余强度对围压的敏感性明显高于峰值强度. RTS-500型岩石三轴流变仪系统实验精度较高,实验数据可靠.      

泡沫金属应变率效应研究概述

泡沫金属是一种优良的冲击吸能材料.研究高应变率下泡沫金属力学性质多采用分离式Hopkinson压杆系统.国内外采用分离式Hopkinson压杆对各种类型的泡沫金属材料做了大量的研究,并对应变率效应作出了各种解释.但是,由于泡沫金属制备方法、材质、结构等的不同,一些实验结果和原因解释也不尽一致.据此,对近年来国内外的研究进展成果做了进一步的介绍.     

冲击加载条件下金属粉末的动态力学性能分析

为研究金属粉末在冲击加载过程中, 粉末预压力对压坯动态力学响应的影响, 设计了基于分离式霍普金森压杆装置(split Hopkinson pressure bar, SHPB)的金属粉末高应变率冲击加载实验, 并结合一维应力波理论对预压后粉末压坯的力学性能进行分析。结果表明:在冲击过程中, 金属压坯会表现出较为明显的应变率效应; 加载率越大, 材料的应变能越大, 预压力越大, 应变硬化率越大; 在相同的加载条件下, 预压力越大, 压坯临界位移越小。     

基于SHPB试验的岩石应变率效应分析

岩石材料在静荷载和动荷载作用下,其力学特性差异很大。采用直径100 mm分离式Hopkinson压杆试验装置和波形整形技术对岩石进行动态冲击压缩试验,研究应变率范围为10～100 s~(-1)岩石的动态抗压强度、峰值应变及破坏形态的应变率效应。试验结果表明:试件动态抗压强度和峰值应变均随应变率增加而增大,最大动态抗压强度约为静态强度的2倍。试件动态破坏形态从低应变率下径向劈裂破坏到高应变率下粉碎破坏,随着应变率增加碎块数量明显增多而粒径变小,碎块粒径和块度分布变化显示出试件破坏形态具有明显的应变率效应。     

简讯

从管道来的介质压力为P,通过导压腔作用在圆形弹性平面膜上,把压力转换成集中力作用在中心受力点,即作用到应变传感器上。 应变传感器由圆形简支梁和一个电桥组成。电桥的四臂是四片电阻应变片,两片粘在横梁上面,两片粘在下面。有介质压力输入时,传感器上就受到力F的作用,在电桥对角线上产生一个与输入压力P成正比的电压信号。 电子压力计的结构共分四部分(见图2): 1.导压腔:是受压空间,又是膜片支持底座。它的容积大小取决于膜片尺寸和介质种类。     

典型汽车板的动态力学特性分析

采用高速拉伸试验机,对车身常用板材DC06、HC340LA、HC420/780DP 3种汽车用钢,实施了不同应变速率(0. 003 s-1、20 s-1、50 s-1、100 s-1、200 s-1、400 s-1、700 s-1)条件下的高速拉伸实验,得到相应的应力-应变曲线,并对其进行了动态力学特性分析。结果表明:3种汽车钢均表现出应变速率敏感特性,材料在动态载荷作用下存在应变速率强化效应,屈服强度和抗拉强度均大于准静态条件下的相关指标。同时在高应变速率下,材料呈现出增塑特征,强度级别越低的材料,应变速率敏感性越大,并且屈服强度的应变速率敏感性要高于抗拉强度。     

背压对ECAP塑性变形区影响的有限元分析

等径角挤压过程中施加背压可以有效的控制和改善材料的微观组织和机械性能.运用有限元分析方法对不同应变硬化行为材料的一道次背压EACP过程进行了模拟计算,探讨了背压对塑性变形区尺寸,塑性变形区内应变速率的分布,以及变形后试样在纵截面上应变分布的影响.背压对不同材料的影响有明显的不同:应变硬化材料(应变硬化指数n＞ 0),背压的影响是有利的,可以有效地减小塑性变形区的尺寸,使应变分布更均匀;而弹完全塑性材料(n=0),背压增大导致塑性变形区的尺寸增大,塑性应变速率分布不均匀.     

介孔二氧化硅球形孔内近场辐射换热

介孔二氧化硅基材内含不连续且均匀分布的球形孔.由于孔径小于热辐射特征波长,近场辐射作用不容忽视.本文基于涨落耗散理论和并矢格林函数,计算介孔二氧化硅球形孔内的近场辐射换热,由此得到的近场辐射的当量导热系数,将进一步用来修正介孔二氧化硅的有效导热系数.采用稀介质孔隙率加权模型耦合球形孔内近场辐射当量导热系数、孔内受限气体导热系数及介孔二氧化硅基材导热系数,得到介孔二氧化硅的有效导热系数,并进一步考察了孔径和温度的影响.研究结果表明,在介观尺度下,其辐射热流比宏观尺度下要高2-7个数量级.球形孔内近场辐射的热流及当量导热系数随着孔径的增加呈指数衰减,随着温度的升高而增大.介孔二氧化硅的有效导热系数随着孔隙率的增加逐渐减小,随着温度的升高缓慢增加.孔径越小,近场辐射的作用越显著,不容忽视.当孔径大于50 nm时,尺寸效应逐渐消失.      

加卸载下原煤力学特性及渗透演化规律

基于自主研发的煤岩热流固耦合试验系统,在考虑实际开采方式的条件下,进行轴压升高和围压降低的加卸载试验,分析研究不同加卸载速率下原煤的力学特性和渗透演化规律.结果表明:加卸载过程中,轴向应力的加载速率越大,峰值应力附近的曲线平台越长,峰值应力、轴向应变和环向应变也越大,体应变则越小.不同加卸载速率比下含瓦斯煤变形模量均先迅速减小后缓慢减小,到破坏时再迅速降低,而后逐渐保持稳定趋势;在相同轴向应变时,加卸载速率比越小,煤样的变形模量越大.加卸载过程中,煤样的偏应力、渗透率与应变的关系可分为三个阶段:初始压密与弹性阶段、屈服破坏阶段和破坏后阶段.加卸载速率比越小,煤样达到峰值应力时,含瓦斯煤的渗透率和体积变形越大.      

循环荷载下花岗岩应力门槛值的细观能量演化及岩爆倾向性

为研究三轴循环加卸载条件下三山岛花岗岩细观能量演化规律, 采用颗粒流理论确定了花岗岩的应力门槛值(起裂应力σ_ci、损伤应力σ_cd和峰值强度σ_f), 研究了应力门槛值对应的边界能、应变能(线性接触应变能和平行黏结应变能)、耗散能(摩擦能和阻尼能)、动能随围压变化的规律, 并从能量角度建立了岩爆倾向性评价指标W_x. 结果表明: 三山岛花岗岩不同围压下相应的σ_ci/σ_f位于37.0%~44.8%区间, σ_cd/σ_f位于81.2%~89.0%区间, 随着围压的增大, 起裂边界能、应变能和耗散能呈线性关系增加, 损伤(峰值)边界能、应变能和耗散能呈指数关系增加; 其中耗散能受围压影响最为敏感, 增幅倍数最大, 其次是边界能, 最后为应变能. 围压对起裂应变能比例影响不大, 损伤和峰值应变能比例随围压增大缓慢减小, 峰值应变能比例下降幅度最大. 基于岩爆倾向性评价指标W_x可知, 当围压在20 MPa内, 三山岛花岗岩岩爆倾向性相对较小; 当围压达到30 MPa时岩爆倾向性开始迅速增加. 研究成果为岩爆倾向性的评价提供了新的参考指标, 进一步为井下岩体工程的稳定性研究提供了新思路.      

一维纳米材料的制备、性质及应用

一维纳米结构在介观物理以及纳米级器件的制作方面具有独特的应用潜力，近年来纳米线、纳米棒、纳米带、纳米管等一维纳米结构成为研究的焦点。综述了近来文献报道的有关一维纳米材料制备的新方法，如声波降解法、模板法、气相一液相一固相法、溶剂热法等，其中对形貌控制得较好的模板法做了重点介绍。另外，对一维纳米材料的性质如热稳定性、电子传送特性和光学特性及其在激光发射和光学开关等方面的应用作了简单介绍，并对该领域未来的发展方向进行了展望。     

陶瓷蜂窝蓄热体内传热与应力应变场的研究现状及其发展趋势

综述了国内外对高温空气燃烧系统中陶瓷蜂窝蓄热体传热过程的研究及在此基础上进行的热应力应变研究的发展进程和现状,在此基础上对陶瓷蜂窝蓄热体内传热与应力应变场的研究发展趋势作了展望.可以确信,深入认识和掌握蓄热体的热工特性及热应力应变分布规律,对我国发展和应用蓄热式高温空气燃烧技术具有重要的理论意义和现实意义.     

Inconel 718高温合金流变曲线修正及热加工图

通过热压缩实验,在温度950～1150℃和应变速率0. 10～10. 00 s~(-1)的范围内研究了Inconel 718高温合金的热变形行为。分析了绝热效应对应力应变曲线的影响,同时对应力应变曲线进行温度、应力修正。发现在低温高应变速率下绝热效应更加明显,温升可达170℃。经修正后的应力应变曲线并没有改变宏观规律。通过应变补偿Arrhenius型本构方程预测修正后合金的流动行为。Arrhenius型本构方程中的材料常数与真应变之间的关系由5阶多项式建立。实验值与预测值相关系数达到0. 97,说明该本构方程可以对变形过程中的流变应力进行精确预测。最后分别建立了应力应变曲线修正前后Inconel 718高温合金的热加工图。发现应力应变曲线的修正对热加工图中功率耗散图基本没有影响,功率耗散效率峰值区域没有变化。但修正后的失稳区区域面积增加。结合不同变形条件下的微观组织分析发现失稳区的微观组织由于绝热效应的原因并没有明显的失稳现象产生,并确定其合理加工区间为温度1100℃,应变速率0. 10 s~(-1)。     

微观组织状态对Ti-6Al-4V合金动态力学性能和绝热剪切敏感性的影响

采用分离式霍普金森压杆装置(SHPB)技术,对Ti-6Al-4V合金的等轴组织、双态组织、片层组织进行高应变速率下的动态压缩实验,研究了不同组织状态的动态力学性能及其绝热剪切敏感性,并进行了金相观察及分析。结果表明:在动态压缩载荷条件下,Ti-6Al-4V合金3种组织的真应力-应变曲线大致分为弹性阶段和塑性阶段,没有出现明显的屈服阶段,3种组织试样在高应变率条件下,表现出一定的应变率强化效应,但是应变强化效应不明显;在较大的应变率下,不同组织状态下的试样表现出一个共同的特征,即平均应变都较小,但其应力值却较大;等轴组织的动态压缩力学性能优于其他两种组织;从试样的横剖面和轴剖面的分析来看,不同组织对Ti-6Al-4V合金的绝热剪切敏感性有较大的影响,层片组织具有最大的绝热剪切敏感性,而等轴组织具有最小的绝热剪切敏感性,双态组织介于两者之间。     

SrNb_2O_6-NaNbO_3-SiO_2玻璃陶瓷纳米介电复合材料的介电性能研究

应用辊压快冷及可控结晶技术制备了玻璃陶瓷(SrNb2O6-NaNbO3-SiO2)纳米介电复合材料。研究了该复合材料的制备工艺参数与显微组织特性以及介电性能的关系,重点关注该材料的抗电击穿性能。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)的分析结果显示,高温熔体经辊压快冷后得到典型的玻璃块体,在随后的可控结晶过程中,当温度高于750℃时,在玻璃基体中逐步析出具有高介电常数的纳米SrNb2O6和NaNbO3颗粒。当晶化温度为900℃时,析出相的平均尺寸约为28 nm。分析测试了该类材料介电常数的温谱特性和频谱特性。结果表明,该介电复合材料具有适宜的温谱和频谱特性。在100 Hz~1 MHz测试频率和-55~125℃测试范围内,该类材料均表现出极佳的稳定性(5%)。与此同时,基于其特有的低孔隙率和纳米晶粒度的特点,该类复合材料的抗电击穿能力亦很突出。在700℃结晶化处理的样品的电击穿强度高达120 kV.mm-1。     

钙钛矿型复合氧化物Nd1-xSrxFeO3-δ的电输运性能

用固相反应法合成了钙钛矿型复合氧化物Nd1-xSrxFeO3-δ(x=0.2,0.4,0.6,0.8)样品,对各样品作了结构分析,对x=0.4样品作了热重分析,测试了各样品在不同温度下的直流电导率,给出了活化能,分析了材料的电输运机理.结果表明,所有样品都呈类钙钛矿结构,在低温段,载流子具有p型小极化子导电特征.对于这种电输运特性,结合材料的失氧规律,给出了合理的解释.     

Mn-Si-Cr系Q&P钢的准静态、动态力学行为对比

利用万能试验机和分离式霍普金森压杆装置(SHPB)对Mn-Si-Cr系Q&P钢分别进行了准静态和动态压缩试验。在应变速率为0.001、0.01、0.1 s-1和900、1 500、2 200、3 000 s-1情况下分别得到了准静态和动态压缩真应力-真应变曲线,并利用扫描电子显微镜进行压缩后的显微组织和断口分析,利用X射线衍射仪(XRD)对压缩变形试样进行物相分析。结果表明,准静态和动态压缩变形条件下,试验钢的真应力-真应变曲线均可大致分为弹性变形和塑性变形2个阶段,且没有明显的屈服平台。准静态压缩条件下应变速率强化效果不明显但应变强化效应较显著。动态压缩条件下应变强化效应不明显,但展现出一定的应变速率强化效应。准静态变形后,试样中心区域板条组织倾向沿近水平方向(垂直于压缩方向)定向排布。动态变形后,约有1/3试样发生了断裂,未发生断裂的试样中心出现45°方向剪切带,其附近板条组织发生了“屈曲”。准静态变形后残余奥氏体含量下降明显,而动态压缩试样中,残余奥氏体含量只有略微下降,且块状M/A岛内部出现扭曲变形与开裂,这可能是导致部分试样断裂的诱因。动态压缩破坏试样断口整体呈现45°剪切断裂,一端发生微孔聚集性断裂,另外一端发生剪切断裂。     

Mn-Si-Cr系Q&P钢的准静态、动态力学行为对比

利用万能试验机和分离式霍普金森压杆装置(SHPB)对Mn-Si-Cr系Q&P钢分别进行了准静态和动态压缩试验。在应变速率为0.001、0.01、0.1 s-1和900、1 500、2 200、3 000 s-1情况下分别得到了准静态和动态压缩真应力-真应变曲线,并利用扫描电子显微镜进行压缩后的显微组织和断口分析,利用X射线衍射仪(XRD)对压缩变形试样进行物相分析。结果表明,准静态和动态压缩变形条件下,试验钢的真应力-真应变曲线均可大致分为弹性变形和塑性变形2个阶段,且没有明显的屈服平台。准静态压缩条件下应变速率强化效果不明显但应变强化效应较显著。动态压缩条件下应变强化效应不明显,但展现出一定的应变速率强化效应。准静态变形后,试样中心区域板条组织倾向沿近水平方向(垂直于压缩方向)定向排布。动态变形后,约有1/3试样发生了断裂,未发生断裂的试样中心出现45°方向剪切带,其附近板条组织发生了“屈曲”。准静态变形后残余奥氏体含量下降明显,而动态压缩试样中,残余奥氏体含量只有略微下降,且块状M/A岛内部出现扭曲变形与开裂,这可能是导致部分试样断裂的诱因。动态压缩破坏试样断口整体呈现45°剪切断裂,一端发生微孔聚集性断裂,另外一端发生剪切断裂。     

浅析差压变送器在应用中的故障诊断和分析

主要介绍了差压变送器的工作原理、常用的三种测量应用方式、主要安装方法及注意事项,并重点分析了由于导压管堵塞、泄漏,平衡阀泄漏、气体流量测量导压管积液等问题引起的故障现象。