基于晶体塑性有限元的多晶铜力学行为研究

通过晶体塑性有限元对Voronoi多晶铜的单调拉伸和循环塑性行为进行数值模拟. 单调拉伸的模拟结果发现多晶体的力学响应与晶粒个数相关;试样在拉伸变形中出现45°方向的滑移剪切带和颈缩. 研究结果表明:多晶铜的对称应变循环可呈现出循环硬化和包辛格效应,导致包辛格效应的主要原因是晶间约束产生的残余应力. 在非对称应力循环载荷作用下,平均应力和应力幅值对多晶铜的棘轮行为有显著影响.     

空冷贝氏体钢破片中绝热剪切带的微观形貌特征

利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)等设备,研究了空冷贝氏体钢爆破圆筒破片中的绝热剪切带的微观形貌特征.实验结果表明:破片中绝热剪切带为白亮带,其形貌与基体组织有明显的区别,绝热剪切带上有分叉和裂纹;衍射证明绝热剪切带内组织为晶体结构,带内有位错胞和位错缠结;原子力显微镜观测表明绝热剪切带高于基体.     

空冷贝氏体钢破片中绝热剪切带的热处理研究

利用HX-1型显微硬度计、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等分析测试手段,研究Mn-B系空冷贝氏体钢爆破圆筒破片中绝热剪切带热处理后的显微硬度和微观形貌特征.结果表明:热处理导致绝热剪切带中储存能量释放使绝热剪切带硬度下降,800℃热处理后绝热剪切带硬度最低,300℃热处理后绝热剪切带白亮特征减弱,800℃热处理后绝热剪切带白亮特征完全消失,与基体融为一体.     

AerMet100钢动态剪切性能数值仿真研究

根据AerMet100钢动态剪切试验结果,基于ABAQUS/Explicit动力学分析软件对AerMet100帽形试件的绝热剪切敏感性、临界速度以及绝热剪切带的宽度进行了数值模拟分析,模拟结果与实验吻合较好. 在此基础上,研究了AerMet100钢绝热剪切敏感性与加载速度的关系,分析了AerMet100钢试件在动态加载过程中的应力场分布、绝热剪切带的演化过程以及温度场分布. 研究结果表明,剪切区域特征单元的承载能力随加载速度的提高而降低,剪切带形成的临界速度在32 m/s左右,剪切高温区集中在微米量级的带状区域.      

打击气压对激光快速成形TC4合金剪切带形成及发展的影响

采用分离式霍普金森杆系统,对激光快速成形TC4合金帽型试样进行不同打击气压下的动态压缩试验.采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等分析手段,研究了打击气压对其剪切带形成及发展的影响.结果表明,打击气压对激光快速成形TC4合金中所产生剪切带的形成及发展有较大的影响,随着打击气压的增大,剪切带宽度增大,且剪切带内的沿剪切方向的流线逐渐减弱;各种打击气压下,剪切带内均由细小晶粒组成,当打击气压为0.065 MPa时,剪切带内无动态再结晶晶粒,而其它气压下,剪切带内均出现了动态再结晶晶粒,且随打击气压的增大,再结晶晶粒比例增多,至气压为0.100 MPa时,剪切带内几乎由细小再结晶晶粒构成,计算显示,随打击气压的增大,剪切带内的绝热温升也随之增加.     

不同曲率弯管对气相爆轰波传播特性的影响

采用附加Runge-Kutta方法,5阶加权无震荡格式和基元反应模型,对规则爆轰波在15°,20°,30°,40°,45°,60°光滑弯管的传播过程进行了数值模拟. 本文采用的基元反应模型是9组分48反应模型,反应气体为满足化学当量比的H₂/O₂混合气体,并用氩气稀释. 分析数值模拟结果发现所有弯管胞格结构都从规则变为不规则,随着弯角度数的增加,爆轰胞格结构从有到消失,爆轰波从没有熄爆区到有熄爆区,30°是有无胞格消失区、产生熄爆与非熄爆的临界度数;在一定压力下,大于30°的弯管下游都会产生重新起爆的现象;由于弯管的复杂性,爆轰波的反射在下壁面存在马赫反射和规则反射两种模式.     

心形装药结构的破片飞散特征与能量增益研究

为研究心形装药结构的破片飞散特征与能量增益效应,基于LS-DYNA对典型心形装药结构与同质量和尺寸的轴对称装药结构的破片驱动飞散、能量分布和对靶板侵彻作用效应进行了数值模拟,结果表明心形装药结构在径向飞散角-30°~30°内的破片比例为94.3%,而轴对称装药结构仅为16%.心形装药结构的破片速度在2097~349 m/s之间分布,平均速度虽明显低于轴对称装药结构,但在径向飞散角-5°~5°之间的破片总动能约是轴对称装药结构的4倍,能够明显提高定向方向范围内的破片分布密度和动能,增强对目标的侵彻作用效应.     

自然光在两种介质表面发生反射和折射时偏振特性

自然光在两种介质表面发生反射和折射时光强、偏振度随入射角不同而发生改变.根据菲涅耳公式对反射光和折射光的偏振度随入射角的变化规律作了理论推导。并通过数值模拟的方法给出了入射角5°～85°的反射光和折射光的偏振度变化曲线.     

高速切削淬硬钢主剪切区绝热剪切失稳微观机理研究

使用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对高速切削淬硬30CrNi3MoV高强度钢形成的锯齿状切屑主剪切区内材料微观特征进行了观察,并对绝热剪切失稳的微观机理进行了分析.微观观察和分析结果表明,绝热剪切带中心由平均直径0.4～0.6μm的细小等轴晶粒组成,过渡区内为碎化并沿剪切方向拉长的马氏体板条组织.锯齿状切屑的形成应归因子主剪切区材料绝热剪切失稳的发生,在此过程中,动态回复和再结晶成为微结构演化的主要冶金过程,绝热温升起到了关键作用.等轴晶组织的形成机制为旋转式动态再结晶.     

C5210铜合金带材组织与性能的研究

通过金相、力学性能测试等手段研究了C5210铜合金带材的组织与性能.结果表明:结晶角小于15°,水平连铸速度控制在10.8 m/h左右,带坯晶粒度均匀,结晶线不发生明显偏移,长时间的均匀化退火,消除枝晶偏析,有利于冷轧开坯;C5210铜合金在650 ℃下保温9 h,合金元素分布相对均匀,粗轧冷轧加工率可达80%以上;合金在560 ℃下保温6 h,再结晶退火后,合金晶粒度为0.04 mm,消除了加工硬化,此时合金的平均抗拉强度为411.9 MPa,平均伸长率为60.9%,平均维氏硬度为94.7.     

短粗试样（矿柱）渐进破坏的围压效应

采用FLAC,在矿柱端面不存在水平摩擦力条件下,模拟了围压对矿柱渐进局部剪切破坏的影响。在弹性阶段,材料的本构关系为线弹性。峰值强度后的本构模型取为莫尔库仑剪破坏与拉破坏复合的应变软化模型。数值结果表明,随着围压的增加,矿柱的峰值强度、残余强度及应力降增加;剪切带图案变得不规则,对称性变差,发生塑性破坏的单元数量变少,被剪切带切割的块体尺寸及形状变得不规则;总软化区扩展率降低,因此,受到高围压作用的矿柱,不易发生失稳破坏。但在破坏前,前兆不明显;矿柱中部的均匀分布的水平及垂直应力增加,它们的分布具有某种相似性。在剪切带之外,垂直及水平应力均较高,这为剪切带沿其切线及法线扩展提供了所需要的、较高的应力梯度。应力分布的不均匀性,根源于矿柱发生了以多重剪切带为表现形式的局部剪切破坏。     

基于血液剪切损伤机理的高速螺旋血泵仿真分析

 高速螺旋血泵内部流场形态产生的高剪切力是导致血液溶血的重要因素,因此,对高速螺旋血泵中血液的流体动力分析有助于血泵性能的优化及减少血液细胞的损伤。采用水力旋流场理论对高速螺旋流场内血液剪切损伤机理进行了研究,得出了红细胞剪切破碎的判定依据,并结合所设计的植入式螺旋血泵,应用多相悬浮体CFD仿真技术,对血泵中的剪切应力场进行了仿真分析。研究结果表明：所设计的高速螺旋血泵中,剪切应力的分布能够满足血液生理要求。     

新疆准噶尔环线旅游厕所现状及对策研究

随着我国旅游业的发展，尤其是入境旅游的快速发展，旅游厕所存在的问题日益凸显出来。旅游厕所作为旅游景区形象之一，已经成为旅游景区开发与建设中要考虑的一个重要因子。然而，却存在着总量少，档次低。发展不平衡．时空分布不均，管理不到位等问题。作通过对准噶尔环线旅游厕所的实际调查研究．提出由政府主导型与企业个人行为结合起来的解决方法。     

考虑咬合修正系数的自密实砂浆3D-DEM模型

在自密实砂浆的3D离散元模拟(discrete elementmethod,DEM)中,为了准确模拟其摩擦特性,降低单元间相互咬合引起的阻碍作用,该文采用咬合修正系数(engagingfactor,fe)对砂浆单元接触模型进行修正。计算单元接触力时,将与运动方向相反的作用力乘以fe后进行合力的计算。采用自主开发的离散元程序对剪切算例进行数值模拟,验证了fe可有效降低单元间阻碍作用,抗剪摩擦力最大可降低85%以上。对自密实砂浆的摩擦性能进行实验研究并对结果进行模拟,结果表明:通过选取合适的fe和接触参数,模拟结果与实验结果比较吻合。     

微观组织和织构对H65黄铜带材折弯性能的影响

电子产品关键部件小型化对黄铜合金带材折弯性能提出了更高的要求。研究了微观组织和织构对H65黄铜带材折弯性能的影响规律和影响机制。结果表明：带材平行于轧向折弯较垂直于轧向折弯更易于产生表面褶皱和裂纹,且随着折弯半径的减小,折弯性能降低。折弯变形过程中带材外表面易形成剪切带,所产生的剪切变形是造成表面褶皱和开裂的主要原因。微观组织不均匀、较强的Brass织构易导致带材折弯过程中产生剪切变形,造成带材折弯性能下降。通过调控热处理工艺来调整带材织构,减少或抑制剪切带的产生,能够提升带材的折弯性能。     

动态压缩下5A06铝合金剪切变形局域化

利用gleeble3500热模拟装置与分离式霍普金森压杆(SHPB),在应变速率为(10～4 000)s-1条件下,对80%冷变形5A06铝合金动态力学行为与微观结构进行研究。实验表明:大应变和高应变率是产生剪切带的必要条件;即材料在一定的高应变率下形变到一定程度时才能形成剪切带。动态压缩后基体区微观组织LBs与RD平行,空间间距为0.15μm;剪切带内LBs与RD成20°,空间间距0.1μm至0.15μm,剪切带内部微观组织并未发生动态再结晶。     

聚碳酸酯冲击断面形态

用扫描电镜观察聚碳酸酯(PC)缺口冲击破坏断面形态。结果表明,断面形态主要包括平滑面、放射线条纹和带三种。放射线条纹具有金属断口似的“放射剪切花样”和“河流花样”,还有“色骨花样”和“蝴蝶翅花样”。放射线条纹基本上是以撕裂台阶形式呈位错逐段连接起来的。位于裂源区和放射线区的带的微观结构是相同的。它们都是银纹和裂纹的不连续增长带。     

指向概率方法在中子伽马测井计算中的应用

应用蒙特卡罗方法,成功地模拟了中子伽马测井的物理过程和中子的输运过程、热中子的俘获以及中子伽马射线的产生和输运过程.用指向概率方法计算了中子伽马射线对探洲器的通量贡献,用群截面数据库模拟中子,用点截面数据模拟伽马光子,计算绘出的中子伽马能谱峰值与所选择的特征能量非常吻合,从而证明了蒙特卡罗方法在核测井领域应用的可行性.     

Impact of asymmetry deformation on microstructure and mechanical properties of AZ31B alloy sheets deformed by on-line heating rolling

The effect of asymmetry deformation on microstructure and mechanical properties of AZ31 sheet was investigated in the present paper. Two AZ31 sheets were rolled together with an on-line heating rolling mill and separated from each other afterwards. For each sheet, the strain on both surface during rolling was asymmetry and this rolling method is called asymmetry rolling (AR) in present work. For comparison, symmetry rolling (SR) was also carried out on the same rolling mill that only one sheet was rolled in one pass. The sheets deformed by AR showed more homogeneous microstructure with higher recrystallization level and symmetry distributional basal texture. Moreover, SR sheets showed many narrow shear bands which distributed as “V” shape along rolling direction, while less shear bands with wider size are observed in AR sheet. The shear bands in AR sheet distributed as a line and across the entire thickness of the sheet, resulting in layered bimodal structure. Based on the unique microstructure and texture characteristics, AR sheet has lowest mechanical property anisotropy and a good balance of strength and elongation.     

穿甲试验靶弹孔微观结构和绝热剪切带特性

发射海37弹道炮对60钢装甲靶板穿孔周围的微观结构进行了研究，在弹孔表面发现有钨的成分，说明在高速侵彻过程中产生的高压可以使钨熔化，弹孔周围的绝热剪切带沿主剪应力方向形成，与静态塑性变形滑移线方向接近，绝热剪切带上不均匀的变形将产生微裂纹和微孔洞，在弹孔周围同时发现相变带和形变带两种绝热剪切带。