李宝峰
,
刘协权
,
倪新华
,
王少洁
稀有金属材料与工程
含纳米纤维和相变粒子的陶瓷复合材料具有较大的断裂韧性和较高的塑性形变行为,其组织结构以含纳米纤维的棒状复合体为基体,并在棒状复合体周围分布有少量的可产生相变的二相粒子.本文在Mori-Tanaka方法和有效自洽法的基础上提出复合材料刚度预报的随机二相胞元法.首先应用Mori-Tanaka方法计算出棒状复合体的刚度,考虑棒状复合体方位的随机性,根据复相陶瓷基体的应变均值,计算出复合材料基体的有效弹性模量和泊松比,复相陶瓷材料基体为各向同性体.最后将相变粒子看作夹杂在基体中的颗粒,计算出陶瓷复合材料的等效刚度.复相陶瓷的弹性模量随二相组元体积分数的增加而下降且略低于用混合律求解的结果,说明纳米纤维和相变粒子之间的相互作用降低了弹性模量:复相陶瓷的泊松比随二相组元体积分数的增加而下降且略高于用混合律求解的结果,说明纳米纤维和相变粒子之间的相互作用提高了泊松比.
关键词:
纳米纤维
,
相变粒子
,
随机二相胞元法
,
棒状复合体
,
刚度预报
孙长波
,
尚伟
,
周君华
,
李波
,
李宝峰
材料科学与工艺
为了完成某航空发动机扩压器部件的整体精密铸造,提高铸造的合格率,降低铸造成本,采用ProCAST数值模拟技术对铸造过程进行了模拟.模拟结果表明:当型壳采用保温毡包裹,保温温度为1 050℃时,铸件下端加强筋附近出现了分散状的缩松;对出现疏松的部位采用铁砂制备型壳,熔注时型壳下部采用河砂保温,型壳上部仍然采用保温毡进行保温,保温温度改为1 100℃,模拟出铸件加强筋部位的疏松缺陷减少,甚至消失.实物熔注结果表明,采用ProCAST软件对扩压器铸件精铸工艺参数的模拟结果与实物浇注缺陷吻合.
关键词:
ProCAST
,
数值模拟
,
熔模铸造
,
缩松
,
保温方式
,
工艺优化
钟国辉
,
倪新华
,
刘协权
,
李宝峰
,
赵磊
,
孙涛
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2010.04.003
脱粘界面是陶瓷颗粒增强金属基复合材料中存在的细观缺陷,根据细观力学方法将陶瓷颗粒、脱粘界面和基体壳简化为椭球三相胞元.并通过Eshelby等效夹杂理论和Mori-Tanaka方法的推导得到颗粒和脱粘界面的等效本征应变,进而对三相胞元的弹性常数进行预报.考虑到三相胞元在复合材料中随机分布,由坐标变换公式和物理方程计算出复合材料的有效弹性常数,并根据数值方法得出弹性常数与颗粒以及脱粘界面含量的关系.
关键词:
等效本征应变
,
三相胞元
,
Mori-Tanaka方法
,
弹性常数
刘协权
,
倪新华
,
刘晶芝
,
李宝峰
稀有金属材料与工程
针对纳米陶瓷的界面现象,在三相模型基础上,考虑纳米晶粒与界面相的相互作用,将其改进为复合材料刚度预报的四相模型法,根据有效自恰方法推导出纳米晶粒与界面相内的有效应力,进而得到柔度增量的隐性表达式,再利用相互作用直推法,得到纳米陶瓷材料的柔度增量的显性形式,它具有:1)简单的解析形式;2)适合任何形状的纳米晶粒;3)适合各向同性和各向异性纳米晶粒;4)将复合材料的弹性性能与纳米晶粒尺寸联系起来.结果表明:当纳米晶粒尺寸小于50 nm时,纳米陶瓷材料的弹性模量随纳米晶粒尺寸的减小而下降,当纳米晶粒尺寸超过50 nm以后,纳米陶瓷材料的弹性模量基本保持不变.
关键词:
纳米晶粒
,
界面相
,
四相模型法
,
有效应力
,
纳米复合陶瓷
