2024-T3铝合金的动态断裂韧性

目的实现2024-T3铝合金动态断裂韧性的测量,揭示加载速率对动态断裂韧性的影响机理。方法采用屏蔽措施避免电磁干扰,测量2024-T3铝合金在不同加载速率下的动态断裂韧性,采用扫描电子显微镜(SEM)观察断口形貌,理论分析加载速率对动态断裂韧性的影响机理。结果当加载速率小于103MPa·m~(1/2)·s~(-1)时,2024-T3铝合金的动态断裂韧性约为35 MPa·m~(1/2);当加载速率高于105 MPa·m~(1/2)·s~(-1)时,动态断裂韧性超过40 MPa·m~(1/2),且随加载速率的增加而不断增大至101 MPa·m~(1/2)。断口分析表明,加载速率较低时,断口形貌为微孔聚集型;当加载速率超过105 MPa·m~(1/2)·s~(-1)时,断口特征由延性韧窝向准解理形态转变。理论分析表明,上述现象主要是由于裂纹尖端的无位错区域尺寸随加载速率的增大而减小,位错对裂纹尖端应力场的屏蔽效应增大,从而导致裂纹起裂后迅速由韧窝状态向准解理状态转变。结论电磁屏蔽后的电阻应变片法,能够准确测量电磁环境下2024-T3铝合金的动态断裂韧性,且动态断裂韧性表现出明显的应变率敏感性;2024-T3铝合金的微观断裂机制在准静态下为微孔聚集型,加载速率超过105MPa·m~(1/2)·s~(-1)时,材料的断裂表现为由延性韧窝形态向准解理形态转变。     

冲击加载时CVN试样缺口前沿应变速率分布特性的数值分析

采用动态弹塑性有限元分析方法,对Charpy V型缺口(CVN)试样在冲击加载条件下缺口前沿各点的应变速率分布特性进行了研究。发现缺口前沿各点的应变速事分布足很不均匀的,并随加载时间而改变。由于应变速率对材料力学性能有直接影响,因此在分析动态解理断裂问题时,应采用“有效屈服区”中的材料应变速率值及相应的屈服极限值。     

2D和2.5D编织陶瓷基复合材料加载速率效应和应力-应变行为模拟

对A、B、C三种工艺制备的2D和2.5D编织陶瓷基复合材料进行了准静态拉伸试验,试验采用的加载速率分别为0.02mm/min、0.2mm/min、1mm/min、5mm/min、25mm/min、125mm/min。获得了不同加载速率下,2D和2.5D编织陶瓷基复合材料的应力-应变曲线。基于所获得试验结果,讨论了加载速率对2D和2.5D编织陶瓷基复合材料力学性能产生影响的原因。试验结果表明:A、B工艺的2.5D编织陶瓷基复合材料对加载速率的变化不敏感;C工艺的2D编织陶瓷基复合材料对加载速率变化不敏感,而A工艺的2D编织陶瓷基复合材料对加载速率变化较为敏感,随着加载速率的增加,材料的初始弹性模量有较大程度的增大,破坏应变有所减小。基于基体强度分布理论,模拟了对加载速率不敏感的2D编织陶瓷基复合材料在拉伸载荷下的应力-应变行为。     

加载速率对3D-C/SiC不同温度拉伸性能的影响

研究了在室温、1100和1500℃夹头位移速率分别为0．008，0．06和5．82mm／min对CVI工艺制备的3D—C／SiC拉伸性能的影响。拉伸中用钨—铼热电偶测温，真空度为10^-3Pa，LVDT测量变形。结果表明，室温条件下材料的断裂应力随夹头位移速率的增大而增加；1500℃断裂应力随夹头位移速率的增大而减小；1100℃条件下断裂应力基本不随变形速率而改变。随着夹头位移速率的提高，断裂应变减小，初始弹性模量增加。分析了可能造成以上现象的因素。     

初始损伤对不同钢组织缺口试样解理断裂韧性的影响

通过对两种钢热处理后得到的三种材料组织的缺口试样在常温下进行了不同预加载荷的四点弯曲正反弯实验，以在缺口前引入不同的微孔洞损伤量，而后通过高温回火处理消除残余应力和加工硬化。随后在-196℃低温下进行弯曲断裂实验，通过力学参数测量和微观观察就初始损伤对不同钢组织缺口试样解理断裂韧性的影响进行了实验研究。研究表明，对于材料A和C，随预加载荷比P0／Pgy的增加，材料中的初始损伤量增加，从而使材料的缺口解理断裂韧性降低。其原因是初始损伤的长条形孔洞附近产生了局部高应力应变集中，促使了解理断裂过程的进行。细晶粒A材料的初始损伤量大，韧性下降幅度大。对于材料B，初始损伤主要为小尺寸的球形孔洞，并且其损伤量远小于材料A和C，故B材料的缺口解理断裂韧性几乎不随预加载荷比变化。     

高强聚烯烃静态断裂过程银纹区的性能1.HDPE

为了观察分析高密度聚乙烯(HDPE)的银纹区性能,对两种HDPE全切痕试样分别进行了速率为0.1 mm/min,0.5 mm/min,1 mm/min,5 mm/min,20 mm/min和50 mm/min的拉伸测试。基于对静态断裂过程应力-位移数据的分析处理,结果表明,HDPE的屈服应力随着拉伸速率增大;高应力时两种HDPE均存在常临界位移控制其银纹断裂;HDPE2480银纹微纤的稳定性较大,材料韧性较好。HDPE静态拉伸断面显微结构显示,HDPE2480的银纹微纤尺寸大于HDPE4801,导致两者断面弧形巢尺寸和弧形巢内粗糙度的不同。     

温度对退火态6.5%Si—Fe热轧合金塑性的影响

本文研究了退火态6.5%Si-Fe热轧合金在不同温度下拉伸时的力学性能，并观察了拉伸断口形貌及退火态6.5%Si-Fe热轧合金的金相组织。结果表明，经750℃保温140min后，6.5%Si-Fe热轧合金的层状组织消除；其断裂模式随拉伸温度的升高迅速由理解断裂向韧性断裂转变；在200℃拉伸时，为纯解理断口，此时该合金即具有高达26%的延伸率；但是在200℃-400℃温区，延伸率未随温度的升高而显著增大，其断口形貌为解理 韧窝的混合断口；在500℃拉伸时，为纯韧窝断口，其延伸率可达43%。     

基于平台巴西劈裂试验下WC-Co硬质合金的动态响应与失效特性

为获取WC-Co硬质合金在动态拉伸加载下的力学性能和失效机制,设计了动态平台巴西劈裂试验。结果发现,WC-Co硬质合金具有典型的弹脆性特征,且断裂应变随着加载应变率的增加而略有增加。在一维应力波加载下,WC-Co硬质合金的动态抗拉强度随应变率的增加而增加,表明其应变率效应具有明显的正相关性,该效应的产生机制与典型陶瓷类材料是一致的,即由I型裂纹的亚临界扩展决定。对回收破碎试样进行微观形貌观察,发现平台圆盘中间位置处微观断裂模式主要为沿晶断裂,且在拉应力作用下形成韧窝断裂形貌;在靠近加载点位置区域,受多向应力作用,材料不仅存在韧窝断裂,在单个晶粒的局部劈裂表面还存在河流花样的解理断裂。宏观角度上,WC-Co硬质合金表现出明显的脆性特征,但微观角度却发现有局部塑性变形特征。     

钢解理断裂应力的测量和物理意义

用二维平面应变有限元计算了不同尺寸四点弯曲（4PB）缺口试样缺口前的应力分布。通过测量解理起裂源的位置，精确测定了一种钢的细观解理断裂应力和σ1和宏观理解断裂应力σF。结果表明，σF的测量比σf更简单和方便，σf的值可以用σF估计。随试样尺寸的增加，σF和σf的值基本不变，σF的分散性不于σf。稳定的σF和σf的下限值可以用比Griffit-Owen试样尺寸大的试样测得。σf可精确用于细观解理断裂机理的分析，并表征了钢的本质韧性。建议σF作为一个潜在的工程参数，用于钢的理解断裂韧性评价和结构安全设计。     

加载速率对锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的影响

为探究加载速率对锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的影响,开展16根RC梁(质量损失率0%～8.7%)在不同加载速率(0.5～300 mm/min)下的粘结性能测试,据此提出考虑加载速率和钢筋锈蚀影响的粘结强度计算公式,并开展锈蚀钢筋混凝土梁粘结力学行为的数值模拟,分析高加载速率(30～30 000 mm/min,应变率10^-4～10^-1s^-1)下锈蚀梁的粘结滑移力学行为。研究表明：(1)加载速率对锈蚀钢筋混凝土梁式试件的粘结应力-滑移曲线形状以及粘结强度与残余粘结强度的比值影响不大;(2)随着加载速率的增加,锈蚀钢筋与混凝土的粘结强度和残余粘结强度显著增加,粘结区应力峰值显著增加并逐渐向加载端靠近;(3)本工作提出的考虑加载速率和钢筋锈蚀影响的粘结强度计算公式在0.5～30 000 mm/min的加载速率范围内有很好的适用性。     

省煤器管开裂原因分析

对省煤器开裂管进行了化学成分及宏、微观分析。分析结果表明，在高温高压条件下，在其焊缝溶合区出现粗大的魏氏组织，管材中的珠光体组织产生了不同程度的球化，而母材组织又存在严重的带状组织。在过热条件下熔合区极易出现裂纹，并由此快速扩展，造成省煤器管开裂。     

模拟拉延筋的镀锌薄钢板锌层粘附性试验方法的研究

基于现有拉延筋试验机，结合汽车厂冲压实际，研制、开发了测定镀锌钢板锌层粘附性的模拟拉延筋的模具，研究了试验条件对试验结果的影响。在此基础上，制定了镀锌钢板锌层粘附性试验规范，并对常用镀锌钢板的锌层粘附性进行了测定，为镀锌钢板的研究和在汽车上的应用提供了依据。     

关于韧性断裂特征距离的研究

根据钝裂纹顶端的应力分布以及韧性断裂的过程,定义了韧性断裂的特征距离,并由此得出了特征距离与伸张区宽度及韧窝直径的关系:当伸张区宽度不太大时,特征距离在数值上与伸张区宽度相当,而且是韧窝直径的倍数。     

聚焦离子束系统中离子枪的优化设计

叙述了聚焦离子束离子光学系统中离子枪的优化设计，采用复合形法进行优化设计后的离子枪，其发射性能、光学性能和工作寿命都显著提高。     

导电高分子材料在隐身技术中的应用

隐身技术是一项跨学科的综合技术，它涉及到电磁、材料、能量转换、信息处理等学科和技术。本文简单介绍了材料隐身的隐身机理及材料隐身技术对材料的要求，说明了导电高分子材料是隐身材料的优选材料之一，综述了导电高分子材料在雷达隐身、红外隐身技术中的应用。     

影响热分离机等熵效率的主要因素及改进方法

根据多年来实验研究和推广应用,综合分析了影响旋转式热分离机效率的若干因素,并就脉冲管各主要能量损失与结构参数、运行参数之间的相互关系进行了讨论,提出了改进措施,同时在实验的基础上导出了最佳管长的半经验公式。     

新型化工环保材料制品——木塑托盘的技术分析及市场前景

随着市场对木质托盘的需求日益增加 ,为解决木材资源短缺 ,迫切需要一种木质材料替代物。本文介绍了木塑托盘制品的特点及其广阔的市场前景。     

实验室间比对结果分析统计方法的探讨

对实验室间比对结果分析的统计方法进行了探讨。比较了常用的统计方法——稳健统计法和经典统计法的计算过程，对几次实验室间的比对结果分别用这两种统计方法进行了分析，同时结合格拉布斯检验法对离群值进行判断，从而探讨了两种统计方法的适用范围。认为当比对数据较多时，可采用稳健统计法给出严格的评价结论；当比对数据较少时，应先利用格拉布斯检验法对离群值进行剔除，同时要考虑方法标准或产品标准规定的允许误差，然后对余下的数据用经典统计法进行分析和评价。     

填充HDPE复合材料基体结晶形态的控制因素

本文以HDPE/玻璃微珠和HDPE/CaCO₃体系为研究模型,通过扫描电镜、红外光谱、偏光显微、小角激光散射和材料力学性能实验等方法考察了这两种体系的界面粘结性、填料含量、粒径及试样成型冷却速率等与其材料性能及基体结晶形态变化间的关系。实验结果表明;在复合材料试样成型过程中,因基体树脂冷却收缩而产生的界面应力可干扰基体中球晶的生长环境,应变诱导填料颗粒周围基体树脂的结晶,促使其表面伸展链晶体结构的形成,并由此而明显改变了复合材料的耐热性;复合材料的界面粘结性是产生这种应变诱导作用,并控制异相结晶的关键。     

铁电制冷回热循环的制冷系数和制冷率

计算了铁电制冷回热循环的制冷系数和制冷率 ,并指出有关文献中的错误