任会兰
,
宁建国
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2007.03.005
基于准脆性材料中翼型拉伸裂纹的成核准则,运用细观损伤理论推导了翼型裂纹损伤对材料弹性模量的弱化作用.考虑裂纹扩展对材料动态断裂的滞后效应,建立了动态裂纹扩展准则,并给出损伤演化方程,在此基础上建立了准脆性材料单轴冲击压缩下的动态损伤本构模型.结合氧化铝陶瓷材料独特的力学响应和破坏特性,讨论了模型中微裂纹成核参数、微裂纹尺寸对动态断裂强度的影响,并用该模型计算了单轴压缩下氧化铝陶瓷的应力应变曲线,数值结果与实验结果吻合良好.
关键词:
准脆性材料
,
翼型拉伸裂纹
,
扩展准则
,
损伤本构模型
王婧
,
任会兰
,
郝莉
,
宁建国
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.09.014
通过一级轻气炮加载,对孔洞具有一定规律的多孔钛材料进行了平板撞击实验及数值研究.基于锰铜压阻计测量到的实验波形,获得了冲击波在多孔钛材料中传播的衰减效应以及冲击波波速和波后粒子速度的D-u冲击绝热关系.依照实验情况在非线性动力学有限元软件中建立了数值模型,并根据计算结果得到了冲击波的压力-时间波形以及冲击绝热关系,拟合出了多孔钛材料的多项式形式Griüneisen状态方程.通过对压缩度μ进行泰勒展开,结合冲击波基本关系式及冲击绝热关系,从理论上得到了多项式形式Grüneisen状态方程系数的具体表达式.
关键词:
多孔钛材料
,
动态力学性能
,
Grüneisen状态方程
任会兰
,
龙波
,
宁建国
,
褚亮
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20140620.001
对通过热压烧结法制备的3种陶瓷99.5vol％ Al2O3 (AD995)、ZrO2(15vol％)/Al2O3和ZrO2(25vol％)/Al2O3的力学性能和增韧机制进行了实验和理论研究.基于复合材料细观力学理论并考虑ZrO2的相变特性,建立了描述ZrO2/Al2O3陶瓷力学性能的本构模型.结果表明:ZrO2的加入细化了基体Al2O3晶粒,ZrO2/Al2O3陶瓷的致密性得到提高;3种陶瓷试件的破坏呈现小变形到脆性破坏的特点,压缩加载下试件应力-应变曲线近似为线性关系;AD995陶瓷的断裂韧性为5.65 MPa·m1/2,ZrO2(25 vol％)/Al2O3陶瓷的断裂韧性为8.42 MPa· m1/2,提高了近50％;随ZrO2增韧相含量的增加,ZrO2/Al2O3陶瓷的弹性模量降低而断裂韧性增加,这一变化趋势与实验结果有良好的一致性.
关键词:
陶瓷
,
ZrO2
,
Al2O3
,
断裂韧性
,
增韧机制
于超
,
任会兰
,
宁建国
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.10.015
通过实验方法和分子动力学模拟方法研究了91％(质量分数,下同)细化颗粒钨合金材料的塑性力学问题.结果表明:细化钨合金材料具有应变率效应,且随着应变率的增加,屈服强度增强;钨合金材料应力应变关系具有显著的温度效应、尺度效应和晶向效应;基于对钨合金材料的数值模拟结果与实验结果对比,得到了两种方法具有一致性的结论,证明了该MD模拟的准确性以及拟合出高应变率幂律公式的可信性.
关键词:
钨合金
,
应变率
,
分子动力学
,
屈服强度
,
数值模拟
任会兰
,
宁建国
,
王颖
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.02.013
采用先进的多通道声发射系统监测了AD95氧化铝陶瓷在三点弯曲加载下的破坏过程.对有缺口和无缺口两种试件的声发射能量数,事件数,振铃数随时间变化特征的对比分析,讨论了预制缺口对材料损伤破坏过程和断裂的影响.声发射幅值随时间的变化曲线直接反映了材料内微裂纹成核前期,成核,扩展至宏观裂纹形成和断裂过程.实验结果表明,声发射参数可以表征材料的内部损伤演化过程.
关键词:
声发射
,
陶瓷材料
,
三点弯曲实验
刘晓俊
,
任会兰
,
宁建国
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.001212
以W,Zr和ZrH2为原料,采用热压烧结工艺制备不同配比的W/Zr活性材料.通过分离式霍普金森压杆装置(SHPB)对W/Zr材料进行动态压缩测试并记录其冲击引发反应过程,同时采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等对试件反应前后的物相、成分、微观形貌进行测试表征.结果表明:热压烧结制备的W/Zr活性材料结构较为致密,其相对密度≥87.5%;W/Zr活性材料准静态压缩强度≥1022MPa,破坏应变≤1%,为典型高强脆性材料;3组配比材料动态压缩强度均随应变率增加而提高,当冲击加载达到一定强度时,W/Zr材料破碎并与空气发生剧烈燃烧反应并生成ZrO2.
关键词:
W/Zr
,
活性材料
,
热压
,
冲击反应
张华
,
张建良
,
徐润生
,
王广伟
,
徐涛
,
唐庆利
中国冶金
doi:10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20150077
试验研究表明,烟煤M的燃烧性要好于兰炭XJ,兰炭XJ燃烧后期燃烧速度变慢.随着烟煤M配比量的增加,混煤的燃烧性逐渐变好.烟煤M对改善混煤的可燃性具有重要作用,当烟煤配比量超过20％时,能显著提高混煤的综合燃烧特性指数.研究结果表明,兰炭XJ与烟煤M在成分、微观结构及化学结构上具有显著的差异性,这是导致烟煤M燃烧性好于兰炭XJ的本质原因.
关键词:
兰炭
,
烟煤
,
混合燃烧
,
机制分析
