6H-SiC脆性切削声发射响应的分子动力学研究

采用分子动力学方法研究了6H-SiC脆性切削的声发射响应。研究了原子尺度下6H-SiC的微变形和裂纹形核,同时对加工过程中的声发射源进行了识别,分析了其相应的声发射特征。结果表明,6H-SiC在77 nm切削深度下的脆性变形过程简单但不寻常;在6H-SiC切削过程中位错不会连续扩展,变形后的工件在刀具挤压作用下被分割成块,并由位错的快速扩展引发裂纹。对于影响声发射源特征的因素研究发现：初始压应力会导致声发射功率的下降;频率-能量分析中可见的3种声发射源分别是晶格振动、位错扩展和裂纹扩展。此外,在1 K温度下,2次明显的位错传播的声发射响应比晶格振动具有更高的频率特性,但总能量水平最低。相反地,裂纹扩展的声发射响应具有更为明显的频率分布特性和能量特性。     

PE-HD/BF/PE-g-MAH复合材料的力学性能和热性能

采用10 %（质量分数,下同）的NaOH碱溶液处理竹纤维（BF）,用双螺杆挤出和注射成型的方法制备了高密度聚乙烯（PE-HD)/BF和PE-HD/BF/马来酸酐接枝聚乙烯（PE-g-MAH）复合材料,用扫描电子显微镜和热失重分析仪观察和表征了材料的形貌和热稳定性, 测试了力学性能、流动性能和热变形温度。结果表明,碱处理可提高BF的热稳定性;碱处理的BF使PE-HD的刚性、弯曲强度和热变形温度提高,但导致拉伸强度、冲击韧性、熔体流动性和热稳定性下降;添加PE g MAH能改善BF与PE-HD基体之间的界面结合,添加5 % PE-g-MAH可同时提高PE-HD/30 % BF复合材料的拉伸、弯曲和冲击性能以及热稳定性和热变形温度,而且复合材料具有较好的流动性,可满足注射成型的要求。     

基于内聚力模型的 γ-TiAl合金中 γ/γ 界面裂纹扩展的多尺度模型

通过建立多尺度模型预测γ-TiAl合金中裂纹的扩展行为。利用分子动力学（MD）建立了真孪晶（TT）γ/γ界面模型,得到了界面内聚力区域（CZM）的本构参数;采用Voronoi方法生成了多晶γ-TiAl合金介观模型,将CZM本构参数耦合到该模型中,得到了对应的不含缺陷、含钝裂纹和钝裂纹+中心空洞缺陷的临界应力断裂云图,利用几何相似性平均了多晶模型和整体裂纹拉伸关系曲线并分析了γ-TiAl合金的损伤机理;根据连续介质假说建立了宏观有限元模型（FEM）,通过对紧凑拉伸试样模拟给出了力-位移曲线并得到了材料的断裂韧性。最后,将宏观有限元模拟得到的裂纹扩展行为与实验结果进行比较,验证了该模型的有效性。结果表明：在晶粒数比例相同的情况下,缺陷对整个近γ结构的强度有着显著的敏感性,同时该多尺度方法可以有效地连接不同尺度并预测裂纹的扩展。