空隙、杂质及组分突变对功能梯度构件动力特性的影响

功能梯度材料具有复杂的细部结构, 其内部构造远比匀质材料复杂, 因此其构件动力分析很难求得其解析解。本文中提出了一种新颖的功能梯度构件动力分析的细观元法, 其目的在于建立材料的宏观性能与其组分材料性能及细观构造之间的定量关系, 以便揭示不同的材料组合及其变异所具有不同的宏观性能的内在机制。利用细观元法对含有空隙、 杂质及组分突变等情况下的功能梯度构件进行动力分析, 求得其三维固有频率及振型的三维分布。从而可知空隙、 杂质及组分突变均对功能梯度材料构件的宏观动力特性有很大的影响。      

二氧化锆梯度复合羟基磷灰石生物材料的制备及其生物相容性

采用干铺2烧结法制备了一种以二氧化锆(ZrO₂ ) 为基体梯度复合羟基磷灰石( HAP) 的新型生物复合材料, 并对其力学性能、微观结构和生物相容性进行了研究。用扫描电镜(SEM) 、X 射线衍射仪(XRD) 、透射电镜( TEM) 和EDAX 能谱仪对粉体和复合材料进行分析。用复合材料的浸提液进行小鼠急性毒性试验、细胞毒性试验、体外溶血试验以及兔肌肉和骨内材料植入试验, 评价复合材料的生物相容性。研究结果表明, 复合材料的表面涂层厚度约80μm , 芯部基体组织与表面均匀过渡结合, 结合良好, 没有明显界面, 涂层结合强度为15. 1 MPa ,最大弯曲强度为1112. 24 MPa , KIC为7. 3～11. 4 MPa·m1/2 。其组织相容性好, 具有良好的骨传导作用, 促进骨组织生长, 是一种较理想的新型骨科植入材料。      

银基金属氧化物电触头材料的发展与现状

简单介绍了常见的几种银基氧化物电触头材料的发展与现状。同时介绍了一种新型的电触头材料——梯度银基金属氧化物电触头材料。     

Additive-additive and additive-surface interactions in lubrication

Combinations of additives are often found to exhibit antagonistic or synergistic effects compared to the performance of the individual additives. This paper reviews the state of knowledge concerning such effects. Direct interactions, where two additives combine at a molecular level, are distinguished from complementary or exclusary effects where the individual contributions of separate additives enhance or reduce overall performance but with no direct interaction. Additive interactions take place in solution and at surfaces, and both are discussed.     

功能梯度材料亚表面缺陷的热波多重散射问题

基于热传导波动模型,采用波函数展开法,研究了半无限功能梯度材料亚表面球形缺陷的热波多重散射.给出了热波散射的一般解.温度波由调制光束在材料表面激发,球形缺陷表面的边界条件为绝热,非均匀参数为指数函数变化.分析了结构几何参数和物理参数对温度分布的影响,并给出了温度变化的数值结果.本研究可为功能梯度材料的分析研究、物理反问题和红外热波成像等提供理论基础和参考数据.     

复杂边界条件功能梯度板三维分析的半解析方法

推导出适应功能梯度材料构件分析的半解析方法基本算式,并针对功能梯度构件的材料参数随空间坐标变化的特点,将材料参数纳入到力学方程中进行整体积分计算,从而编制统一程序计算不同边界条件下的板件问题.该法适应性强而又简洁高效,且不同于一般的半解析法,可采用一维离散,给出三维分析结果,是一种解决功能梯度构件力学性能分析的有效数值方法.文中用半解析法分析几种具有不同复杂边界条件的功能梯度板,给出了板件的力学量三维分布形态.     

功能梯度材料应用在齿轮上的可行性分析

为解决齿轮热处理过程中存在畸变、齿根处弯曲应力增加、齿轮的寿命降低等问题,将功能材料技术应用到齿轮工作接触面处(简称功能梯度齿轮)。首先,开展了单质齿轮性能与单质齿轮热处理后性能的对比分析;然后,建立了单质圆柱渐开线齿轮模型与功能梯度材料圆柱渐开线齿轮模型,对其进行了弯曲应力有限元计算,并对其性能进行了对比分析。将未经热处理的单质齿轮作为桥梁,建立了单质齿轮热处理后的性能与功能梯度材料齿轮性能之间的关系。功能梯度材料不仅在轮齿表面硬度与齿根弯曲应力方面比热处理后的齿轮有更好的性能,而且能避免齿轮热处理过程中产生的畸变、渗碳层不均匀等缺陷。分析结果表明:将功能梯度材料应用到齿轮上是可行的。     

煤矸石分级破碎设备所用破碎齿材料的研究与效果评价

煤矸石是当前我国排放量最大的工业固体废物之一,为了实现对煤矸石的资源化利用,变废为宝,破碎作业是至关重要的技术环节.本文针对具有先进的工艺与技术性能的分级破碎设备的破碎齿材料所需的综合机械性能,从材料设计、热处理工艺确定、金相分析、机械性能检验、耐磨试验效果评价等多方面进行了系统的研究.最终得到了强度和韧性都很好的下贝氏体金相组织,在综合机械性能得到全面提高的同时,耐磨性能较现用材料提高31％.     

分级加载电压下考虑有效电势变化的软黏土电渗固结理论

分级加载电压技术能够有效延长电渗处理的时间,改善地基的处理效果并能有效降低能耗。在利用分级加载电压技术开展电渗试验时,随着土体的排水固结,土体各点的电势会发生明显的变化,这与现有的电渗固结理论假设土体各点电势保持不变有所差异。利用自主设计的电渗试验仪器开展了分级加载电压下的电渗室内试验,分析了电渗过程中土体有效电势变化的规律。基于该规律并结合Esrig固结理论建立了在阳极处不排水、阴极处排水条件下考虑土体有效电势变化的电渗固结理论,得到了分级加载电压条件下考虑土体有效电势变化的超静孔隙水压力和平均固结度的解析表达式。研究表明,在电压分级加载过程中,土体有效电势变化规律表现为随时间先基本保持不变,后呈抛物线状先增后减。通过试验案例验证了考虑土体有效电势变化所求得解析解的合理性,且该数值计算结果相较于Esrig数值计算结果,前者更加接近实测值,该固结方程的建立为后续分级加载电压技术的推广应用提供了理论依据,也为实际工程提供了参考。     

Estimation of Heat Flux and Thermal Stresses in Functionally Graded Hollow Circular Cylinders

In this study, an inverse algorithm based on the conjugate gradient method and the discrepancy principle is applied to estimate the unknown time-dependent heat flux at the inner surface of a functionally graded hollow circular cylinder from the knowledge of temperature measurements taken within the cylinder. Subsequently, the distributions of temperature and thermal stresses in the cylinder can be determined as well. It is assumed that no prior information is available on the functional form of the unknown heat flux; hence the procedure is classified as the function estimation in inverse calculation. The temperature data obtained from the direct problem are used to simulate the temperature measurements, and the effect of the errors in these measurements upon the precision of the estimated results is also considered. Results show that an excellent estimation on the time-dependent heat flux, temperature distributions, and thermal stresses can be obtained for the test case considered in this study.