骆芳
,
胡夏夏
,
孔凡志
,
姚建华
,
柴国钟
材料热处理学报
在P20塑料模具钢表面制备了Ni/nano-SiO2复合镀层并利用CO2激光器进行强化处理.所采用的激光输出功率为2.0～3.1kW,扫描速度为0.8～2m/min.对纳米复合镀层、纳米复合镀激光强化层的显微组织结构进行分析,并测试了其硬度和耐磨性.结果表明:通过高能量密度的激光处理,强化层组织结构为多面体纳米SiO2颗粒,且消除了镀层原有缺陷(如间隙、微裂纹),强化层硬度、耐磨性在纳米复合镀层的基础上进一步提高.
关键词:
纳米复合镀
,
激光强化
,
显微硬度
,
耐磨性
唐普洪
,
宋仁国
,
柴国钟
,
陈小明
材料导报
分别从溅射法和蒸发法两个方面评述了近年来纳米多层膜制备工艺的最新进展,在此基础上介绍了脉冲激光沉积(PLD)工艺制备纳米超硬多层膜的新方法.对典型的超硬膜TiN、(Ti,Zr)N、(Ti,Al)N、TiN/SiO2、B1-SiC、TiN/SiN4进行了简单回顾,并对其硬度、残余应力、摩擦磨损和抗氧化性能等方面做了详细的比较.最后,简述了纳米超硬多层膜表征的一般手段,并展望了发展前景.
关键词:
纳米超硬多层膜
,
脉冲激光沉积
,
制备
,
表征
张征
,
吴和龙
,
吴化平
,
鲍雨梅
,
柴国钟
功能材料
对不同几何尺寸的[0°/90°]正交非对称铺设碳纤维复合材料的双稳态特性进行了研究.在分析正交非对称复合材料双稳态特性产生机理和理论基础上,成功制备了碳纤维/环氧树脂(T700/3234)正交铺设的双稳态试样.对制备固化冷却后产生的圆柱状第一稳态、建立实验平台实现向第二稳态转变过程,经过逆向加载返回至第一稳态的整体稳态间转变总过程进行实验研究,分析稳态曲率半径、面外位移、稳态间转变最大载荷及载荷-位移曲线等的变化规律.
关键词:
正交非对称
,
层合壳
,
双稳态特性
,
稳态转变载荷
张淑佳
,
柴国钟
,
梁利华
,
任立义
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2003.z1.097
采用作者建立的硬聚氯乙烯的粘塑性本构模型,以CT试样为研究对象进行粘塑性有限元分析,并在此基础上编程计算T积分,然后再用T积分与实验所得的裂纹扩展速率关联.研究结果显示,描述蠕变延性材料和蠕变脆性材料粘塑性裂纹扩展速率的控制参量是不同的.T积分不适合作为硬聚氯乙烯粘塑性裂纹扩展的控制参量.
关键词:
硬聚氯乙烯
,
T积分
,
粘塑性有限元
,
粘塑性裂纹扩展
,
蠕变裂纹扩展
王志强
,
柴国钟
材料科学与工程学报
随着工程塑料的发展,在产品重要受力部件中用工程塑料代替金属材料不仅能节省大量的贵重金属,其制品的寿命也将大大提高.采用了有限元方法,结合ANSYS,Moldflow两个分析软件对轿车用起重器的重要受力部件(起重器螺母)进行CAE分析,对其力学性能和加工工艺参数进行分析后得出,对于起重器螺母及类似用途零件的制造,经过改性的PA66可作为代替传统铜合金材料优选的工程塑料.
关键词:
工程塑料
,
CAE
,
力学性能
,
工艺参数
唐普洪
,
宋仁国
,
柴国钟
,
毛杰
材料科学与工艺
为有效缩短脉冲激光烧蚀制备有机硅聚合物聚二苯基硅亚甲基硅烷(Polydiphenylsilylenemethyle,PDPhSM)基纳米复合薄膜工艺中繁琐的试验过程,本文将用径向基函数(Radial BasisFunction,RBF)人工神经网络对聚合物PDPhSM基纳米复合薄膜的制备工艺与聚合效率之间的关系进行建模;讨论了激光能量密度、环境压强、靶衬距离、沉积时间和聚合效率之间的关系.在此基础上.采用粒子群(Particle Swarm Optimization,PSO)算法对其进行工艺优化,200代以后,粒子素质明显提高,k值趋近于0,群体达到了最优,工艺参数的优化结果较为满意.从而为薄膜材料工艺优化研究探索了一条崭新的途径.
关键词:
PDPhSM基纳米复合薄膜
,
激光烧蚀
,
径向基函数神经网络
,
聚合效率
,
粒子群优化
张淑佳
,
柴国钟
,
卢炎麟
,
任立义
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2003.z1.081
建立材料的粘塑性本构模型,进行粘塑性裂纹扩展试验,是开展聚合物粘塑性裂纹扩展问题研究的基础.采用恒定应变速率的方法,对硬聚氯乙烯进行低应变速率下的拉伸试验,确定各应变速率下应力与应变的关系曲线.实验数据表明,该材料的力学性能对应变速率有依赖性,与时间相关,是典型的粘塑性材料.根据实验测得的不同应变速率下应力-应变关系的曲线族,对实验数据进行多元回归分析,确定有关的材料常数,建立了硬聚氯乙烯材料Bailey-Norton公式形式的粘塑性本构模型.进行硬聚氯乙烯的粘塑性裂纹扩展试验研究,得到了裂纹长度增量与时间的关系.
关键词:
粘塑性
,
多元回归分析
,
粘塑性本构模型
,
粘塑性裂纹扩展
张征
,
潘豪
,
叶钢飞
,
李琛
,
吴化平
,
柴国钟
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2016.5.012
讨论温度对T700/3234反对称铺设圆柱壳结构的双稳态特性的影响。通过热压固化成型工艺制备了三种不同铺层层数的试样,采用两点加载的方式,使用在现有的拉伸试验机上改装的实验测试平台驱动反对称铺设圆柱壳结构进行稳态转变,持续捕捉实验过程中的数据,得到在20℃,40℃,60℃和80℃温度下的载荷—位移曲线的变化规律及稳态转变载荷。实验后,通过图像处理技术得到曲率和扭曲率等数据。系统分析稳态转变载荷和稳态曲率变化情况,并对存放时间对壳结构的影响进行了讨论。结果表明,温度对双稳态结构稳态转变影响较大,给出了温度对snap-through和snap-back过程的影响规律。
关键词:
碳纤维复合材料
,
反对称层合壳
,
双稳态特性
,
温度场
陈丹迪
,
张征
,
柴国钟
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160201.001
为探明双稳态复合材料层合结构在复杂环境条件下的应用，对双稳态复合材料层合结构的黏弹性行为进行了研究。首先，将纤维简化为弹性材料，考虑基底材料的黏弹性行为。然后，根据纤维和基底的材料属性，通过理论分析得到了双稳态复合材料层合结构的黏弹性材料属性；根据经典层合板理论、最小应变能原理和 Ma x-well黏弹性模型建立了双稳态复合材料层合结构的黏弹性模型，通过理论分析得到其第二稳态主曲率与扭曲率随加载时间和温度的变化关系。同时，利用有限元软件ABAQUS及其子程序UMAT建立了相应的有限元模型，研究了加载时间和温度对层合结构第二稳态性能的影响。理论与模拟结果均表明：层合结构第二稳态主曲率随加载时间的延长和温度的升高而增大；扭曲率随加载时间的延长而减小，一般情况下随温度的升高而增大，但在加载时间较长且温度较高时，可能会出现扭曲率随温度升高而减小的情况。理论计算结果与有限元模拟结果的比较显示两者吻合较好，可以通过有限元模拟对双稳态复合材料层合结构的黏弹性行为进行研究。
关键词:
纤维复合材料
,
有限元法
,
黏弹性
,
双稳态
,
层合结构
