针刺C/SiC复合材料拉-压疲劳特性与失效机理EI北大核心CSCD

研究了室温下针刺C/SiC复合材料的拉-压疲劳特性,并与其拉-拉疲劳特性进行了对比。结果表明:针刺C/SiC复合材料的拉-压疲劳强度略低于拉-拉疲劳强度;两种循环载荷下都存在迟滞现象,随着循环数的增大迟滞环不断右移,且偏斜程度和包围面积不断增大。采用扫描电子显微镜对失效试件的断口形貌和微观结构的观察表明:除了垂直于加载方向的基体开裂以及界面脱粘,拉-压循环加载下的细观失效机制还包括平行于加载方向的基体开裂以及层间的开裂。这些平行于加载方向的损伤使得纤维受力状态恶化,最终削弱了针刺C/SiC复合材料拉-压疲劳强度。     

纤维尺寸随机引起的复合材料性能分散性研究

本文采用Monte-Carlo方法模拟复合材料纤维尺寸的随机变化,得到几组材料截面图像.然后用像素划分网格作为通用单胞模型的输入,计算出复合材料性能的子样.最后用数理统计的方法处理数据得到材料性能的统计特性数据.对计算结果进行统计分析,结果表明:纤维尺寸的分散性对材料弹性性能的分散性影响比较大,三参数威布尔分布和正态分布较好地描述了E1、E2、G23和μ23等的分布情况.     

2D SiC/SiC复合材料电阻率对服役环境的响应特性

研究针对不同服役环境下2DSiC/SiC复合材料的电阻率特性进行了研究。从1300℃降至室温的无氧环境中,复合材料的电阻率随温度降低而增大;借助曲线拟合,建立了电阻率与温度之间的映射关系。在1300℃空气环境中氧化20和60 h后,由于PyC界面层和SiC基体的氧化,复合材料的导电性显著降低;以SiO₂的含量定量表征氧化程度,建立了电阻率与氧化损伤之间的映射关系。复合材料的电阻率和应力随应变的变化趋势相似,电阻率变化率和刚度随应变的变化趋势相反。在线性阶段,基体开裂数量极少,刚度几乎不变,电阻率缓慢增大;在非线性阶段,基体开裂数量增加较快,造成刚度降低,电阻率快速增大;后半段的基体裂纹数量缓慢增多,刚度和电阻率变化率趋于平稳。     

陶瓷基复合材料单纤维拔出过程分析

纤维埋入长度是单纤维拔出试验能否成功的关键因素之一,本文采用载荷位移曲线离散化方法将单纤维拔出过程离散为主要细观失效模式控制的不同阶段,建立了包含泊松效应影响的复合材料单纤维拔出力学模型,得到各阶段的载荷分布和位移分布。采用能量平衡失效准则建立了界面脱粘长度与外载荷的关系,针对SiC／RBSN陶瓷基复合材料,分析不同纤维埋入长度情况下,泊松比、界面摩擦系数等载荷位移曲线的影响。     

2.5维C/SiC复合材料经向拉伸性能

将微观尺度的强度预测模型与单胞尺度有限元模型相结合, 建立了2.5维C/SiC复合材料的双尺度强度预测模型。该模型首先计算微观尺度的应力-应变曲线以及最终失效时的力学性能, 然后将其带入单胞模型, 对不同边界条件下单胞模型的弹性模量进行折减, 统计单胞模型的平均应力与应变, 最后得到单胞尺度的应力-应变关系和最终失效时的力学性能。通过2.5维C/SiC复合材料常温和高温条件下的经向单轴拉伸试验, 得到了2.5维C/SiC复合材料经向拉伸过程的应力-应变曲线以及最终失效时的力学性能。结果表明, 理论分析结果与实验值基本一致, 验证了该方法的有效性。     

中国古代陶瓷文化艺术中蕴涵的体育文化探析

通过对古代陶艺作品的分析,梳理了我国民族传统体育部分运动项目的发展历程,展现我国古代陶瓷艺术中所蕴涵的丰富体育文化,这些记载了古代民族传统体育符号的陶艺作品,为今后研究古代的体育文化提供依据。     

总应变-应变能区分法

借鉴HALFORD和SALTSMAN发展总应变-应变范围区分法(TS-SRP)的经验,基于应变能区分法(SEP)建立总应变-应变能区分法(TS-SEP).类似于TS-SRP,TS-SEP同时反应了材料失效行为和流动行为两个方面的特征.通过材料循环流动行为的经验方程,建立弹性应变范围-寿命方程,然后与由SEP确定的非弹性应变范围-寿命方程相加,获得循环总应变范围与疲劳寿命之间的关系.寿命预测时,TS-SEP不需要区分非弹性应变分量,因此特别适应于非弹性变形较小的高强度、低延性材料,扩大了SEP的应用范围.通过Rene95和AF2-1DA两种镍基高温合金蠕变疲劳试验数据的初步验证,结果表明:TS-SEP比SEP具有更可靠的预测结果,对Rene95材料基本试验的预测精度有97.5%在2倍因子范围内,对AF2-1DA材料基本试验的预测结果全在2倍因子范围之内.对验证性试验,TS-SEP在四种方法(TS-SEP,TS-SRP,SEP和SRP)中具有最高的预测精度.     

定向凝固合金涡轮叶片的低周疲劳寿命研究

对某发动机DZ4定向凝固高温合金涡轮叶片进行了有限元应力分析，应力分析中考虑了发动机实际工作过程中的离心载荷和不均匀温度引起的热负荷。利用应力分析结果和该材料的疲劳特性计算了1次飞行起落过程造成的发动机低循环疲劳损伤和900h飞行的总损伤，根据损伤等效原理，确定了试验规定条件下与900h飞行等效的试验谱以及试验寿命折算为飞行小时寿命的计算公式。     

多层界面相对陶瓷基复合材料横向开裂的影响模拟

针对多层界面相对陶瓷基复合材料(CMCs)横向开裂行为的影响进行了细观有限元模拟。在代表体单元模型中,按照界面相各亚层的实际厚度建立多层界面相几何模型,然后赋予各亚层对应的组分材料参数,建立细观有限元模型。在此基础上,分别采用扩展有限单元法(XFEM)和内聚力界面模型来模拟CMCs中的开裂裂纹和脱粘裂纹,实现复合材料横向开裂过程的模拟。对单层BN界面相和(BN/Si C/BN)、(BN/Si C/BN/Si C/BN)两种多层界面相的模拟结果进行了对比。可以看出,所研究的Si C/Si C复合材料在横向载荷作用下,首先在纤维与界面相之间产生脱粘裂纹,脱粘裂纹扩展后引起外侧基体开裂,最终引起复合材料横向失效;与单层界面相相比,多层界面相将引起不同形态的脱粘裂纹,其横向开裂应变高于单层界面相,开裂位置也存在显著差异。     

3000t快锻机台车式加热炉综合性技术改造

针对快锻加热炉经过几十年使用所暴露出的缺陷，较详尽地分析了问题出现的原因，具体论述了改造的内容，结构设计的特点及改造后的效果。