针刺C/SiC复合材料拉-压疲劳特性与失效机理EI北大核心CSCD

研究了室温下针刺C/SiC复合材料的拉-压疲劳特性,并与其拉-拉疲劳特性进行了对比。结果表明:针刺C/SiC复合材料的拉-压疲劳强度略低于拉-拉疲劳强度;两种循环载荷下都存在迟滞现象,随着循环数的增大迟滞环不断右移,且偏斜程度和包围面积不断增大。采用扫描电子显微镜对失效试件的断口形貌和微观结构的观察表明:除了垂直于加载方向的基体开裂以及界面脱粘,拉-压循环加载下的细观失效机制还包括平行于加载方向的基体开裂以及层间的开裂。这些平行于加载方向的损伤使得纤维受力状态恶化,最终削弱了针刺C/SiC复合材料拉-压疲劳强度。     

纤维尺寸随机引起的复合材料性能分散性研究

本文采用Monte-Carlo方法模拟复合材料纤维尺寸的随机变化,得到几组材料截面图像.然后用像素划分网格作为通用单胞模型的输入,计算出复合材料性能的子样.最后用数理统计的方法处理数据得到材料性能的统计特性数据.对计算结果进行统计分析,结果表明:纤维尺寸的分散性对材料弹性性能的分散性影响比较大,三参数威布尔分布和正态分布较好地描述了E1、E2、G23和μ23等的分布情况.     

陶瓷基复合材料单纤维拔出过程分析

纤维埋入长度是单纤维拔出试验能否成功的关键因素之一,本文采用载荷位移曲线离散化方法将单纤维拔出过程离散为主要细观失效模式控制的不同阶段,建立了包含泊松效应影响的复合材料单纤维拔出力学模型,得到各阶段的载荷分布和位移分布。采用能量平衡失效准则建立了界面脱粘长度与外载荷的关系,针对SiC／RBSN陶瓷基复合材料,分析不同纤维埋入长度情况下,泊松比、界面摩擦系数等载荷位移曲线的影响。     

2.5维C/SiC复合材料经向拉伸性能

将微观尺度的强度预测模型与单胞尺度有限元模型相结合, 建立了2.5维C/SiC复合材料的双尺度强度预测模型。该模型首先计算微观尺度的应力-应变曲线以及最终失效时的力学性能, 然后将其带入单胞模型, 对不同边界条件下单胞模型的弹性模量进行折减, 统计单胞模型的平均应力与应变, 最后得到单胞尺度的应力-应变关系和最终失效时的力学性能。通过2.5维C/SiC复合材料常温和高温条件下的经向单轴拉伸试验, 得到了2.5维C/SiC复合材料经向拉伸过程的应力-应变曲线以及最终失效时的力学性能。结果表明, 理论分析结果与实验值基本一致, 验证了该方法的有效性。     

中国古代陶瓷文化艺术中蕴涵的体育文化探析

通过对古代陶艺作品的分析,梳理了我国民族传统体育部分运动项目的发展历程,展现我国古代陶瓷艺术中所蕴涵的丰富体育文化,这些记载了古代民族传统体育符号的陶艺作品,为今后研究古代的体育文化提供依据。     

2D SiC/SiC复合材料电阻率对服役环境的响应特性

研究针对不同服役环境下2DSiC/SiC复合材料的电阻率特性进行了研究。从1300℃降至室温的无氧环境中,复合材料的电阻率随温度降低而增大;借助曲线拟合,建立了电阻率与温度之间的映射关系。在1300℃空气环境中氧化20和60 h后,由于PyC界面层和SiC基体的氧化,复合材料的导电性显著降低;以SiO₂的含量定量表征氧化程度,建立了电阻率与氧化损伤之间的映射关系。复合材料的电阻率和应力随应变的变化趋势相似,电阻率变化率和刚度随应变的变化趋势相反。在线性阶段,基体开裂数量极少,刚度几乎不变,电阻率缓慢增大;在非线性阶段,基体开裂数量增加较快,造成刚度降低,电阻率快速增大;后半段的基体裂纹数量缓慢增多,刚度和电阻率变化率趋于平稳。     

定向凝固合金涡轮叶片的低周疲劳寿命研究

对某发动机DZ4定向凝固高温合金涡轮叶片进行了有限元应力分析，应力分析中考虑了发动机实际工作过程中的离心载荷和不均匀温度引起的热负荷。利用应力分析结果和该材料的疲劳特性计算了1次飞行起落过程造成的发动机低循环疲劳损伤和900h飞行的总损伤，根据损伤等效原理，确定了试验规定条件下与900h飞行等效的试验谱以及试验寿命折算为飞行小时寿命的计算公式。     

3000t快锻机台车式加热炉综合性技术改造

针对快锻加热炉经过几十年使用所暴露出的缺陷，较详尽地分析了问题出现的原因，具体论述了改造的内容，结构设计的特点及改造后的效果。     

涡轮盘合金氧化-疲劳裂纹扩展机理和寿命预测研究进展

航空发动机涡轮盘在其服役过程中往往在高温燃气环境下承受热载荷和机械载荷共同作用,最终因疲劳、蠕变以及氧化的交互作用而失效.随着高推重比航空发动机的发展和涡轮前温度的提高,氧化损伤对涡轮盘表面疲劳裂纹扩展的影响愈加显著,往往可使疲劳裂纹扩散速率提高1～2个数量级.综述氧化损伤对涡轮盘用高温合金疲劳裂纹扩展的影响以及疲劳裂纹尖端氧化损伤机理,分析裂纹尖端疲劳损伤、氧化损伤和动态脆化影响裂纹扩展的竞争机制,梳理考虑氧化损伤效应的疲劳裂纹扩展模型和数值模拟方法,对实现氧化-疲劳载荷作用下裂纹扩展速率的准确预测所还需开展的工作进行展望,以期有助于促进航空发动机涡轮盘损伤容限设计方法和工具的发展.     

转子联接螺栓的蠕变及蠕变寿命分析

针对涡轴转子联接螺栓的蠕变应变及蠕变寿命问题展开了讨论。建立了简化螺栓连接的二维轴对称有限元模型,选择工程上常用的Norton蠕变本构模型,分析计算了该联接螺栓在不同应力水平、不同温度、不同工作时间的蠕变应变。采用蠕变应变极限法和蠕变持久强度寿命法对联接螺栓在工作温度为300℃时的蠕变寿命进行了估算,并分析了联接螺栓因蠕变应变引起轴向变形对预紧力大小的影响。