强冲击载荷下氧化铝陶瓷破坏特性的数值模拟及实验研究

利用一级轻气炮对氧化铝陶瓷靶板进行平板撞击实验,采用VISAR测量系统获得了陶瓷试件自由面运动速度历史和Hugoniot弹性极限;拉氏实验中采用锰铜压阻传感器测量得到靶板内的应力时间曲线;结合实验数据,得到了压力（应力）比容关系,拟合了氧化铝陶瓷Hugoniot曲线;Hugoniot曲线在在低压下具有典型的弹塑性形变过程,高压下才进入类流体形变过程,低压区与高压区的转折点大约在11.4GPa.利用非线性动力学有限元软件建立计算模型,选用合适的模型参数,模拟了陶瓷靶在高速冲击下的动态破坏过程,给出了不同时刻靶板的变形特征和不同冲击速度下靶板内的应力波形曲线,与实验曲线有较好的一致性;并分析了碰撞过程中陶瓷靶的破坏形态及其破坏机理.     

增韧氧化铝陶瓷的层裂强度及压缩损伤研究

采用一级轻气炮对增韧ZTA 95/10陶瓷进行一维应变冲击压缩,通过激光干涉测速技术测量样品的自由面速度剖面,计算经过冲击压缩后残余的层裂强度,分析了其与加载应力的关系,并与未增韧的AD95陶瓷进行了对比,讨论了冲击压缩损伤程度随加载应力的变化关系以及增韧效果. 结果表明:加载应力在其雨贡纽弹性极限σ_HEL(约4.1 GPa)以下,ZTA 95/10陶瓷的层裂强度基本稳定,平均值为0.39 GPa,材料未发生压缩损伤;超过σ_HEL,层裂强度逐渐降低,开始发生压缩损伤;层裂强度在1.5倍σ_HEL附近降低到0,表明压缩损伤程度比较严重. 与AD95陶瓷相比,加载应力在3.7 GPa(AD95陶瓷的冲击压缩损伤阈值应力)以下,两种陶瓷的层裂强度基本相当;加载应力进一步增大,AD95陶瓷的层裂强度快速降低,而增韧后的ZTA 95/10陶瓷的层裂强度下降并不明显,表明ZTA 95/10陶瓷的压缩损伤程度远小于AD95陶瓷,这在一定程度上体现了增韧效果.      

Al2O3陶瓷动态力学性能的实验研究

采用改进的SHPB实验方法对Al2O3陶瓷的动态力学性能进行了研究,得到了材料在较高应变率范围内的动态应力应变曲线.结果表明,Al2O3陶瓷为弹脆性材料,其动态应力应变呈非线性关系;在较高的应变率范围内,陶瓷材料的动态应力应变关系是与应变率相关的;材料的初始弹性模量、破坏应力、破坏应变值随应变率的增大而增大.由实验结果拟合得到了材料的动态本构方程.     

低碳、Ti-V复合微合金化钢的流变应力模型

通过单道次压缩实验,研究了一种低碳、Ti-V复合微合金化钢在温度为1 173~1 373 K及应变速率为0.1~10 s-1条件下的奥氏体应力-应变行为;基于Akben等对溶质阻碍动态再结晶的量化研究工作,获得了本实验钢的近似的形变激活能Qdef及Zener-Hollomon参数;采用Jonas等的分析方法,计算得到回复参数r和r’、屈服应力σ0、饱和流变应力σsat和动态再结晶临界应力σc与Z参数的关系;获得了动态再结晶动力学,并最终建立流变应力数学模型.     

软包锂离子电池应力特性及其建模

锂离子电池是一个电-热-力耦合系统,对其充放电过程中力学特性的研究有重要意义。通过位移式应力传感器,测量并分析了软包单体锂离子电池在不同状态下的静态应力以及不同充放电电流下的动态应力特性。研究了电流、荷电状态、历史运行工况等因素对电池应力变化的影响规律,并通过拟合优度分析和相关性检验,建立了可靠的应力特性多元回归模型。研究表明,静态应力与电池SOC有单调对应关系;动态应力产生于充放电过程,且充电电流越大,动态应力越大。所建立的电池应力模型可较好地描述电池在充电不同阶段、不同电流下的应力变化。     

流体模型假定下无氧铜等熵卸载线的计算与分析

等熵卸载线的研究对物态方程、冲击波在自由面的卸载等问题有重要的意义.基于流体模型假定下推导等熵线的方法,计算得到了无氧铜分别以线性和二次Hugoniot关系为参考的等熵卸载线.在P-u图中,随着初始卸载压力增大,两条等熵卸载线间偏离逐渐变大,等熵卸载线与镜像的Hugoniot线逐渐出现较大的偏离.通过与无氧铜向空气卸载实验的数据比较,采用二次Hugoniot关系为参考得到的等熵卸载线与实验结果更相符,并且自由面卸载过程近似为等熵过程分析是合理的.压力大于180GPa时,用自由面速度的1/2近似得到粒子速度的误差达5%以上,实验中试图通过测量自由面速度得到粒子速度时必须做相应的计算修正.      

316L不锈钢动态再结晶行为

在Gleeble-1500热模拟试验机上, 通过高温压缩实验对316L不锈钢的动态再结晶行为进行了系统研究. 结果表明:316L不锈钢热变形加工硬化倾向性较大, 在真应力应变曲线上没有出现明显的应力峰值σ_p;316L不锈钢在热变形过程中发生了动态再结晶, 但只是在局部区域观察到了动态再结晶晶粒. 对动态再结晶的实验数据进行拟合, 得到316L不锈钢的热激活能和热变形方程, 并给出了发生动态再结晶的临界应变和临界应力以及Zener-Hollomon参数和稳态应力的关系.     

形变硬化指数与强度的关系

从硬化指数的定义出发导出了形变硬化指数ｎ与强度参量之间的关系为ｎ＝Ａ（１－σⅠ－／σⅡ）＋Ｂ，σⅠ和σⅡ为真应力应变曲线上一直线段两端点的应用力，Ａ和Ｂ为常数，它适用于单一ｎ值情况，双ｎ特性，单调加载和循环应力应弯曲线，对均匀变形阶段，又导出了ｎ和屈强比的关系，即ｎ＝１－√σｓ／σｂ，该式没有任何特定常数和经验常数，和测量值相比９０％以上的数据的绝对误差在±０．０３以内，它表示了材料的均匀变形能力     

聚酯材料状态方程的实验研究

在单级轻气炮上对聚酯材料的激波状态方程进行了实验研究。最高撞击速度为526 m/s,相应在靶中得到的最高撞击压力为2.14 GPa。压力测试采用锰铜计,PVDF产生的压电信号用于判读激波速度。由实验结果拟合得到了聚酯材料的Hugoniot线性关系和多项式状态方程以及Grüneisen状态方程。     

对动态光散射颗粒测量技术中几个问题的讨论

在分析国内外动态光散射颗粒测量技术研究动态的基础上，对在动态光散射颗粒测量技术中应用的新理论和新方法，通过增加自相关函数的拟合参数来克服热晕效应的影响，用单束光互相关方法提高信息的时间分辨率及测量浓悬浮颗粒时的改进装置等几个问题进行了讨论。     

用精密示波器测量多孔铁冲击高压实验

采用大宽带示波器测量了初始密度为6．151g／cm^3及6，725g／cm^3的多孔铁冲击压缩数据。实验测量结果与采用三项式物态方程的理论计算一致。得到两种初始密度多孔铁冲击压缩参数的可靠数值。     

方解石晶体的低压冲击压缩特性

在57mm气炮上采用与电磁粒子速度计相结合的正向冲击和反向冲击两种 实验构形及其相应分析技术,研究了方解石晶体（初始密度为2．714g/cm^3）的冲击压缩特性,获得了0．35－1．41GPa下方解石晶体的雨贡纽数据,确定了冲击波速度D与粒子速度u的关系。     

7412工程试验洞支护动态观测

74l2工程的试验洞,采用了传统的施工方法浇筑混凝土厚壁支护和新奥法(NATM)混凝土喷层加衬砌支护进行对比试验。本文通过对支护动态的观测,验证新奥法原理应用于膨胀土质隧道工程的可能性,并提出施工量测工作的一些意见。     

CCD一维尺寸测量信号的检测及微机数据处理

本文对CCD一维动态尺寸测量进行了研究,提出了CCD光电信号直接检测法,同时研究了应用微机处理CCD信号的可行性,并提出了一种微机数据处理方法。     

用激光干涉法动态测量圆钢直径

提出一种用激光干涉法快速，无接触，动态测量圆钢直径变化量的方法，采用该方法，并加上自动反馈装置后可进行生产过程的自动控制。     

多孔铁中冲击波压力特性的研究

研究孔隙度和粒度参数对爆炸载荷作用下多孔铁中冲击波压力特性的影响。方法 采用锰铜压阻实验对多孔铁冲击液压力进行测量。结果 契机珠爆炸载荷作用下,多孔铁中初始冲击波压力随孔隙度增大而下降,当孔隙增大到０．３５后,冲击波传播衰减效应随孔度增大而减弱;当粒度大于２５０目时,初始冲击波压力随粒度减小而显下降,当粒度小于２５０目后,冲击波传播衰减效应随粒度减小呈逐渐弱趋势。     

重力测量在矿井水动态监测中的应用

介绍了重力测量的原理,探讨了重力测量在矿井水动态监测中的应用,提出动态测量重力仪的设计思想。     

桥梁动挠度计算的加速度积分方法

车辆通过时桥梁动挠度的测量与加速度测量相比有很多困难,因此考虑由加速度积分求得桥梁的动挠度.车辆进桥时实测振动信号表明桥梁的初始状态不是完全静止的,初始加速度、速度均是未知量.文章对测试加速度进行减去均值处理以消除初始加速度的影响,根据车辆出桥后梁在平衡位置处振动的特性消除初始速度的影响.算例表明,常荷载通过桥梁时由加速度积分所得动挠度与精确解吻合得很好.现场实验表明,采用本文的方法对测试加速度积分计算桥梁的动挠度是可靠和可行的.     

Heat transfer characteristics of bio-materials irradiated by pulsed-laser

The dynamic temperature variation of bio-materials induced by pulsed-laser irradiation is determined by a rapid transient temperature measuring system. The heat transfer characteristics of bio-materials, and the influence of pulse duration, power density, thickness and initial moisture content of bio-materials on heat transfer are studied. Based on the experiments, a mathematical model of bioheat transfer is set up. Numerical simulation results show that the calculated results agree well with the experimental results, and bioheat transfer characteristics irradiated by pulsed-laser can be displayed well. Valuable information and experiences are provided for further experimental and theoretical investigation.