基于孔隙演化的砂土冲击绝热关系研究EI北大核心CSCD

基于砂土多孔、含水的特性,对动载荷作用下孔隙演化对砂土冲击绝热关系的影响进行了研究。基于砂土基体的不可压缩假设,采用单个球形气孔等效模型和广义Mises屈服准则推导了砂土考虑孔隙压实的演化方程;根据冲击Hugoniot突跃条件和Grüneisen型方程,获得了砂土考虑孔隙演化的状态方程;根据混合物冲击波关系和孔隙演化状态方程,获得了砂土基体材料冲击绝热关系、干砂土和湿砂土冲击绝热关系,并与已有实验结果进行了对比。结果表明:计算得到的绝热线与实验数据吻合较好,该孔隙演化状态方程能够较为准确的反映动载作用下砂土的动态响应过程。     

空心球/Al多孔材料动态力学性能的预测

对体积分数约为60%～70%的铝基飞灰多孔材料(CAPM)的动态力学性能进行了理论分析.用有限元方法评价了CAPM等效弹性模量,并对模拟值进行了理论修正.结果显示理论预测值和实验值吻合相当好.利用ANSYS/LSDYNA有限元显示动力学分析软件,对CAPM的动态压缩进行了数值模拟.     

空心球/Al多孔材料动态力学性能的预测EI

对体积分数约为60%～70%的铝基飞灰多孔材料(CAPM)的动态力学性能进行了理论分析.用有限元方法评价了CAPM等效弹性模量,并对模拟值进行了理论修正.结果显示理论预测值和实验值吻合相当好.利用ANSYS/LSDYNA有限元显示动力学分析软件,对CAPM的动态压缩进行了数值模拟.     

钛纤维多孔材料压缩性能的有限元分析

借助ABAQUS软件的ABAQUS/CAE模块对经数字图像分析软件处理后抽象为金属格子的钛纤维多孔材料模型进行网格划分后并施加载荷进行压缩模拟。通过Von Mises屈服准则和各向同性强化准则,建立多个三维几何模型,研究了压缩过程的曲线形状和趋势,确定了钛纤维多孔材料的孔隙率,孔形状、分布,丝径等不同结构参数对压缩性能的影响规律。     

多孔金属钛/沸石复合膜材料的制备研究

用水热合成法在多孔金属钛孔隙内部多次晶化生长全硅-I型沸石，制备了多孔金属/沸石复合膜材料。用扫描电子显微镜观察到沸石多次生长过程中金属钛孔隙内分子筛形貌的变化过程。沸石的生长起始于孔隙内的金属表面，再次生长则从已生长的沸石表面开始，而且以纤细的条状晶体形态生长，最终填满整个孔隙，用该复合膜材料进行了初步的气体通透实验，确证沸石已在多孔金属的孔隙内实现连续生长。     

凝胶注模成型制备医用多孔钛植入材料及其性能

应用一种新的近净成型技术——凝胶注模成型技术，成功制备大尺寸、复杂形状医用多孔钛人造骨替代材料，并研究了凝胶注模成型工艺参数对浆料流动特性、坯体强度及烧结体孔隙、力学性能的影响。研究结果表明：预混液中有机单体的浓度、单体／交联剂比例以及固相含量是决定钛粉浆料表观粘度、Gelcasting坯体强度的重要参数；对于医用多孔钛植入材料的凝胶注模成型工艺，适合的顸混液单体浓度为30％（质量分数），单体，交联剂比例为120：1，浆料固相含量为34％（体积分数）；1100℃保温1．5h是凝胶注模成型多孔钛较为适合的烧结工艺路线；所制得孔隙度46．5％、开孔隙度40．7％多孔钛的抗压强度158．6MPa、弹性模量8．5GPa，与自然骨基本匹配，适合作为人造骨替代材料。     

粉末冶金法制备多孔金属钛免疫隔离材料

采用粉末冶金工艺制备出微米孔径且孔隙率较高的多孔钛免疫隔离材料，分析了压制压力、烧结温度等因素对多孔金属钛孔径及孔隙率的影响。试验结果表明，随着压制压力的提高，钛粉末烧结后平均孔径尺寸和孔隙率逐渐减小，孔隙分布和孔径尺寸较均一。烧结温度对多孔金属钛影响显著，随烧结温度的升高，平均孔径尺寸逐渐增大，孔隙率先略有上升后逐渐降低。     

皮革材料的动态力学行为

本工作利用动态力学方法研究了浸酸皮、铬鞣制皮、聚合物修饰皮的动态力学性能。结果表明动态力学-温度谱能够反映出皮革在加工过程中的结构变化信息,是研究皮革材料结构与性能关系的一种有效方法。     

生物医用多孔钛的表面仿生处理研究进展

介绍了钛作为生物医用材料的研究现状.针对多孔钛的结构特点,综述了当前生物医用材料的各种表面活化方法,如溶胶-凝胶法、预钙化处理法、碱热处理法、酸碱两步法等,总结了当前多孔钛表面改性和骨诱导机理的研究现状.     

钛掺杂有序多孔氧化锆的研究

利用表面活性剂辅助途径,水热条件下合成了含钛的有序多孔氧化锆．通过ＸＲＤ、Ｎ_２吸附、ＨＲＴＥＭ、ＵＶ－ＶＩＳ吸收光谱、Ｒａｍａｎ光谱等手段对不同按量的钛掺杂多孔氧化锆进行研究．结果表明,＜１５ｍｏｌ％的钛掺杂有利于提高材料的比表面积;钛掺量＜３０ｍｏｌ％时,钛能很好进入氧化锆骨架中,但随着掺量增加,孔道有序性降低．掺量＞３０ｍｏｌ％,多余的钛将以纳米晶ＴｉＯ_２形式析出．     

Material Properties of Titanium Diboride

The physical, mechanical, and thermal properties of polycrystalline TiB₂ are examined with an emphasis on the significant dependence of the properties on the density and grain size of the material specimens. Using trend analysis, property relations, and interpolation methods, a coherent set of trend values for the properties of polycrystalline TiB₂ is determined for a mass fraction of TiB₂ ⩾ 98 %, a density of (4.5±0.1) g/cm³, and a mean grain size of (9±1) µm.     

热等静压工艺参数对ZTC4钛合金力学性能的影响

为了使ZTC4钛合金铸件具有较优的力学性能,系统地研究了热等静压温度、时间、压力等工艺参数对ZTC4钛合金铸板力学性能的影响.结果表明:热等静压工艺参数变化对ZTC4钛合金室温拉伸性能、弯曲性能都有影响,其中对ZTC4钛合金伸长率的影响最为明显,但对冲击性能影响不显著.综合考虑各因素,在920℃/125MPa/2h热等...     

添加剂对石膏基固沙材料力学性能的影响

土地荒漠化是当今世界最严重的生态环境问题之一。采用石膏为主凝固材料,通过合理添加辅助材料,研究各辅助材料对固沙材料力学性能的影响。试验表明:固沙材料抗压强度均随沙粒、保水剂、木屑、SDS掺量增加而降低。以固沙材料抗压强度为主要评价指标,当沙粒掺量为30%、保水剂掺量为4%、木屑掺量为8%、SDS掺量为0.1%时,固沙材料抗压强度较为合适,此条件下抗压强度为3.73MPa;添加剂使石膏液相离子浓度、过饱和度均明显下降,二水石膏晶核数目变少、析晶速率变慢,导致晶体变大变粗,从针状转变为短柱状,从而使材料强度降低。该固沙材料对环境无污染,适合植物生长,在沙漠治理方面具有广阔应用前景。     

热处理对TC4钛合金显微组织和力学性能的影响

对TC4钛合金进行不同热处理工艺处理,并观察分析了不同工艺处理后TC4钛合金的金相显微组织。通过拉伸、示波冲击试验,分析研究了固溶处理和时效处理对TC4钛合金显微组织、力学性能和冲击韧性的影响。结果表明,TC4钛合金固溶时效后的组织由β基体和析出的α相组成,具有片层状β相和小针丛状α相组织可获得较高综合性能。断口ESEM分析表明断裂特征为韧窝状穿晶韧性断裂。     

不同含量POE增韧竹塑复合材料的力学和动态力学性能

为研究增韧剂聚烯烃弹性体(Polyolefin elastomer,POE)对竹粉/高密度聚乙烯复合材料(竹塑复合材料,BPC)的增韧作用,制备了高性能竹塑复合材料。在竹塑复合材料中分别添加不同含量的 POE 制备试样,对制备的试样进行力学性能测试和动态热力学分析。力学性能测试结果表明,随着 POE 含量的增加,竹塑复合材料的冲击强度明显增大,但拉伸强度和弯曲强度均减小,当 POE 含量为40%时,竹塑复合材料的冲击强度最好;动态热力学分析结果表明,随着 POE 含量的增加,竹塑复合材料的韧性增强,当 POE 含量为40%时,竹塑复合材料的韧性最强。     

船用TA5钛合金激光焊接接头组织和性能研究

采用IPG光纤激光器对8 mm厚的TA5钛合金进行激光自熔焊接,并对焊接接头的微观组织和力学性能进行分析。结果表明,激光焊接接头表面成形连续、均匀、无飞溅,内部无气孔和裂纹等缺陷。母材组织为细小均匀的等轴α相;焊缝区组织主要由粗大的β柱状晶粒、大量的针状马氏体α'以及少量的板条马氏体组成;热影响区组织主要由等轴α相、少量的针状马氏体α'和少量的残余β组成;在熔合线的边界,柱状晶粒与等轴晶粒联生结晶、外延生长,保证了焊接接头的稳定连接。焊接接头各区域的显微硬度差异较大,最高硬度出现在熔合线附近,焊缝区和热影响区的显微硬度明显高于母材的。对拉伸断裂部位进行观察,拉伸断裂发生在远离焊缝的母材处,这说明激光焊接接头的抗拉强度与母材等强或者略高于母材的,这与大量针状马氏体形成的网篮组织有直接的关系。     

ZTC4钛合金电子束焊接接头的组织及力学性能

通过室温拉伸试验、显微硬度测试和金相检验对ZTC4铸造钛合金电子束焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:焊缝区到母材的显微硬度逐渐降低,显微组织由细针状α+β基体过渡到板条状α+β基体;选择适当的焊接参数,可获得性能良好的ZTC4电子束焊接接头,其抗拉强度与母材相当,但不同试样性能数据较为分散,需对接头进行后续处理或提高原材料冶金质量以保证焊接接头性能的稳定性。     

基于实验的钛合金优化动态本构模型与有限元模拟

为确定钛合金材料的Johnson-Cook模型中5个待定本构参数,克服传统单因素分析法的弊端并提高参数识别效率和精度,采用拉丁超立方抽样、Spearman秩相关分析的参数敏感度整体分析方法,并在参数敏感度分析结果和基本遗传算法的基础上,建立了一种基于改进小生境算法、可疑峰值点判断策略和局域精确搜索技术的改进遗传算法,基于实验数据建立了精细的钛合金Johnson-Cook本构模型。采用隐式应力积分法将该模型嵌入到ABAQUS用户材料子程序UMAT中,并通过隐函数求导方法推导出一致切线刚度矩阵。通过ABAQUS有限元软件对钛合金材料的动态响应进行数值模拟分析,计算结果与已有的实验数据吻合良好,UMAT子程序的准确性得到验证,可用于钛合金材料的动态响应预测分析中。     

TiO2柱撑粘土纳米功能材料制备研究

聚合物粘土纳米复合材料从分子尺度上增强材料性能，使其具有优良的阻隔性能、阻燃性能和力学性能，从而成为一种令人注目的新材料。为使粘土在聚合物中在分子水平上均匀分散，我们通过大的聚核TiO2阳离子对粘土进行柱撑，小角XRD、BET以及TG-DTG等测试手段表明皂土经TiO2聚阳离子柱化后，热稳定性明显增强，在空气中50℃干燥比表面积为202m2／g，经500℃煅烧后为183m2／g，远远大于未柱化的原皂土(1lm2／g)，这些性能的改善有利于获得性能更为优越的聚合物粘土纳米复合材料。     

变形量对TC25钛合金饼坯组织和力学性能的影响

将Ф240 mm TC25钛合金坯料在T_β+25℃温度下保温一段时间后锻制成饼坯,研究20%、40%和60%三种典型变形量对饼坯的组织和拉伸力学性能的影响。结果表明,三种变形量的饼坯显微组织均由多个平直的束状α相互相交错形成网篮组织;随着变形量的增加,平直的束状α相减少,α相方向性减弱,长条α相尺寸减小;同时,随着变形量的增加,拉伸强度增强。