电爆炸高速喷涂新技术研究

利用电爆炸方法 ,研制了高速喷涂金属涂层的装置。提出了脉冲加热电流的简化计算公式 ,并将理论值和实测结果进行了比较。以 1Cr18Ni9Ti钢为喷涂原料进行了高速喷涂实验。实验表明 ,涂层的平均晶粒直径小于 10 m。当电容器初始电压高于某一值时 ,涂层与基体结合面处形成了比涂层晶粒尺寸更为细小的过渡层。涂层的硬度值与喷涂前的原始硬度值相比显著提高。     

爆炸压涂制备铜涂层的性能

利用爆炸压涂技术在铜基板上制备了较大面积的铜涂层,详细阐述了爆炸压涂技术的工艺。利用光学显微镜、扫描电镜观察了铜涂层的微观组织结构,涂层的厚度为280μm,用截线法在涂层的显微结构图上测得其孔隙率为约2%,利用显微硬度计测量了涂层的显微硬度h_V0.05=114,还利用能谱分析测量了粉末和涂层中各元素的质量分数,实验前后元素的组成成分基本没有发生变化。爆炸压涂制备的铜涂层具有较好的均匀性和致密性,铜粉末在形成涂层的过程中不会发生氧化现象。     

巴基管增强镍基自熔合金喷涂层在油润滑条件下的摩擦磨损特性

采用氧乙炔火焰喷涂法在45#钢表面制备巴基管增强镍基自熔合金复合喷涂层,并利用激光对所得喷涂层进行重熔处理,用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析复合涂层组织结构,在MHK-500型摩擦磨损试验机上测定了油润滑条件下涂层的摩擦学性能.结果表明:激光重熔巴基管增强镍基合金喷涂层均匀、致密且与基体结合牢固;巴基管可以显著提高镍基自熔合金涂层的硬度和在油润滑条件下的耐磨性能,当复合涂层中巴基管质量分数为0.5%时,其耐磨性最佳;巴基管对复合涂层的减摩效果不明显.     

含WC陶瓷相电弧喷涂层耐磨粒磨损性能的研究

采用电弧喷涂含WC-CoNi金属陶瓷粉末的粉芯丝材,在低碳钢基体上制备铁基复合涂层,采用MLS-225型湿砂橡胶轮磨损试验机评价铁基复合涂层的耐磨粒磨损性能,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对涂层的显微组织结构、磨损表面及其相组成进行分析.结果表明:含WC陶瓷相涂层的耐磨粒磨损性能较好,相对Q235钢提高约9倍;当粉芯中WC质量分数低于25%时,随着WC含量增加,涂层的硬度和耐磨性增加;当粉芯中WC质量分数超过25%后,涂层的耐磨性有所下降;电弧喷涂含WC陶瓷相涂层的磨损机制主要为硬质相的脆性剥离和轻微的塑性切削,在磨粒磨损条件下硬度较低的金属基体先磨损,硬度较高的WC和Fe3B硬质相起到阻止石英砂磨损的作用,从而降低了涂层的磨损.     

Nano-Ni粉体对Fe/WC涂层组织和性能的影响

在Fe/WC喷涂材料中添加不同量的Nano-Ni粉体,采用亚音速火焰喷涂技术在Q235基体上制备涂层,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等设备进行显微组织、表面形貌观察及物相分析,利用MM-W1磨损试验机和HXD-1000TM型显微硬度仪对涂层的性能进行测试.结果表明:Nano-Ni粉体可以细化涂层组织,提高涂层的致密性,随着Nano-Ni粉体添加量的增大,相应的力学性能均得到提高,在涂层形成过程中Nano-Ni粉体与喷涂材料中的其他成分形成了一些新相,如Fe-Ni固溶体和CeNi3,这些新相为改善涂层组织和提高涂层的力学性能起到积极作用.     

Al2O3—40%TiO2和Cr2O3等离子喷涂层的摩擦磨损特性

研究了AC4C铸铝合金表面等离子喷涂Al2O3-40%TiO2和Cr2O3陶瓷粉末涂层的滑动摩擦磨损特性;采用划痕试验方法测定了涂层与基体之间的结合强度;用扫描电子显微镜观察分析了磨痕形貌和涂层显微组织特征.研究结果表明:Cr2O3涂层的摩擦学性能优于Al2O3-40%TiO2涂层;涂层的结合强度、硬度和表面空隙对磨损影响较大;Al2O3-40%TiO2涂层的磨损机理主要表现为塑性变形和层状剥离;而Cr2O3涂层则主要为磨粒磨损     

Cr12MoV钢表面磁控溅射Ti/TiN涂层的摩擦磨损性能研究

采用非平衡磁控溅射方法在Cr12MoV钢表面制备了厚度约为3 μm的Ti/TiN涂层,测定了涂层的显微硬度,并通过划痕试验和摩擦磨损试验考察了涂层同基体的结合强度及其摩擦磨损性能.结果表明:Ti/TiN涂层能够显著提高Cr12MoV钢的表面硬度和承载能力;涂层同Cr12MoV钢基体的结合强度较高,划痕临界载荷高于60 N;与此同时,磁控溅射Ti/TiN涂层可以显著改善Cr12MoV钢的耐磨性能.这是由于磁控溅射Ti/TiN涂层硬度高且与Cr12MoV钢基体的结合强度较高所致.     

Fe基非晶纳米晶电弧喷涂层的摩擦学性能

采用自动化高速电弧喷涂技术在AZ91镁合金基体上制备了FeCrBSiMnNbW非晶纳米晶涂层.研究了涂层材料在干摩擦条件下的摩擦学性能.采用配备有能谱分析仪（EDAX）的扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对涂层的微观组织结构进行了表征.采用显微硬度计和纳米压痕仪对涂层的力学性能进行了分析,摩擦磨损试验在UMT-2型摩擦磨损试验机上进行,并采用三维白光干涉表面形貌仪（Phase Shift MicroWAM-3D）测定磨损量.结果表明：涂层组织均匀、结构致密、氧化物含量低,涂层主要由非晶相和纳米晶相组成;涂层具有较高的硬度和弹性模量;在相同的试验条件下,非晶纳米晶合金涂层的相对耐磨性是传统3Cr13涂层的3倍;磨损机制主要为典型的脆性剥落.     

电弧喷涂铁基非晶涂层的磨粒磨损性能研究

用电弧喷涂技术在Q235钢基体上制备一种高非晶含量的Fe基合金涂层.用MLS-225型湿砂橡胶轮磨损试验机评价铁基复合涂层的磨粒磨损性能,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对涂层的显微组织结构、磨损表面进行分析.结果表明,涂层中含有一定量的非晶相,通过Verdon方法对XRD图谱进行Pseudo-Voigt函数拟合,计算得出涂层的非晶相含量约为49%.涂层呈典型的层状组织结构,结构致密,孔隙率低,具有很高的硬度和耐磨性,显微硬度在HV900~1 050范围内,属于硬质涂层.涂层耐磨粒磨损性能为Q235钢的12.2倍.其磨损机制主要为脆性剥落.     

涂铁基非晶涂层的磨粒磨损性能研究

用电弧喷涂技术在Q235钢基体上制备一种高非晶含量的Fe基合金涂层.用MLS-225型湿砂橡胶轮磨损试验机评价铁基复合涂层的磨粒磨损性能,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对涂层的显微组织结构、磨损表面进行分析.结果表明,涂层中含有一定量的非晶相,通过Verdon方法对XRD图谱进行Pseudo-Voigt函数拟合,计算得出涂层的非晶相含量约为49%.涂层呈典型的层状组织结构,结构致密,孔隙率低,具有很高的硬度和耐磨性,显微硬度在HV900~1 050范围内,属于硬质涂层.涂层耐磨粒磨损性能为Q235钢的12.2倍.其磨损机制主要为脆性剥落.     

Non-linear strain rate dependent micro-mechanical composite material model for finite element impact and crashworthiness simulation

The present study aims at implementation of a strain rate dependent, non-linear, micro-mechanics material model for laminated, unidirectional polymer matrix composites into the explicit finite element code LSDYNA. The objective is to develop an accurate and simple micro-mechanical, rate dependent material model, which is computationally efficient. Within the model a representative volume cell is assumed. The stress-strain relation including rate dependent effects for the micro-model is derived for both shell elements and solid elements. Micro-failure criterion is presented for each material constituent and failure mode. The implemented model can deal with problems such as impact, crashworthiness, and failure analysis under quasi-static loads. The developed material model has a wide range of applications such as jet engine jackets, armor plates, and structural crashworthiness simulation. The deformation response of two representative composite materials with varying fiber orientation is presented using the described technique. The predicted results compare favorably to experimental values.     

NEWTON'S THEOREM WITH RESPECT TO A LOT OFCENTERS AND THEIR APPLICATIONS

ＮＥＷＴＯＮ＇ＳＴＨＥＯＲＥＭＷＩＴＨＲＥＳＰＥＣＴＴＯＡＬＯＴＯＦＣＥＮＴＥＲＳＡＮＤＴＨＥＩＲＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ￥(桂祖华)ＧｕｔＺｕｈｕａ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓｏｆＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏｔｏｎｇＵｎ...     

Oscillatory and simple shear flows of a flour-water dough: a constitutive model

We reported some dynamic and viscometric data on an Australia strong flour-water dough. In oscillatory shear flow experiments, we found the linear viscoelastic strain limit is extremely low, of O(10^–3), consistent with other published data on doughs. The relaxation spectrum derived from the dynamic data is broad, indicating the blend nature of dough. In the start-up of a simple shear flow, we found the shear stress increases nonlinearly with time to a peak value and then decreases rapidly, with no steady-state response. The concept of steady-state viscosity is not very meaningful here, unless the strain at which the measurements are taken is also specified. The stress peaks are strain-rate dependent; but they occur at a strain of O(10), for the strong flour/water dough used, over four decades of strain rates. The experimental data were used to construct a phenomenological model for dough, consisting of an hyperelastic term (representing the elastic gluten network of permanent cross-linked long chain polymers), and a viscoelastic contribution (representing the suspension of starch globules and other long-chain components in dough that are not parts of the permanent cross-linked gluten network). The model predictions compared favourably with experimental data in oscillatory and shear flows.     

材料力学教学中的人物与事迹

通过讲述与引申几位在《材料力学》教材中出现的人物事迹,展示充分利用人物背景在《材料力学》教学上的意义,以及如何培养学生的意志品质.     

轴向扩散不可压饱和多孔弹性梁的拟静态弯曲

建立了横观各向同性不可压饱和多孔弹性梁拟静态弯曲的数学模型,并给出了一般的求解方法。作为例子,研究了端部不同渗透条件对梁中点承受突加常集中载荷作用的饱和多孔悬臂梁拟静态弯曲的影响,给出了挠度和孔隙流体压力等效力偶沿梁轴线的分布以及随时间的响应曲线。结果表面:端部渗透条件对饱和多孔弹性梁的弯曲行为有显著的影响,梁的弯曲挠度既可随时间单调递增、亦可单调递减,其性态依赖于梁端部的渗透条件。同时发现不同于经典单相弹性梁,由于孔隙流体压力的作用,不承受载荷作用的梁段亦发生弯曲,并且Man-del-Cryer效应亦存在于不可压饱和多孔弹性梁的拟静态响应中,这些结果有助于揭示传热管道、植物根茎等力学行为的机理。     

微重力场中液体在带隔板球腔内的晃动

本文讨论微重力场中带球面隔板的球腔内液体晃动问题。选择Legendre函数作为Ritz方法的基函数,计算液体的自由晃动及腔体横向振动激励的受迫振动。计算结果表明,自由晃动频率随隔板位置的下降而趋于升高。液体晃动的动力学效应可用等效的质量—弹簧系统模拟。     

空气冲击波在坑道内走时规律的实验研究

介绍了内爆炸试验的发展及现状,通过实验研究建立了可以对高能炸药在坑道内爆炸的空气冲击波到时进行预计的公式。该公式适用于爆点在固定横截面的直通道口外、口内及口部处爆炸的情况。利用该公式可以求出空气冲击波在坑道中传播速度的变化。     

曲棍球运动物理性质的实验测定

本文对曲棍球运动中一些物理性质进行了实验测定,并给出了结果.主要包括有棍的质量、重心、转动惯量和撞击中心(即击球区和握棍区的关系问题),球的质量和直径,以及棍和球碰撞时的恢复系数等.这对今后曲棍球运动的深入研究,提供了定量的基础.另外在处理实验数据方面提出了一些适合于实际情况的修正公式.     

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通过对拉压杆概念的回顾以及出现在教科书中几个实例的分析，一方面 说明规范化载荷平衡分析的必要性，另一方面展示杆件分析类型的标准与意义.