超音速等离子喷涂制备纳米结构梯度功能热障涂层

开发了国内外独创的“双通道、双温区“超音速等离子喷涂的新工艺,分别将高熔点陶瓷粉末和低熔点合金粉末送入喷枪内孔等离子弧的不同温区,保证两种粉末都能在各自的熔点附近获得充分熔融,再均匀混合后以超音速喷射到基体形成涂层,克服了传统的“金属/陶瓷混合法“喷涂过程中高熔点陶瓷熔化不足,低熔点合金过熔、氧化、脆化的难题;同时,由于粒子超音速飞行,在射流中停留时间缩短,晶粒来不及长大,从而使得制备出的CeO_2-Y_2O_3部分稳定的ZrO_2陶瓷涂层仍保留了纳米晶尺寸;由此获得的CeO_2-Y_2O_3/NiCoCrAlY纳米结构梯度功能热障涂层中,陶瓷与金属组份呈连续梯度分布,组织均匀、致密,涂层的韧性、抗氧化性和抗热冲击性能都有明显提高。     

Higher order asymptotic fields for mode Ⅰ crack in functionally gradient material

Higher order stress fields for a mode Ⅰ crack perpendicular to the direction of property variation in a functionally gradient material(FGM), which has an exponential variation of elastic modulus along the gradient direction， were obtained through an asymptotic analysis. The Poisson‘s ratio of the FGMs was assumed to be constant throughout the analysis. The first five terms in the asymptotic expansions of crack tip stress fields were derived to bring out the influence of nonhomogeneity on the structure of the stress field explicitly. The analysis reveals that only the higher order terms in the expansion are influenced by the material nonhomogeneity. Moreover, it can be seen from expressions of higher order stress fields that at least three terms must be considered in the case of FGMs in order to explicitly account for the nonhomogeneity effects on the structure of crack tip stress fields.     

压力管道可靠性安全评定

针对管道的断裂失效模式以及安全评定过程中存在的不确定性，提出了压力管道可靠性安全评定方法。通过分析主要评定参数：缺陷尺寸、工况载荷、断裂韧性、机械强度的分布特征，对各随机变量模拟实际工况抽样，应用Monte Carlo数值计算方法确定管道上的各独立缺陷的失效概率，进而获得整个管道的失效概率。可靠性安全评定方法确实反映了评定参数客观存在的不确定性，克服了确定性安全评定方法的缺点，具有极大的应用价值。     

基于概率断裂力学的管道失效分析

针对油气管道的断裂失效模式以及失效分析过程中存在的不确定性，结合概率断裂力学和安全评定规范，提出了管道缺陷失效概率计算方法。根据主要评定参数：缺陷尺寸、工况栽荷、断裂韧性、机械强度的分布特征，对各随机变量模拟抽样，应用Monte Carlo数值计算方法确定管道上各缺陷的失效概率。可靠性失效评定方法确实反映了评定参数客观存在的不确定性，克服了确定性失效评定方法的缺点，具有极高的应用价值。     

功能梯度材料裂纹高阶渐近场研究

功能梯度材料内部常常产生各种形式的裂纹并最终导致材料破坏。因此，其断裂问题研究是非常必要的。假设弹性模量是空间坐标的指数函数，泊松比恒定，对于功能梯度材料中的Ⅰ型裂纹，裂纹尖端应力的高阶渐近场被研究。由胡克定律和形变协调方程得到平面问题的控制方程。采用渐近展开法，将该控制方程——高阶偏微分方程转化为常微分方程组，求解该方程组获得应力函数，进而得到功能梯度材料中裂纹尖端应力高阶渐近场的解析式。从该解可以看出，非均匀性对裂纹尖端渐近场结构的影响体现在非奇异项上。在材料非均匀性的影响下，功能梯度材料裂纹尖端渐近场高阶项的角分布函数的形式和系数间的关系与均匀材料的裂纹尖端场均有很大不同。在理论上揭示了功能梯度材料中裂纹尖端应力渐近场的结构以及材料的非均匀指数对裂纹尖端渐近场的影响。     

基于故障树编码的火炮故障诊断方法研究

基于故障树的故障诊断方法核心在于故障原因的自动推理和快速定位。构建了故障自动推理编码规则,可将故障树转换成一系列可操作的且具有一定逻辑关系的编码,实现故障自动推理和诊断。通过某型火炮故障推理实例验证,表明该方法层次结构清晰,推理简单有效,能够实现装备LRU级分层故障诊断和故障原因的快速定位。     

舰载火箭子母弹平均弹药消耗量计算模型

为避免射击指挥员战场指挥的盲目性,根据作战任务对舰载火箭子母弹平均弹药消耗量进行预先估计。针对舰载火箭子母弹射击特点,分析射击误差的简化处理,基于均匀分布法的基本原理给出毁伤概率评估公式,通过毁伤概率的逆运算建立舰载火箭子母弹平均弹药消耗量的计算模型。结果表明:该计算模型公式简单、计算速度快,能为舰载火箭子母弹的对岸作战使用提供决策依据。     

基于设备结构分解的可视化故障推理与诊断技术研究

通过定义热区和热区索引,将故障推理与诊断同设备结构分解相对应,在诊断的过程中构建了故障自动推理编码规则,可将故障树转换成一系列可操作的且具有一定逻辑关系的编码,实现可视化故障自动推理和诊断。通过某型电子装备进行故障推理实例验证,表明该方法层次结构清晰,推理简单有效,能够实现装备可视化的LRU级分层故障诊断和故障的快速定位。     

用最大正应力法则确定层状复合材料中疲劳裂纹的扩展方向

针对层状复合材料中疲劳裂纹扩展的复杂路径,用最大正应力法则探讨了疲劳裂纹的扩展方向问题;并利用有效解决高梯度问题的数值方法--任意线法对实测试件进行了数值分析;所预测的裂纹扩展方向再与铝片构成的层状复合材料进行疲劳断裂实验的结果相对比,二者完全一致.这种一致性不仅初步证明了这一方法的正确性和适用性,并为疲劳裂纹扩展全过程的解决提供了必要的基础.     

涂层压入仪的研制及其应用

报道了涂层压入仪的研制背景、结构原理、主要技术特性及其应用举例,该仪器具有连续加载卸载功能并配有声发射和光学系统,能测量并记录连续的载荷与压入深度关系曲线,能用声发射系统对测试过程中涂层试样的开裂和剥落进行动态监测,并确定对应的载荷,用涂层压入仪作界面压入测得厚涂层与基体界面开裂的临界载荷pw可反映涂层的结合强度;也可正面压入考察薄膜与基体的结合,区分薄膜开裂和剥落并精确测定其对应的载荷值,用加载过程中发生初始剥落的载荷表征膜的结合强度,涂层压入仪还可用于膜韧性、膜和膜,基断裂韧性、离子氮化层脆性等的评价,测定块体材料硬度、塑性功、弹性功、弹塑性比等性能指标。