文哈贝壳多级微结构特征及螺旋交叉微结构的韧性机制

使用扫描电镜(SEM)观察了文蛤贝壳的微结构.结果显示:文哈贝壳是一种由无机霰石和有机胶原质组成的多级生物陶瓷复合材料.贝壳由平行的霰石层组成,每一霰石层由长而薄的霰石片所组成,每一霰石片又是由直径在纳米尺度的霰石纤维组成;在不同霰石层中的霰石纤维具有不同的方向,它们构成一种螺旋交叉微结构.对螺旋交叉微结构和平行微结构进行了与材料断裂韧性有关的最大拔出力的比较分析,结果表明:螺旋交叉微结构的最大拔出力明显大于平行微结构的最大拔出力,螺旋交叉角越大,拔出力的差值也越大.     

板坯连铸结晶器冷却铜板的温度场分析及结构优化

采用结构分析有限元软件ABAQUS对具有不同冷却系统的两种结晶器在工作过程中的稳态温度场进行了模拟。在所采用的热材料参数和边界条件尽町能符合实际条件下。证明了采用新的设计可获得较理想的温度场分布。其结果对连铸结晶器的设计及优化、提高结晶器寿命和改善板坯质量具有指导作用。     

胫骨羟基磷灰石片平行纳米结构

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的生物陶瓷复合材料,其增强相羟基磷灰石平行于骨的表面以层状的形式排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多长而薄的羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片也平行排列,且其厚度具有纳米的尺度.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片平行纳米结构,建立模型,研究了其最大拔出能.结果表明羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

蛤蜊壳的层状微结构与陶瓷/聚合物复合材料的仿生研究

对蛤蜊壳的扫描电镜实验观察表明蛤蜊贝壳主要是由无机质的文石和有机质的蛋白质两相材料构成,其构成方式是文石和蛋白质的薄片交替层状的组合.观察也发现在蛤蜊壳中存在弯曲的文石薄片等结构特征.用文石纤维拔出的概念分析说明了蛤蜊壳高断裂韧性的原因.     

金龟子外甲壳的螺旋纤维管道微结构

通过扫描电镜观察了金龟子甲壳内部的微观结构,发现其基本材料是一种几丁质纤维增强角质化蛋白质的复合材料,其纤维铺层平行于甲壳的表面,在甲壳中存在刺状纤维及螺旋纤维管道等独特微结构.通过模型分析了螺旋纤维管道的最大拔出力,结果表明螺旋纤维管道微结构对保持功能元件的强韧性有重要作用.     

翼子板零件冲压成形过程模拟

讨论了企业对冲压成形技术的基本要求和现阶段冲压成形过程模拟与实践知识结合对企业冲压生产所可能提供的支持,以及应用冲压成形模拟方法时所涉及的一些问题;并结合模具的调试过程对外覆盖件翼子板的成形过程进行了模拟。     

生物自然复合材料的结构特征及仿生复合材料的研究

经过若干世纪的选择进化, 生物自然复合材料昆虫外甲壳的细观结构高度优化, 使其具有种种优良的性质。本文研究了昆虫外甲壳的细观结构特征, 这些结构特征为人工合成复合材料提供了一些有益的启示。按在昆虫外甲壳中发现的双螺旋铺层结构和纤维绕孔铺层结构, 用玻璃纤维和环氧树脂制备了仿生铺层复合材料, 比较实验表明, 仿生铺层复合材料比常规铺层复合材料有更高的强度和断裂韧性。      

工艺状态和应力水平对PD3钢轨钢接触疲劳寿命的影响

对ＰＤ３钢轨钢的接触疲劳寿命与其生产工艺和应力水平之间的关系进行了系统的实验研究和理论分析。结果表明,随着从热轧－离线感应全长热处理－在线余热全长热处理工艺改进过程的进行,ＰＤ３钢轨钢的接触疲劳寿命逐步提高;ＰＤ３钢轨钢的接触疲劳寿命与最大接触应力间存在负的幂指数关系;随着相对接触应力的提高,变形机制分别为弹性安定、塑性安定和棘轮效应。     

考虑塑性变形和相变耦合效应的NiTiNb记忆合金管接头装配性能模拟

基于考虑塑性变形和相变耦合效应的记忆合金(SMA)本构模型,对NiTiNb SMA管接头从扩径预处理到装配服役的全过程以及拉拔过程进行数值模拟。计算结果表明,由于相变和塑性变形的耦合作用,装配过程管接头内的von Mises应力、等效相变应变和等效塑性变形演化存在明显的规律。在一定尺寸范围内,随着扩径量的增加,拉拔力降低;不同壁厚尺寸配比的9种方案中,拉拔力随壁厚非线性变化,存在最优连接性能的方案;在室温变化范围内(0～40℃),服役环境温度对管接头连接系统的性能影响较小。随着临界相变应变的增加,管接头内的von Mises应力集中层由内侧向外侧移动,拉拔力在临界相变应变0.07～0.14的范围内逐渐增加。研究结果表明,接触时端部von Mises应力集中会显著增加系统的拉拔力。     

基于有限元方法的磁流变液微结构磁化及宏观力学特性分析

采用有限元软件ANSYS建立了磁流变液的单链力学模型,考虑颗粒的非线性磁化及磁化饱和过程,计算了单链的磁场分布,以及单链中颗粒数量对剪切力的影响。基于统计力学的方法,从磁流变液的微结构出发,利用Maxwell应力张量,得到了磁流变液的力学响应特性,计算结果能较好地描述有关实验现象,表明有限元方法可用于磁流变液实际问题的分析,这对新型高性能磁流变液材料的设计具有一定的指导作用。