Al／Al2O3陶瓷基复合材料的研究

介绍了一种新型的Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３陶瓷基复合材料，讨论了该材料的烧结机理及界面结合性能，并分析了一些主要工艺因素对材料性能的影响。结果表明，助烧剂的加入是实现Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３陶瓷基复合材料在１０００℃烧强的关键，助烧剂及反应产物的粘－塑性流动是材料的主要烧结机理，并利用它在材料界面上形成过渡层的粘结作用明显改善了材料的界面结合性能，制造该材料的最佳工艺参数的，烧结温度１０００℃烧结时间３ｈ助烧剂的加     

超声振动铣削陶瓷基复合材料切削力模拟研究

针对陶瓷基复合材料在加工过程中易出现毛刺、分层、崩边等加工问题,提出超声振动切削方法加工陶瓷基复合材料并进行了铣削过程的有限元模拟分析。给出了主轴转速、进给速度对铣削过程中各向切削力的影响,对比分析了超声振动铣削加工与普通铣削加工的切削力波形曲线。结果表明,两种加工方法各向切削力均随主轴转速的增大而减小,进给速度的增大而增大,但当主轴转速达到4000r/min时,超声作用消失,超声振动切削力与普通铣削切削力相当;同时,超声振动铣削加工条件下各向切削力峰值都明显低于普通铣削切削力,平均切削力更是有大幅度降低,超声振动切削方法更适合加工陶瓷基复合材料。     

陶瓷基复合材料结构的动力学强度设计方法:研究现状及展望

对陶瓷基复合材料动力学强度设计方法的研究进展进行综述.介绍陶瓷基复合材料的应用现状,分析陶瓷基复合材料动力学强度设计的关键因素,包括多尺度建模方法、本构模型、强度模型和结构动力学分析.比较陶瓷基复合材料的多尺度表征中常采用的单一尺度法和均匀化方法,分析各自优缺点.介绍陶瓷基复合材料常用的本构模型,并指出陶瓷基复合材料结...     

氧化铝增强铝基复合材料液态成型中的界面反应

分析了陶瓷纤维或颗粒增强铝基复合材料中出现的主要界面反应产物即MgAl2O4的形成规律、形成条件及对材料的作用,并提出了抑制该反应的途径及方法。     

一种复合材料层合板分层扩展的修正内聚力模型

针对复合材料的分层现象,考虑初始断裂韧性和裂尖材料损伤的影响,提出了一种修正内聚力模型,并给出了内聚力模型参数确定的方法.根据相关试验,采用该方法,获得了考虑初始断裂韧性和裂尖材料损伤的内聚力模型,基于该内聚力模型对试验进行了仿真分析.结果 表明,与仅考虑初始断裂韧性获取的内聚力模型相比,考虑初始断裂韧性和裂尖材料损伤的内聚力模型,可以更加准确地模拟复合材料的分层现象.     

陶瓷基复合材料数据库系统的实现与应用

数据库系统采用三级客户机／服务器结构,采用面向主题的开发技术,运用UML进行数据库逻辑建模,解决了ADO技术处理Oracle数据库嵌套表的问题和各种模块的数据库接口问题。在前端设计与开发了数据管理、数据查询等基本的数据操作功能,同时集成了包括基于神经网络的材料优化设计模块在内的各种功能模块。     

单向陶瓷基复合材料横向弯曲试验研究

编织复合材料由于其复杂的纤维编织结构,其界面力学性能的测试与表征较困难。为了研究编织复合材料的界面力学性能,探明复合材料界面剥离强度,文中设计并制备了单向模型复合材料,开展相关横向弯曲试验。结果表明,C/SiC采用PyC界面时,其界面剥离强度约为3 MPa,远低于界面剪切强度。通过对界面强度的综合分析,揭示了编织复合材料的界面力学性能。文中研究不仅对拓展C/SiC的应用具有重要的经济意义,而且可为编织复合材料界面力学的研究提供一定的理论和试验支撑。     

陶瓷基复合材料在纯水液压传动中的应用

工程陶瓷由于其优良的性能,在纯水液压传动中得到了广泛的应用.但其脆性问题限制了其应用范围.文中将对如何解决工程陶瓷的脆性问题进行了综述与分析.     

陶瓷基复合材料低循环拉—拉疲劳寿命预测

采用细观力学方法建立预测纤维增强陶瓷基复合材料低循环拉—拉疲劳寿命的模型。该模型考虑初始加载到疲劳峰值应力时,基体出现裂纹,纤维/基体界面发生脱粘,部分纤维将发生断裂,并采用统计方法得到初始加载到峰值应力时的纤维失效体积分数;在后续循环过程中,考虑纤维相对基体在界面脱粘区滑移造成界面切应力下降,纤维失效模型与Evans界面磨损模型相结合,得到循环过程中纤维失效体积分数与界面切应力、循环数之间的关系;当纤维失效导致剩余强度下降,并小于疲劳峰值应力时,判断材料失效。采用剩余强度方法对陶瓷基复合材料的S-N曲线进行预测,并将预测的S-N曲线与试验数据进行对比,结果吻合较好。     

陶瓷基复合材料注凝成型设备的研究

设计了一种低成本的机电一体化装置,通过该装置可实现多组份增韧材料在陶瓷基体中的均匀分散,再采用先进的注凝成型技术,解决了制备过程中物料流动性差的问题,制备出高质量的陶瓷基复合材料.     

陶瓷基复合材料钻孔出口损伤影响规律研究

陶瓷基复合材料具有高硬度、高强度、耐高温、耐腐蚀等诸多优点,在航空航天、核工业、刹车系统中表现出巨大的应用潜力.然而,由于其各向异性、不均质性、硬脆性的特点,使加工变得十分困难.为了减少钻削加工陶瓷基复合材料产生的孔口损伤,根据断裂力学的止裂原理,提出了名义断裂韧性的概念,建立了孔出口损伤的半经验模型,研究了名义断裂韧性对孔出口损伤带来的影响.实验结果表明,所建立的预测模型能很好的预测试验结果,验证孔出口损伤半经验模型的准确性,揭示名义断裂韧性和孔口损伤的关系;随着名义断裂韧性的提高,孔出口的损伤得到改善,且改善效果呈先快后慢的趋势.因此,通过提高工件材料名义断裂韧性的方式,可以有效抑制孔出口的损伤.     

氧化铝增强铝基复合材料液态成型中的界面反应

分析了陶瓷纤维或颗粒增强铝基复合材料中出现的主要界面反应产物即MgAl2O4的形成规律、形成条件及材料的作用，并提出了抑制该反应的途径及方法。     

双材料界面裂纹动态扩展的数值模拟

基于扩展有限元方法(XFEM),研究了双材料中界面裂纹和亚界面裂纹的动态扩展问题.建立了双材料板界面裂纹和亚界面裂纹的动态增长分析模型,该模型使用集中质量矩阵代替传统的一致质量矩阵以提高效率,并利用Newmark法进行时间积分.将该模型与在有限元软件中建立的二维弹性模型计算获得的动力响应和能量值进行比较.通过数值算例,研究了应变率和材料特性对圆形和直线双材料中界面和亚界面裂纹扩展的影响.     

陶瓷基复合材料铣削力优化及刀具磨损研究

SiCf/SiC陶瓷基复合材料具有硬度高和耐磨损等特点,在切削加工时存在切削力大和刀具磨损严重等问题.采用正交试验法对SiCf/SiC陶瓷基复合材料开展了铣削试验,使用极差法对铣削力进行分析,通过分析铣削加工参数对铣削力的影响规律,得出铣削深度对铣削力的影响最大.同时,分析铣削深度对刀具磨损的影响结果表明,随着铣削深度...     

碳化硅陶瓷基复合材料常用的特种加工技术：综述

碳化硅陶瓷基复合材料(SiC-CMC)具有高硬度、高强度、耐高温、耐腐蚀等诸多优点,在航空航天、核工业、刹车系统中表现出巨大的应用潜力。然而,SiC-CMC各向异性、不均质性、硬脆性的特点,使加工变得十分困难。传统加工方法存在加工表面质量难以控制、刀具磨损严重、加工效率极低的问题。为了解决上述问题,特种加工技术被用来尝试加工SiC-CMC。不过,特种加工技术种类众多,涉及的知识面比传统加工技术多、广、杂,选择工程实用价值更高和基础性更强的激光加工、磨粒水射流加工、电火花加工三个方面展开综述。首先介绍了三种特种加工技术存在的问题,然后综述了解决问题的方法,最后比较了三者之间的优劣势并得出结论：特种加工技术具有各自优势,激光加工适合加工微孔、微槽等微织构;磨粒水射流加工具有更高的加工效率,且能加工大型复杂构件;电火花加工设备投资低,擅长加工薄板型构件和深腔凹槽。特种加工技术既不相互排斥,也不能相互代替,而应该相辅相成,发挥各自的优势,以高效率制备高精密的复杂构件。     

Z-pin增强陶瓷基复合材料拉伸性能及损伤研究

研究Z-pin横向增强平纹编织陶瓷基复合材料的拉伸件能及损伤.碳纤维平纹编织物和碳纤维Z-pin制备的预制体,通过化学气相渗透(chemical vapor infiltration,CVI)工艺制成Z-pin增强平纹编织陶瓷基复合材料.采用单轴拉伸试验及加一卸载试验研究材料拉伸力学性能参数及破坏机理.结果表明,Z-pin嵌入引起的面内纤维断裂、损伤以及弯曲变形,降低了平纹编织陶瓷基复合材料的抗拉强度;Z-pin增强平纹编织陶瓷基复合材料抗拉应力应变曲线具有非线性特性;卸载再加载过程中损伤基本没有增加,残余应变与卸载应力成二次关系,卸载模量与卸载应力成Boltzmann关系.     

多界面检测系统对泡沫层的识别

基于泡沫层的动态特性,本文重点讨论了多界面检测系统利用频发析法及方差分析法对泡沫层识别与检测,实验表明,其测试结果与理论分析吻合。     

多重韧化的陶瓷基复合材料

本文介绍了一种由碳化硅晶须补强相变增韧氧化铝的新型陶瓷基复合材料。研究了不同晶须含量对复合材料力学性能的影响。结果发现，晶须的存在能明显地提高复合材料的抗弯强度和断裂韧性，复合材料中存在着多重韧化机制。分析表明，由于晶须与基体热膨胀系数差异而引入基体的张应力可由诱导四方相氧化锆向单斜相的相变来缓解。     

多层涂层体系界面应力的求解

基于弹性力学平面问题的位移函数解法,运用Fourier积分变换推导了多层涂层体系界面应力及位移分量的一般解,得到一种高效、简便的涂层界面应力计算方法。