王艳飞
,
孙耀宁
,
孙文磊
,
海几哲
玻璃钢/复合材料
纤维增强复合材料的强度取决于微尺度开裂、脱粘和复合材料单元和组分相之间的相互作用.复合材料的损伤程度是影响工程应用中使用寿命失常的重要因素.采用细观力学模型对复合材料的强度、刚度和使用寿命进行预测,可以实现复合材料结构的宏、细观一体化分析.在此,总结了纤维增强复合材料断裂、损伤和变形的细观力学分析模型的发展,并展望了其发展趋势.
关键词:
纤维增强复合材料
,
损伤行为
,
细观力学
,
分析模型
孙耀宁
,
王艳飞
兵器材料科学与工程
用Python脚本生成复合材料三维细观力学有限元结构模型以及施加代表性体积单元(RVE)所需的周期性边界条件,运用Abaqus材料子程序UMAT建立材料的损伤模型,研究周期性温度变化下纤维增强复合材料代表性体积单元(RVE)在横向拉伸载荷的作用下组分相损伤的演化过程以及最终产生基体裂纹破坏的趋势.并与文献中的实验结果进行对比,从细观尺度表征了周期性温度变化对横向拉伸载荷作用下复合材料失效模式的影响.从模拟结果可以看出,纤维和基体的热物理性能不同使得纤维牵制基体的热变形,将会加快纤维/基体破坏,直接在垂直于载荷的应力集中区域产生连续界面脱黏.
关键词:
周期性温度变化
,
纤维增强复合材料
,
细观损伤
,
界面失效
,
横向行为
王艳飞
,
巩建鸣
,
唐建群
,
蒋旺
,
姜莹洁
中国腐蚀与防护学报
利用有限元法对高强度珠光体钢丝冷拔残余应力应变进行有限元分析，在此基础上利用有限差分法计算应力应变同时诱导下的氢扩散浓度分布规律，并比较其与只考虑残余应力诱导氢扩散模型所得氢浓度分布规律的不同。结果表明，由于冷拔加工过程中钢丝表面和内部变形速率的差异，冷拔后在钢丝表面产生较大的残余拉应力和大量的塑性应变。残余应力应变的存在，加剧氢在材料中的扩散和聚集，其中应变的影响相当明显。在短时间内，由于塑性应变降低氢在材料内的扩散系数，所以同时考虑残余应力和应变引起的氢富集水平低于只考虑应力诱导引起的氢富集水平。随着时间的增加，应力应变引起的氢富集浓度明显大于只考虑应力诱导时的氢富集浓度。塑性应变会引起氢富集已经被大量实验所证实，同时考虑应力应变对氢扩散的影响更具有实际意义，为进一步建立准确的钢丝氢脆模型提供参考。
关键词:
冷拔
,
residual stress
,
strain
,
hydrogen diffusion
,
steel wires
王岩
,
张丽娟
,
李钒
,
王艳飞
材料导报
形貌控制合成高电催化活性的铂系纳米催化剂一直是燃料电池的研究热门.树枝状结构提高了电催化活性和利用率,多组分体系降低了成本.对比多种化学合成方法,提出了合成高性价比树枝状铂系纳米催化剂的突破点.
关键词:
铂
,
树枝状
,
催化剂
,
电催化活性
蒋旺
,
巩建鸣
,
王艳飞
,
姜勇
,
荣冬松
机械工程材料
对304L奥氏体不锈钢板进行电化学充氢,研究了其充氢前后拉伸性能与氢含量的关系以及充氢再放氢后的拉伸性能,并分析了拉伸断口的断裂性质。结果表明：充氢后不锈钢的塑性明显降低,且塑性降低程度随着氢含量的增加而增大,当可扩散氢的质量分数大于12×10-6时,伸长率的损减率达到10%以上;试样断口的表层由充氢前的韧性断裂变为充氢后的脆性断裂,放氢后塑性得到一定程度的恢复。
关键词:
电解充氢
,
304L奥氏体不锈钢
,
塑性
,
氢脆
王艳飞
,
巩建鸣
,
蒋文春
,
姜勇
,
唐建群
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00711
基于有限元ABAQUS软件,利用内聚力模型和与H相关的线性内聚力-张开位移率关系,开发了顺次耦合的氢致滞后断裂有限元计算程序,预测了预充H的AISI4135高强钢圆柱缺口试样在常载荷拉伸条件下的滞后断裂时间和裂纹萌生位置,同时考察初始H含量,缺口尖端应力集中系数和拉伸载荷对滞后断裂的影响,并和文献报道的相关实验结果进行比较.结果表明,CZM模型能够较好地模拟预充H高强度钢的氢致滞后断裂过程,预测结果和实验结果基本一致.氢致滞后断裂存在H临界值,当缺口尖端高应力区聚集的H浓度达到临界值时,裂纹才会在此萌生,此临界值与材料所受的载荷大小、缺口尖端的应力集中系数(缺口半径)有关,而与初始H浓度无关.随着缺口尖端应力集中系数、拉伸载荷的降低,滞后时间将显著增大,临界H浓度也增大.
关键词:
内聚力模型
,
氢致滞后断裂
,
高强钢
,
氢脆
王艳飞
,
巩建鸣
,
荣冬松
,
高峰
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00537
开展316L奥氏体不锈钢块状试样低温气体渗碳实验,测量渗碳层内沿深度方向的C浓度和应力的大小及分布;基于应力-扩散耦合作用理论,建立渗碳后渗碳层内的C浓度和应力分布的计算模型,利用该模型计算上述渗碳实验后试样沿深度方向的C浓度和应力分布,并将模型计算结果和实验结果进行比较.结果表明,低温气体渗碳后钢在表层产生一层含高C浓度的渗碳层,渗碳层内重现高的压应力,C浓度和压应力均在表面处最大,随着深度的增加而逐渐降低,压力和浓度的大小之间呈直线关系;考虑应力-扩散的耦合作用的扩散计算模型计算得到的C浓度分布和实验测量结果符合的较好,表明扩散引起的应力在低温气体渗碳的C扩散中扮演重要角色;扩散压应力的产生显著增加了C的表观扩散速度,在低温气体渗碳等类似的渗碳或氮的扩散机制研究中,需考虑扩散引起的扩散压应力与扩散之间的相互作用关系.
关键词:
低温气体渗碳
,
316L奥氏体不锈钢
,
C浓度
,
扩散应力
王艳飞
,
郭尧
,
张艳维
,
宋海香
,
牛永生
,
张红松
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.04.035
目的 以化学键合法替代传统物理包覆法改性纳米氢氧化铝(Nano-ATH)阻燃剂,改善其在有机高聚物中的分散稳定性和相容性.方法 以钛酸酯偶联剂UP-311湿法表面改性Nano-ATH,运用正交实验的方法,研究改性剂用量、改性温度、改性时间对Nano-ATH粒径的影响,并通过红外光谱、粒度及Zeta电位等分析手段对最佳改性条件下制备的Nano-ATH的改性效果进行评价.结果 最佳改性条件为:改性剂用量3%(占Nano-ATH质量的百分比),改性温度75℃,改性时间30 min,钛酸酯偶联剂与Nano-ATH以化学键结合.结论 Nano-ATH的表面性能由亲水疏油变为亲油疏水,达到了对Nano-ATH阻燃剂改性修饰的目的.
关键词:
纳米氢氧化铝
,
正交实验
,
阻燃剂
,
表面改性
,
钛酸酯偶联剂
董伟南
,
王艳飞
,
巩建鸣
机械工程材料
对316L奥氏体不锈钢板试样进行不同程度的塑性预变形,通过电化学充氢及拉伸试验,研究了塑性预变形对316L奥氏体不锈钢氢脆的影响.结果表明:随着塑性预变形量的增大,316L不锈钢的屈服强度和抗拉强度均有提高,但塑性降低;充氢后316L不锈钢的强度变化不大,但塑性进一步降低,充氢导致了316L不锈钢发生塑性损减,且随着塑性预变形程度的增大,氢致塑性损减的程度也增大,塑性预变形导致材料的氢脆敏感性增大.
关键词:
316L奥氏体不锈钢
,
预变形
,
氢脆
,
塑性损减
