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  • 简介:采用第一性原理计算,结合准谐近似德拜模型深入研究高温高压下ZrC的性能。结果表明,ZrC的B1结构比B2结构具有更低的生成热,说明B1结构的ZrC更稳定,此外,力学不稳定性和正的生成热是B2结构的ZrC在常压下不存在的原因。研究还发现,B1结构的ZrC在V/V0=0.570的临界点以下可以转化为B2结构。另外,通过第一性原理计算和准谐近似德拜模型,分别在0~3000K的温度范围内和0~100GPa的压力范围内研究ZrC的各种热力学弹性性质。对ZrC电子结构的各种性质进行讨论和说明,计算结果与文献中相应的实验数据吻合较好。

  • 标签: ZRC 相变 热力学性质 弹性性质 第一性原理计算
  • 简介:卡箍铆接于舱体内部,用于捆扎、固定电缆束。尾段舱体卡箍在卡装电缆束时发生断裂,中段舱体卡箍在卡装电缆束后约5.5h发生断裂。通过外观检查、化学成分分析、金相组织检查、硬度测定、断口微观观察、含H量测试等,对卡箍断裂的原因和性质进行了分析。结果表明:尾段舱体卡箍由于存在裂纹缺陷,因承载能力不足导致了断裂,卡箍热成形中工艺控制不到位,裂纹在应变较大区域萌生;中段舱体卡箍断裂性质为氢致延迟断裂,H含量偏高,同时较高的强度对断裂的发生起到了促进作用。

  • 标签: 断裂 氢脆 强度 热成形 裂纹
  • 简介:研究了裂纹扩展引起的结构柔度变化以及裂纹界面接触对弹性梁振动特性的影响。基于断裂力学和能量原理推导了含横向裂纹弹性梁的局部柔度模型,分析了常见形式裂纹均匀梁的局部柔度,给出了相应的无量纲柔度系数计算公式;结合梁的弯曲振动方程,探讨了含裂纹悬臂梁的振动特性。算例表明:裂纹形式对弹性梁的柔度影响明显,裂纹界面接触会引发参数振动,界面滑动摩擦阻尼对稳定梁的振动响应具有重要作用。

  • 标签: 结构裂纹 弹性梁 振动特性
  • 简介:通过第一性原理计算方法研究了Mg-Al-Ca-Sn合金中主要强化相Mg17Al12,Al2Ca,Mg2Sn和Mg2Ca的结构稳定性、电子结构、弹性常数和热力学性质。计算所得晶格常数与实验值及文献值吻合。合金形成热和结合能计算结果表明,Al2Ca具有最强的合金形成能力及结构稳定性。通过对这些化合物的态密度、Mulliken电子占据数、金属性和差分电荷密度计算分析了其结构稳定性的机制。通过计算Mg17Al12,Al2Ca,Mg2Sn和Mg2Ca的弹性常数,推导出了各相的体模量、剪切模量、杨氏模量和泊松比。热力学性质计算结果表明,Al2Ca和Mg2Sn的Gibbs自由能低于Mg17Al12,即Al2Ca,Mg2Sn的晶体结构稳定性优于Mg17Al12相。因此,通过添加Ca和Sn元素可以提高Mg-Al系合金的热力学稳定性。更多还原

  • 标签: Mg-Al系合金 第一性原理计算 电子结构 弹性性质 热力学性质
  • 简介:针对航空发动机尾喷管弹性片多次出现裂纹故障,利用视频显微镜、扫描电镜等设备,通过对弹性片进行外观检查、断口分析、能谱分析、金相检查以及流场和应力分析等方法,确定弹性片裂纹性质和产生原因。结果表明:故障弹性片裂纹性质为多源疲劳,起源于弹性片薄板间的焊缝位置;飞机垂直尾翼处流场异常,造成气动载荷较大,是弹性片产生裂纹的主要原因;同时,弹性片选用0.5mm厚的TC2薄板强度储备不足,焊缝位置存在未焊合缺陷,形成较大的应力集中,降低了弹性片的抗疲劳性能,促进了疲劳裂纹的萌生。提出相应的改进建议,避免类似故障的发生。

  • 标签: 弹性片 疲劳 应力集中 流场分析 未熔合
  • 简介:利用简化的列车二维碰撞模型,建立列车碰撞运动微分方程,采用数值积分方法,以20节车厢连挂列车平面刚体模型为对象,对列车在各工况下受碰后的动力学行为进行研究,得到了整列车受碰后的最大车钩压力、最大接近线速度、角速度等动态性能参数。在此基础上,对车钩压力随运行时间的变化情况、各节车的最大车钩压力、最大接近线速度、角速度进行了分析和探讨,结果表明:利用该仿真分析方法研究列车受碰后的动力学行为是有效的。

  • 标签: 列车 二维碰撞模型 碰撞运行微分方程 动态性能 数值仿真
  • 简介:采用分子动力学方法对Mg7Zn3合金快速凝固过程进行计算机模拟,研究玻璃转变过程局域结构与动力学之间的关联。结果表明:以Mg原子为中心的FK多面体和以Zn原子为中心的二十面体局域结构,对Mg7Zn3金属玻璃的形成起关键性作用。Mg(Zn)原子的扩散系数在熔点附近开始偏离Arrhenius关系,而满足幂指数规律。根据均方位移、非相干中间散射函数和非Gauss函数等时间相关函数,发现:随着温度的降低,β驰豫越来越显著,α弛豫时间以VFT指数规律迅速增加;而且半径较小的Zn原子比Mg原子呈现较快的弛豫动力学行为。另外,部分短程有序局域原子结构具有较慢的动力学行为,对β驰豫中笼子效应起主导作用;并随着其数目的大量出现,体系扩散系数开始偏离Arrhenius关系,玻璃形成过程微观结构转变温度TgStr与动力学转变温度Tc非常接近。

  • 标签: Mg7Zn3合金 玻璃转变 动力学 结构弛豫 分子动力学模拟
  • 简介:以PEG20000为表面活性剂在撞击流反应器中制备La2O3超细粉体的前驱体十水草酸镧(La2(C2O4)3.10H2O)。在室温至900°C下研究La2(C2O4)3.10H2O的热分解过程,通过FTIR和DSC-TG对其反应中间物及最终固体产物进行分析。结果表明,该热分解过程由5个连续的反应阶段组成。采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法对活化能E进行求取,结果显示E值随着α的变化而变化,说明草酸镧的分解为复杂的热分解过程。采用多元非线性回归分析法对动力学方程和相关动力学参数进行拟合,得到动力学模型为G(α)=[1-(1+α)1/3]2。采用该动力学模型求得的活化能平均值与采用FWO法和KAS法计算而得的活化能平均值十分接近,其拟合曲线与样品的热重分析曲线吻合。

  • 标签: 十水草酸镧 TG-DSC 热分解 多元非线性拟合
  • 简介:本文对某发动机简体爆破故障原因进行了分析。裂纹形态观察理论分析、动力学仿真和验证试验结果表明,导弹在发射筒内与螺旋导轨多次撞击而产生的冲击载荷作用于导弹发动机筒体,形成的扭转应力波的叠加导致局部应力过大是导弹发动机简体破裂的主要原因。根据故障分析结论,提出了预防和解决该故障的相应可行措施:改发射方案为发射筒内变距螺线起旋,以便从源头降低冲击载荷;在结构主应力反射点上人为制造局部自由端,避免筒壁上的主应力叠加点形成应力峰值叠加;在传力路线上加入内衬材料,从而达到降低应力波强度的目的;采用变截面旋压技术加工发动机壳体,以提高壳体局部强度。

  • 标签: 旋转导弹 冲击 故障分析 扭转应力波
  • 简介:应用柔性多体系统动力学进行货车动力学仿真研究,以货车c70为研究对象,把车体、侧架和摇枕作为柔性体,其余作为刚体,组成刚柔耦合动力学模型进行动力学仿真计算,分别在空、重车情况下与多刚体模型车辆振动响应、动力学性能结果对比,寻找几种模型不同工况下差异,提出最优建模方式。仿真结果表明:研究车辆系统振动响应时可以忽略侧架和摇枕柔性,而车体柔性影响明显;对于车辆运行稳定性和平稳性车体、侧架和摇枕柔性有一定影响但是影响不大,对于曲线通过性能有必要同时考虑车体和侧架柔性影响。

  • 标签: 货车 刚柔耦合动力学 振动响应 动力学性能 建模优化
  • 简介:利用MTSLandmark伺服加载试验对砂岩开展循环点荷载试验并对其力学特性进行研究。试验包含恒幅循环加载和荷载逐渐增加的多级循环加载两种方式,其加载频率和下限荷载比的变化范围分别为0.1~5Hz和0~0.60。分析加载频率和下限荷载比对红砂岩疲劳寿命和滞回特性的影响。结果显示:红砂岩疲劳寿命随加载频率和下限荷载比的增加呈现先减后增的变化规律;在相同循环次数下,滞回环间距随加载频率的增大和下限荷载比的减小而不断增加。同时,红砂岩在循环点荷载作用下仍存在“锻炼”和“记忆”效应。

  • 标签: 红砂岩 循环点荷载 疲劳寿命 滞回环 侵入 锻炼效应
  • 简介:采用放电等离子烧结(SPS)法将元素钛粉和镍粉制备成Ti-51%Ni形状记忆合金(SMAs)。研究目的是采用自由锻二次加工以提高SPS合金的性能。对自由锻前后合金的显微组织、相变温度和超弹性进行比较。结果表明,自由锻可以显著提高Ti-Ni形状记忆合金的拉伸强度和形状记忆性能,自由锻后合金的韧性从6.8%提高到了9.2%,超弹性的应变范围从5%增加到7.5%,应变恢复速率从72%提高到92%。Ti-51%Ni合金显微组织中含有立方奥氏体相(B2)基体、单斜马氏体相(B19′)、第二相(Ti3Ni4,Ti2Ni和TiNi3)和氧化物相(Ti4Ni2O,Ti3O5)。自由锻后再经500°C时效处理的最终样品的马氏体相变温度向高温方向偏移,这是由于Ti3Ni4相(透射电镜下可以观察到)的析出而导致基体中Ni含量的减少。总之,自由锻可以提高Ti-51%Ni形状记忆合金的超弹性力学性能。

  • 标签: 形状记忆合金 超弹性 放电等离子烧结 自由锻
  • 简介:通过对激光直接沉积制备的FGH96粉末高温合金与K441高温合金界面超声回波的研究,分析界面回波高度变化的原因,在不同回波高度位置取样进行室温拉伸性能测试,断口观察并利用EBSD测量K441高温合金的晶粒取向。结果发现,不同回波高度位置取出的试样拉伸性能差异不大,回波高度与拉伸性能无明显相关性,试样回波高度的变化主要是由于K441高温合金粗晶粒取向不同造成的,FGH96粉末高温合金/K441高温合金界面可能产生φ1.2mm平底孔当量的伪缺陷显示。

  • 标签: 激光直接沉积 界面反射 力学性能 晶粒取向
  • 简介:采用TG、XRD和SEM等分析手段,系统研究了900~1050°C条件下攀枝花钛铁矿的氢气还原过程。结果表明:在900°C恒温还原过程中,还原产物为铁和金红石,当温度高于1000°C时,亚铁板钛矿开始形成。在还原过程中,元素镁会逐渐富集并影响金属化过程。同时,讨论了局部化学反应和相关的还原动力学过程,反应控速步骤为扩散过程。由计算可知,在所选实验条件下,氢气还原攀枝花钛铁矿的表观活化能为117.56kJ/mol,高于合成钛铁矿还原过程中的表观活化能。

  • 标签: 攀枝花钛铁矿 合成钛铁矿 氢气还原 动力学 控速步骤 镁元素迁移
  • 简介:利用基于密度泛函理论(DFT)的广义梯度近似(GGA)研究四方相BiOCuS的电子结构、化学键和弹性性质。能带结构显示,BiOCuS为间接带隙半导体,带隙宽为0.503eV;态密度和分态密度的结果表明,费米能级附近的态密度主要来自Cu-3d态。布居分析表明,BiOCuS中的化学键具有以离子性为主的混合离子-共价特征。计算得到四方相BiOCuS的晶格参数、体模量、剪切模量和单晶的弹性常数,由此导出弹性模量和泊松比。结果表明,BiOCuS是力学稳定的,且具有一定的延展性。

  • 标签: BiOCuS 第一性原理 电子结构 化学键 弹性性质
  • 简介:研究了硫酸浸出德昌稀土与天青石共伴生矿的焙烧矿过程。考查粒度、搅拌速度、硫酸浓度和温度对稀土浸出率的影响,并对稀土的浸出动力学进行分析。在选定的浸出条件下:粒径0.074~0.100mm、硫酸浓度1.5mol/L、液固比8:1、搅拌速度500r/min,稀土浸出反应受内扩散控制,表观活化能为9.977kJ/mol。

  • 标签: 氟碳铈矿 稀土 焙烧矿 浸出 动力学
  • 简介:为了揭示反应润湿扩散过程的物理本质,提出一种解释其驱动力和润湿机理的能量模型。在真空条件下采用通管滴落法,研究熔融的Al及Cu-Si合金在石墨基板上的反应润湿铺展过程,由轴对称形状分析软件(ADSA)测量摄入图像的接触角。研究典型反应润湿的热力学和动力学过程,推导能量关系的热力学方程,计算石墨表面能和三相线处固-液界面能相对于时间的变化值,并建立关于界面能的动力学模型。借助实验验证该模型的合理性,表明在反应过程中固液界面能随时间呈指数关系下降。从能量角度可为反应润湿过程提供一种新的解释方法。

  • 标签: 反应润湿 固-液界面能 接触角 石墨 界面反应
  • 简介:通过在零件上取小试样进行拉伸及拉-拉疲劳性能测试,分析研究热等静压+挤压+等温锻(EX)及直接热等静压(HIP)两种工艺在模拟服役条件下对FGH95合金力学性能的影响。结果表明,EX试样抗拉强度的稳定性高于HIP试样。从线性回归应力寿命(S-N)曲线中可以得到,在给定的循环载荷条件下,EX试样失效前承受的循环次数更多,分散性更小。断口断裂特征表明,EX工艺条件下合金以塑性断裂机制为主,而HIP工艺条件下以脆性断裂机制为主。

  • 标签: FGH95合金 小试样 力学性能 分散性 断裂特征
  • 简介:低温下钎焊铝合金能够避免母材受热发生软化。研究了使用纯Sn超声钎焊纯Al时,初晶α(Al)对Al/Sn界面显微组织和结合强度的影响。结果表明,在液态Sn中,α(Al)的{111}面的表面能和生长速度最小,因此,析出的初晶α(Al)的形态为{111}面包围的正八面体。超声能够起到提高形核率并细化初晶α(Al)颗粒的作用。在较长的超声和保温时间下,Al/Sn界面会析出大量八面体初晶α(Al)颗粒,使界面呈现出一种起伏不平的形貌,增加了界面实际结合面积和咬合作用。超声作用40s,保温10min时界面的结合强度达到63MPa。

  • 标签: 铝合金 超声钎焊 界面组织 力学性能
  • 简介:采用金属催化的气相合成法制备高纯度单晶钨纳米线材料,采用分子动力学方法进行拉伸模拟计算,分析〈100〉、〈110〉、〈111〉3种典型晶向下单晶钨纳米线的拉伸应力-应变曲线及其微观变形结构,揭示晶向对单晶钨纳米线拉伸破坏机理的影响。结果表明:3种晶向均具有弹性、损伤、屈服、破坏等4个阶段,其中〈100〉晶向还具有独特的屈服后强化阶段和两次应力突降阶段。晶向对单晶钨纳米线弹性模量的影响较小,对抗拉强度、屈服强度和延展性的影响较大,主要取决于不同的原子表面能和主滑移面。计算得到的单晶钨纳米线的弹性模量值与实测结果吻合较好。

  • 标签: 晶向 应力-应变曲线 破坏机理 分子动力学 单晶钨纳米线