SiC_f/Ti-6Al-4V复合材料叶环应力及超转失效的有限元分析(英文)

建立钛基复合材料叶环三维循环对称有限元模型,分析其应力分布和超转失效。重点研究纤维体积分数、增强面积、热残余应力及2种不同温度对叶环应力分布的影响。通过分析在一系列转速下叶环的环向应力得到其极限转速。结果表明:在2种不同温度下,纤维体积分数和增强面积对叶环应力的分布和大小影响不同。研究结果为叶环的结构设计提供了一定的建议。当考虑热残余应力时,在较高的温度下,较大的增强面积对叶环的设计是有利的。     

CVD法SiC纤维沉积过程的正交试验研究

采用正交设计方法对CVD法制备SiC纤维的工艺过程进行了分析和研究.在CVD法SiC纤维沉积过程中,主要考虑了5种工艺因素和4个水平,计算了不同工艺因素务件下的方差,分析了各自影响的显著性.找出影响SiC纤维抗拉强度工艺因素的主次顺序,并讨论了主要工艺因素对沉积过程的影响机理.     

静电纺丝法制备SiC纳米纤维的研究进展

SiC纳米纤维具有许多优良的性能,如低的热膨胀系数、高的比表面积、高强度以及高的热稳定性和热导率。静电纺丝法制备SiC纳米纤维被认为是最简单最通用的方法之一,并成功应用到了力学、电学、光学、热学等多个领域。对静电纺丝原理和装置,静电纺丝法SiC纤维的制备和影响因素进行了全面详细的介绍和归纳,并对纤维的二级结构做了简短的介绍,最后对SiC纤维未来的研究方向和应用提出了个人观点。     

SiC纤维增强Ti基复合材料界面反应化学动力学研究

通过建立SiC纤维增强Ti基复合材料界面反应化学动力学模型,运用量子化学理论计算速率常数和活化能,揭示SiC纤维增强Ti基复合材料界面反应机理．研究显示,原子Ti,C,Si分别从Ti基体和SiC纤维分解反应的第一步骤为动力学控制步骤,其活化能远远大于界面反应产物生成的第二步骤的活化能,理论预测与实验结果吻合很好．     

Fatigue Behavior and Damage Evolution of SiC Fiberreinforced Ti-6Al-4V Alloy Matrix Composites

研究SiC纤维增强钛基复合材料(SiCf/Ti-6Al-4V)室温疲劳行为和损伤演化机制。疲劳试验条件:载荷控制、应力比0.1和加载频率10 Hz。采用疲劳断裂试验建立最大加载应力为600~1200 MPa内SiCf/Ti-6Al-4V的S-N曲线。采用疲劳中止试验以及SEM显微分析研究应力水平对SiCf/Ti-6Al-4V疲劳损伤演化的影响。结果表明,SiCf/Ti-6Al-4V疲劳损伤萌生模式与演化过程与应力水平密切相关。在高应力水平(Smax=1000 MPa),纤维开裂是主要损伤萌生模式。一旦2或3根纤维断裂后,纤维裂纹和基体裂纹开始联接并形成宏观扩展裂纹。在中等应力水平(Smax=800 MPa),基体裂纹萌生与扩展是主要损伤模式。多条基体裂纹萌生于试样外表面棱边和离外表面附近试样内部开裂的纤维基体界面处。基体裂纹均沿垂直于加载方向扩展,且大部分纤维未断裂并纤维桥接基体裂纹。在低应力水平(Smax=600 MPa),仅在C涂层和界面反应层之间和C涂层内部观察到局部界面脱粘现象。     

SiC纤维增强Ti-6Al-4V复合材料的疲劳行为及损伤演化研究（英文）

研究SiC纤维增强钛基复合材料(SiCf/Ti-6Al-4V)室温疲劳行为和损伤演化机制。疲劳试验条件:载荷控制、应力比0.1和加载频率10 Hz。采用疲劳断裂试验建立最大加载应力为600~1200 MPa内SiCf/Ti-6Al-4V的S-N曲线。采用疲劳中止试验以及SEM显微分析研究应力水平对SiCf/Ti-6Al-4V疲劳损伤演化的影响。结果表明,SiCf/Ti-6Al-4V疲劳损伤萌生模式与演化过程与应力水平密切相关。在高应力水平(Smax=1000 MPa),纤维开裂是主要损伤萌生模式。一旦2或3根纤维断裂后,纤维裂纹和基体裂纹开始联接并形成宏观扩展裂纹。在中等应力水平(Smax=800 MPa),基体裂纹萌生与扩展是主要损伤模式。多条基体裂纹萌生于试样外表面棱边和离外表面附近试样内部开裂的纤维基体界面处。基体裂纹均沿垂直于加载方向扩展,且大部分纤维未断裂并纤维桥接基体裂纹。在低应力水平(Smax=600 MPa),仅在C涂层和界面反应层之间和C涂层内部观察到局部界面脱粘现象。     

TC4钛合金绝热剪切带的微观组织及织构

应用电子背散射衍射技术(EBSD)研究TC4钛合金绝热剪切带(ASB)的微观组织及其织构演化。原为等轴组织的小圆柱试样用Gleeble-3500热模拟试验机以相对低的应变速率热压缩获得ASB。结果表明,试样组织由基体、过渡区和ASB组成。基体为等轴α晶粒和晶粒间的β相;过渡区为内部包含亚晶的1~4μm宽的拉长组织;试样中心ASB由0.2~0.7μm的再结晶晶粒组成;接近试样边缘ASB存在剧烈拉长的条状组织、大量的亚晶和再结晶晶粒。极图表明,基体具有较强的{0001}1010织构;过渡区包含{1010}1120和{1122}1123织构;中心ASB没有取向集中;接近试样边缘ASB为{1120}1010织构。     

碳前驱体热解机理的理论研究──反应能量、自由基的轨道能级及相对稳定性

运用Gaussian98程序包中的AM1方法,通过对间二甲苯系列化合物设定的8种热裂解过程的反应能量、生成自由基的轨道能级、自由基的相对稳定性的量子化学理论计算,研究了间二甲苯系列化合物的热反应活性及热解机理,计算结果表明：（1）各反应物的主反应路径均是苯环上甲基C－H键首选断裂,该结论与实验结果一致;（2）各反应物之间的热反应活性由大到小顺序为：C8H9OH（d1）＞C8H9SH（d2)＞C8H10（a)＞C8H9CN（d3)。同时亦说明,自由基前线轨道能差及生成自由基的相对稳定性和热力学等理论参数一样,亦适合于研究间二甲苯系列反应物的热解机理和热反应活性。     

对有序β′CuZnAl合金贝氏体相变的体转变激活能的考察

由于β′Cu-ZnAl 合金亚稳贝氏体α_1在“过退火”时“退化”为稳定的平衡相α,而使得转变组织不单一。但在贝氏体楣变温区,当转变体积分数(x)不超过10%时,可保证获得单一的贝氏体α_1。因此,计算贝氏体相交的体转变激活能必须使 x≤10%,取 x=5%,所得激活能值为56.4kJ/mol,仅约 Zn 在β′母相中扩散激活能的1/3。因而不能认为贝氏体相变仅仅为一扩散控制的过程。     

BT20钛合金大锻件的热处理

为解决BT20钛合金大锻件在正常温度退火后强度不够的问题，对其进行了不同的热处理试验，发现BT20钛合金的强度随退火温度的升高而增加，塑性随退火温度的升高略有降低，二次退火对其强度和塑性影响不明显，淬火时效处理后合金的强度很高。金相观察表明，退火中发生了相成分的变化，退火温度增高，等轴α相减少，转变β组织增多。结果表明，适当提高退火温度有利于强度的提高。