高应变率下铸造镁合金AZ91的动态压缩性能及破坏机理

利用INSTRON准静态试验机和分离式Hopkinson压杆系统对铸造镁合金AZ91在不同应变率下进行压缩试验,研究AZ91镁合金在高应变率范围内(应变率6×102～1×104 s-1)的动态力学行为,并利用扫描电镜观察试样在不同应变率下破坏断口微观形貌的变化,探索应变率对破坏机理的影响.结果表明:室温下铸造镁合金AZ91具有明显的应变硬化性质;在准静态压缩过程中材料对应变率负敏感,当应变率达到7×103 s-1时,AZ91镁合金表现出明显的应变率敏感性;在准静态破坏和动态破坏下,材料断口的微观形貌具有很大不同.     

雷击过电压造成跳闸分析

<正>1案例2009年6月10日18:33,昌吉集控值班人员发现110 kV河源变电站110 kV 2#主变35 kV侧3502断路器跳开,35 kV电压显示为0,2#主变过流I、II段动作,动作时间为1.3 s,而当时河源变电站35kV有出线35 kV河神线运行,但35 kV河神线保护长时间启动但未动作出口。异常前运行状况,110 kV河     

基于π-π/H-键协同作用制备含芘小分子增强高韧性石墨烯纸

轻质高强且具备高韧性的石墨烯组装材料在抗冲击防护领域有着潜在的应用价值.在这项工作中,我们通过在还原氧化石墨烯层间界面交联1-氨基芘AP和1-芘丁酸PB共轭小分子,可以获得具有高导电、高韧性的超强复合石墨烯纸(AP/PB-GPs).结果表明,超过10μm厚度的复合石墨烯纸具有超高的平均韧性(~69.67±15.3 MJ m^-3),同时抗拉伸强度接近1 GPa;尤其在抗冲击性能方面,在高速弹道冲击速度下,仍然可以获得优异的比穿透能量吸收值(~0.17 MJ kg^-1).详细的界面和结构分析表明,界面增强是由相邻石墨烯层间与共轭分子之间的π-π相互作用和氢键连接共同决定的.尤其是石墨烯纳米片内的孔洞及边缘缺陷更有利于共轭小分子充分的吸附,这必然会使界面结合最大化,在连续高的加载应力下能够有效促进裂纹的偏转和塑性变形.密度泛函理论(DFT)模拟表明,石墨烯纳米片边缘的–COOH极性官能团与AP/PB分子表面的–NH₂、–COOH之间的耦合对氢键网络的形成起着关键作用.     

Investigation on experimental method of low-impedance materials using modified Hopkinson pressure bar

To increase the detectability of split Hopkinson pressure bar (SHPB) of low-impedance materials, modifications were conducted on traditional SHPB apparatus with a PMMA tube to output transmitted signal, and weak signals were further amplified by semiconductor strain gauges. Experiments on soft rubbers and cushioning foam materials were carried out. In order to analyze the accuracy of the experimental results, the stress equilibrium issues involved in the assumptions of SHPB were investigated. First, by way of re-constructing loading process of incident wave, the stress-strain curve was obtained, along with the stress equilibrium ratio of specimen. Secondly, the influences on the accuracy of stress-strain curves were investigated through the elastic modulus comparisons. And the results illustrate that the bilinear incident wave from experiments can ensure the stress equilibrium deformation of specimen after 2 normalized times, much sooner than ramp incident waves. Moreover, it even facilitates specimen deformation with a constant strain rate. The results confirm that the detectability of the modified SHPB can be down to tens kPa with enough accuracy level.     

光束抖动主动控制技术研究进展

光束抖动控制技术是提高机载激光系统光束瞄准、跟踪精度的关键技术,主要用于消除由随机振动和环境噪声扰动等引起的光束抖动问题。回顾了近年来国内外关于光束抖动控制技术的发展和现状,阐述了光束稳定技术、基于高性能快速反射镜的精跟踪控制系统、光束抖动控制算法等方面前沿的发展趋势和研究成果。     

常温下超细晶纯钛的制备及其力学性能

在等径通道角挤压法(ECAP)的基础上,通过对挤压试样的设计,提出一种铜包裹着钛棒的ECAP法,最终成功地制备了1、2、4道次超细晶钛,采用这种方法可以在很小的挤压力下实现UFG-Ti的制备。不但有效抑制了钛棒的碎裂,还避免了挤压杆失稳。通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)观察了各道次UFG-Ti的微观组织,并利用显微硬度计研究了其硬度变化。利用万能试验机和SHPB系统在不同应变率下进行了压缩试验。结果表明,常温下ECAP处理后纯钛的晶粒明显细化,力学性能显著提高,在准静态和动态压缩载荷作用下其流动应力(10%应变处)分别提升了71%和86%。最后研究了UFG-Ti的应变率敏感性,发现UFG-Ti的流动应力对应变率具有较低的依赖性。     

基于等径通道挤压法的超细晶铜动态剪切变形行为实验研究

采用等径通道挤压（ECAP）法制备了超细晶铜,分析其微结构的热稳定性及其对材料动态力学性能的影响。利用Hopkinson压杆及MTS液压伺服实验机对ECAP超细晶铜和原始铜帽型剪切试样进行应变控制加载,结合图像数字相关法及“冻结”回收试样的微观和X射线衍射分析,对其动态剪切变形行为及微观组织演化开展研究。结果表明：ECAP后的超细晶铜在准静态剪切下具有应变硬化特征,但在高应变率下剪切应力-剪切应变曲线呈软化特征;高加载率下产生动态再结晶的绝热剪切带是导致应变硬化率为负的原因;按塑性功计算的超细晶铜再结晶温度仅为325 K,因此超细晶铜在高应变率下易发生绝热剪切失稳变形现象。     

不同温度和应变速率下超细晶铝的力学行为

以99.9%的高纯铝为实验材料,利用等径通道转角挤压技术制备超细晶铝,研究其在77~473 K温度范围内的准静态和动态压缩力学性能,并研究晶粒细化对纯铝应变硬化行为及其温度和应变率敏感性的影响。结果表明:晶粒细化导致准静态压缩时纯铝应变硬化能力丧失,甚至在较高实验温度下出现应变软化。此外,材料力学行为的温度和应变率敏感性也显著升高。随着实验温度的升高,材料力学行为的应变率敏感性显著增大。     

连续等径通道挤压三维有限元模拟

利用三维有限元模型研究等径通道挤压工艺不同挤压路线的连续挤压过程对变形组织均匀性的影响.通过两次挤压后试样横截面等效塑性应变分布比较发现, 采用工艺路线C连续挤压两次所得的试样横截面的等效塑性应变分布似乎最均匀.但是根据不同挤压路线连续两次挤压后横截面变形分布特点推测,若采用挤压路线BC经过多次挤压后(挤压次数为4的倍数),试样横截面上的变形分布将是最均匀的,即最有利于得到微观结构均匀的超细晶材料,这一推测被四次连续挤压有限元模拟结果所证实.     

火工品高过载动态力学性能测试方法研究

采用Hopkinson压杆技术和装置测试了火工品高过载动态力学性能,通过改变波形调制器的材料、厚度和改变子弹长度可以控制速度脉冲的宽度,提高加速度脉冲的宽度.研究表明:引起破坏的加速度临界值不仅与加速度幅值有关系,而且与加速度脉冲宽度有很大的关系.采用间隔取点、速度平滑、加速度平滑及曲线拟合等方法可以使加速度的取值更加精确和可靠.运用LS-DYNA有限元进行模拟仿真,计算得到的加速度曲线与仿真结果相吻合.