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通过实验的方法,研究了新型稳定型磁流变体材料磁胶的零场沉降稳定性;服役状态下磁胶器件的扭矩输出稳定性、磁化和退磁性能、器件工作的热稳定性、流变性能.实验结果表明,磁胶在零场状态和服役状态下的各项性能均优于目前使用的磁粉、磁流变液磁性功能材料.在Bingham模型的基础上,通过理论分析,导出磁胶在服役状态下的剪应力本构方程,为磁胶及其器件的后续研究提供了理论基础.

关键词: 磁胶 , 磁胶器件 , 纳米晶须 , 稳定性 , 流变性

二维非均质材料应力场的数值化计算方法

周青华 , 王家序 , 王战江 , 金晓清

复合材料学报

等效夹杂方法是求解含杂质材料弹性应力场的一种有效方法,但是其解析求解只适用于椭球/椭圆类杂质问题.本文提出一种基于等效夹杂方法的数值化计算方法,介绍了其基本理论,并引入共轭梯度法求解该方法的一致性条件线性方程组.该方法通过计算区域的数值离散,能够实现对二维任意形状杂质弹性场的求解.将该方法得到的结果与解析解进行比较,验证了该方法的有效性.讨论了数值化等效夹杂方法在效率以及收敛性上的表现.通过对比证明,利用共轭梯度法实现该方法,能在保持精度的同时,相较于高斯消元法具有较大的效率优势.最后通过半椭圆杂质和氧化锆/氧化铝共挤复合材料算例验证了该方法处理任意形状杂质的能力.

关键词: 非均质材料 , 等效夹杂方法 , 共轭梯度法 , 杂质 , 应力场

考虑异质材料的线接触性能建模与分析

杨万友 , 周青华 , 王家序 , 杨勇

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151216.003

提出了一种考虑材料非均匀特性的线接触弹性场数值建模方法。该方法基于数值化等效夹杂方法(NEIM)，以矩形异质材料作为基本单元，并在此基础上，结合镜像法，可求解得到线接触载荷作用下的材料弹性场。利用对比验证、参数化分析及算例验证的方法，将本文方法计算结果与有限元法(FEM)和传统等效夹杂方法(EIM)计算结果进行对比，并分析研究了异质材料分布参数对材料线接触性能的影响。结果表明：本文方法相较FEM和传统 EIM具有优越性，可处理和简化涂层问题及任意分布的异质材料线接触问题。不同位置异质材料将引起基体最大von Mises应力的增大或减小；异质材料的尺寸以及异质材料和基体之间的材料差异将影响基体应力集中程度。

关键词: 异质材料 , 线接触 , 等效夹杂方法 , 镜像法 , 复合材料

增强体对复合材料接触性能的影响

周青华 , 王家序 , 杨勇 , 杨万友 , 苗强

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160523.001

基于等效夹杂方法，引入一种数值建模方法用于求解 Hertz 接触载荷作用下复合材料次表面应力场。通过与有限元方法的对比验证本方法的有效性和优越性；讨论不同形状增强体深度、材料、尺寸、体积分数、相对位置等分布参数对基体应力场的影响。分析结果表明，双增强体接触模型中，次表面最大 von Mises 应力随增强体深度和半径的增大呈先增大后减小趋势，随增强体与基体之间材料差异的增大而单调递增；增强体体积分数及相对位置将对基体应力分布产生较大影响。通过钛基复合材料滚动接触疲劳实验验证了本文方法处理复合材料接触性能的能力。

关键词: 复合材料 , 增强体 , 接触疲劳 , 等效夹杂方法 , 应力场

CO_2+电磁搅拌复合堆焊梯度功能层的微观组织及性能研究

罗键 , 王向杰 , 赵国际 , 王家序

金属学报

采用电磁控制CO_2焊接工艺在Q235低碳钢板上进行表面堆焊功能层的实验.通过对堆焊功能层进行SEM分析,硬度测量、耐磨性能和热机械性能测试,研究了外加磁场对CO_2堆焊功能层的微观组织,硬度,耐磨性和热强硬性的影响规律.结果表明:在外加脉冲交变纵向磁场作用下,堆焊功能层界面结构得到改善、微观组织被明显细化,表面硬度和耐磨性有明显的提高,堆焊功能层具有良好的热强硬性能.

关键词: CO_2堆焊 , 电磁搅拌 , 微观组织 , 机械性能

航空结构件铣削加工表面波纹度特征提取与研究

王洪乐 , 王家序 , 周青华 , 熊青春 , 张磊

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.09.024

目的由于航空结构件壁薄、结构复杂和刚度低等原因,在多轴联动铣削加工过程中,其表面容易出现波纹度等加工纹理缺陷.准确提取、评价铣削表面波纹度,为控制和消除结构件铣削表面波纹度提供可视化参考依据.方法提出了一种频谱分析和小波分析相结合的方法.首先对已加工的航空结构件的铣削表面综合形貌进行频谱分析,依据表面形貌划分依据,确定各表面成分有效信息的频率段范围;再采用Daubechies小波分解原表面形貌特征,把含有不同频率成分的信息分解到互不重叠的频率段上;利用Mallat快速算法,计算出各逼近系数和小波系数,并对有效频率段进行重构,以实现表面形貌特征不同频率成分的提取,进而获取表面波纹度的形貌特征信息.结果针对某型航空结构件的铣削表面,采用文中方法提取到的波纹度形貌特征信息与粗糙度轮廓仪测量的结果基本吻合,验证了该方法的正确性.结论对于提取铣削表面波纹度特征信息,采用频谱分析和小波分析相结合的方法是可行且有效的.

关键词: 航空结构件 , 表面波纹度 , 频谱分析 , Daubechies小波分析 , Mallat算法

粉煤灰对废润滑油中水的吸附热力学

欧阳平 , 范洪勇 , 张贤明 , 陈凌 , 王家序

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.03.011

为将粉煤灰吸附剂应用到废润滑油的吸附再生中,预处理原状粉煤灰,配置以水为吸附质的废润滑油,考察粉煤灰对废润滑油中水的吸附热力学特性.结果表明:预处理后粉煤灰以孔隙较小的介孔和微孔结构为主,比表面积为10.45 m2/g;粉煤灰的平衡吸附量随着平衡浓度的增加而增加,随温度的升高而升高;吸附过程为以范德华力为主的物理吸附,是不可逆的自发过程和吸热过程,升温有利于吸附的进行.

关键词: 粉煤灰 , 吸附 , 废润滑油 , 再生 , 热力学

填料对聚四氟乙烯工程塑料改性的影响

王家序 , 陈战 , 秦大同

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2002.10.011

研究了MoS2、PbS、石墨、玻璃纤维、碳纤维等填料对聚四氟乙烯(PTFE)工程塑料抗磨损、摩擦系数、表面硬度、耐冲击强度等性能的影响.结果表明:填料可将PTFE的磨损量降低2个数量级,石墨和适量硬质填料的协同作用对PTFE的改性效果比较理想,既降低了PTFE的磨损量,增大了表面硬度,又提高了耐冲击强度.对其作用机理进行了分析和探讨,为材料的性能优化提供理论依据.

关键词: 聚四氟乙烯 , 填料 , 改性

纳米Al2O3对聚四氟乙烯工程材料性能的影响

王家序 , 陈战 , 秦大同

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2002.09.011

用压制和烧结的方法,制备了纳米Al2O3和聚四氟乙烯(PTFE)的复合材料.研究了纳米Al2O3粒子对PTFE的摩擦、磨损、硬度、耐冲击强度等性能的影响.结果表明:纳米Al2O3粒子不仅显著地提高了PTFE耐磨性,而且降低了PTFE的摩擦系数,同时使PTFE的硬度增大.对作用机理进行分析和探讨,提出了"纳米粒子在摩擦磨损表面产生富积及重新嵌入"的观点,为材料的改性研究提供参考.

关键词: 纳米Al2O3 , 聚四氟乙烯 , 性能 , 影响