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• 2011年, 31卷, 第4期
  刊出日期：2011-08-29

    

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  射频等离子体球化TiAl合金粉末特性研究

  路新;王述超;朱郎平;何新波;郝俊杰;曲选辉

  2011, 31(4): 1-6.

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  路新;王述超;朱郎平;何新波;郝俊杰;曲选辉. 射频等离子体球化TiAl合金粉末特性研究[J]. , 2011, 31(4): 1-6.
  LU Xin;WANG Shu-chao;ZHU Lang-ping;HE Xin-bo;HAO Jun-jie;QU Xuan-hui. Characteristics of High Nb Containing TiAl Alloyed Powders by Radio Frequency Plasma Processing[J]. , 2011, 31(4): 1-6.

  采用水冷铜坩埚感应熔炼制备了名义成分为Ti-45A l-8.5Nb-0.2W-0.2B-0.02Y(at%)的大尺寸铸锭,经机械破碎后,采用流化床气流磨和射频等离子体球化工艺制备出高铌TiA l合金粉末,并研究了其特性。结果表明,采用上述工艺可大量制备出球形度高、粒度可控的高铌TiA l合金粉末;粉末的氧含量随粒度的细化而逐渐增加;高铌TiA l合金球形粉末的相组成主要为α2相及少量的β相;球形合金粉的表面和内部组织与粒度密切相关,平均粒度为90μm的粗粉表面及内部均呈枝状,颗粒内部存在网状富A l偏析相,随着粉末粒度减小,球形合金粉末表面趋于光滑,内部偏析逐渐减弱。此外,平均粒度为90μm的粗粉各颗粒间成分均匀,随着粉末粒度细化,颗粒间成分均匀性降低。
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  基于分子动力学对超晶格结构界面热阻的模拟研究

  张兴丽;孙兆伟

  2011, 31(4): 7-10.

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  张兴丽;孙兆伟. 基于分子动力学对超晶格结构界面热阻的模拟研究[J]. , 2011, 31(4): 7-10.
  ZHANG Xing-li;SUN Zhao-wei. Molecular Dynamics Simulation on Thermal Boundary Resistance of Superlattice Structure[J]. , 2011, 31(4): 7-10.

  利用非平衡分子动力学方法对S i/Ge超晶格结构的界面热阻进行模拟。模拟结果表明最靠近高温热浴的界面热阻控制整个结构的热传导性能,并且超晶格结构的周期长度以及温度等因素也会对界面热阻产生不同影响。随着周期长度的增大,界面热阻越来越小,超晶格结构的导热能力增强。受声子非弹性散射机制的影响,界面热阻随温度的升高也逐渐减小。
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  亚微米晶NiAl-Al₂O₃复合材料的制备及其烧结-锻造短流程成形

  徐桂华;卢振;张凯锋

  2011, 31(4): 11-17.

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  徐桂华;卢振;张凯锋. 亚微米晶NiAl-Al₂O₃复合材料的制备及其烧结-锻造短流程成形[J]. , 2011, 31(4): 11-17.
  XU Gui-hua;LU Zhen;ZHANG Kai-feng. Fabrication of Submicron NiAl-Al₂O₃ Composite and ItsSinter-Forging with Short Process[J]. , 2011, 31(4): 11-17.

  以Ni粉和Al粉为原料,通过机械合金化和真空热压烧结制备了高致密的NiAl-5%Al2O3(体积分数,下同)复合材料,并利用烧结-锻造技术制成了该材料的前缘模拟件。机械球磨后,粉末颗粒充分细化,Ni和Al发生原位反应,并最终生成NiAl-5%Al2O3复合材料粉末。经1300℃真空热压烧结,获得致密的NiAl-Al2O3复合材料。Al2O3颗粒以“晶界型”和“内晶型”的形式均匀分布在NiAl基体中。NiAl和Al2O3平均晶粒尺寸约为400nm和100nm。与细晶NiAl相比,材料的断裂韧度明显增加,压缩强度得到很大提高。通过烧结-锻造短流程技术制备的前缘模拟件晶粒细小,表面质量较高,其硬度达575HV以上。
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  GH4169合金真空自耗重熔铸锭显微疏松的形成规律及熔速影响

  刘艳梅;陈国胜;王庆增;孙文儒;刘军和;娄建新;胡壮麒

  2011, 31(4): 18-23.

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  刘艳梅;陈国胜;王庆增;孙文儒;刘军和;娄建新;胡壮麒. GH4169合金真空自耗重熔铸锭显微疏松的形成规律及熔速影响[J]. , 2011, 31(4): 18-23.
  LIU Yan-mei;CHEN Guo-sheng;WANG Qing-zeng;SUN Wen-ru;LIU Jun-he;LOU Jian-xin;HU Zhuang-qi. Formation Law of Microporosity in GH4169 Alloy Vacuum Arc Remelting Ingot and Influence of Melting Rate[J]. , 2011, 31(4): 18-23.

  利用金相显微镜和扫描电镜研究了熔速对GH4169合金真空自耗重熔铸锭显微疏松和金相组织的影响;采用金相图像分析软件定量分析了熔速对铸锭显微疏松数量的影响。GH4169合金真空自耗重熔铸锭显微疏松的形成规律以及熔速影响的研究结果表明,由于金属气体凝结和喷溅等原因的影响,真空自耗铸锭表面激冷层中存在大量边界粗糙曲折的显微疏松。在激冷层下方的铸锭边部组织中,显微疏松数量明显减少,边界圆滑,气泡是疏松形成的重要原因。铸锭心部显微疏松尺寸增大,倾向于沿枝晶间通道分布。铸锭心部位于糊状区的底部,由于熔池较深,凝固速率缓慢,使该处二次和三次枝晶比较发达,偏析严重,从而容易阻塞补缩通道,所以易形成沿枝晶间通道分布的大尺寸疏松。随熔化速率增大,枝晶倾向于水平生长,熔池加深,二次和三次枝晶更加发达,偏析更加严重,显微疏松的尺寸和数量显著增加。
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  强磁场对Al-40%Cu合金中Al₂Cu析出相的影响

  张天会;晋芳伟;任忠鸣;徐人平

  2011, 31(4): 24-28.

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  张天会;晋芳伟;任忠鸣;徐人平. 强磁场对Al-40%Cu合金中Al₂Cu析出相的影响[J]. , 2011, 31(4): 24-28.
  ZHANG Tian-hui;JIN Fang-wei;REN Zhong-ming;XUN Ren-ping. Effect of High Magnetic Field on Precipitating Phase Al₂Cu in Al-40%Cu Alloy[J]. , 2011, 31(4): 24-28.

  在10T强磁场下进行了Al-40%Cu(质量分数)合金重熔凝固实验,并用金相分析方法研究了磁场对凝固组织的影响。实验结果表明,Al-40%Cu合金在10T强磁场中凝固时,析出相A l2Cu形成与磁场方向成一角度的规则排列的平面层状组织。理论分析认为:由于Al2Cu晶体在不同方向的磁化率不同,在磁场中受到磁力矩的作用而转动,晶体的易磁化轴转到能量最低的方向。且在强磁场中,Al2Cu晶粒之间的磁相互作用已达到液态分子间相互作用力的数量级,由于磁相互作用,相邻Al2Cu晶粒相互靠近,并在易磁化方向聚合生长,从而形成规则排列的平面层状组织。
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  FGH95-K418B双合金热等静压复合工艺研究

  罗学军;马国君;王晓峰;田高峰;盖其东;穆松林

  2011, 31(4): 29-32.

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  罗学军;马国君;王晓峰;田高峰;盖其东;穆松林. FGH95-K418B双合金热等静压复合工艺研究[J]. , 2011, 31(4): 29-32.
  LUO Xue-jun;MA Guo-jun;WANG Xiao-feng;TIAN Gao-feng;GAI Qi-dong;MU Song-lin. FGH95-K418B Dual Alloy HIP Diffusion Bonding Process[J]. , 2011, 31(4): 29-32.

  采用热等静压扩散连接工艺实现了FGH95高温合金粉末和K418B铸造合金之间的可靠连接。研究了热等静压复合连接工艺对FGH95-K418B复合界面的成分扩散、界面组织的影响,以及对叶片材料组织和性能的影响。结果表明,通过合理的工艺选择与改进,可以在保证对偶材料性能满足要求的前提下实现界面的良好扩散与结合。
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  MGH956合金板材电子束焊和氩弧焊的接头组织与性能研究

  田耘;郭万林;杨峥;淮军锋;柳光祖;李文林;李帅华

  2011, 31(4): 33-38.

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  田耘;郭万林;杨峥;淮军锋;柳光祖;李文林;李帅华. MGH956合金板材电子束焊和氩弧焊的接头组织与性能研究[J]. , 2011, 31(4): 33-38.
  TIAN Yun;GUO Wan-lin;YANG Zheng;HUAI Jun-feng;LIU Guang-zu;LI Wen-ling;LI Shuai-hua. Microstructures and Properties of MGH956 Sheet Joints with EB and TIG Welding Methods[J]. , 2011, 31(4): 33-38.

  对MGH956合金板材的电子束焊和氩弧焊接头组织及其室温～1100℃的拉伸性能进行了研究。采用光学显微镜和扫描电镜对接头组织和拉伸断口的检验结果表明:电子束焊和氩弧焊使母材中原有超细的氧化物弥散强化相明显粗化,接头组织中有更粗大、且取向与母材原始晶粒取向相垂直的晶粒生成,以及不可避免地留有孔洞。组织上的改变导致接头不仅800℃以上的高温强度明显降低,而且低温脆性倾向明显加剧。MGH956合金板材电子束焊和氩弧焊的接头组织和拉伸性能表明,电子束焊具有明显的优势,具备工程应用的潜力。
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  复合化学热处理13Cr4Mo4Ni4VA钢摩擦磨损性能研究

  江志华;佟小军;孙枫;李志;王子君;时连卫

  2011, 31(4): 39-44.

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  江志华;佟小军;孙枫;李志;王子君;时连卫. 复合化学热处理13Cr4Mo4Ni4VA钢摩擦磨损性能研究[J]. , 2011, 31(4): 39-44.
  JIANG Zhi-hua;TONG Xiao-jun;SUN Feng;LI Zhi;WANG Zi-jun;SHI Lian-wei. Investigation of Sliding Wear Characteristics of Vacuum-carburized,Duplex-hardened and Plasma-Sulfurized 13Cr4Mo4Ni4VA Steel[J]. , 2011, 31(4): 39-44.

  对13Cr4Mo4Ni4VA钢进行了真空渗碳、复合硬化及离子渗硫处理,制备了不同梯度结构的表面层。对不同工艺试件的摩擦磨损性能进行了对比研究,并对相应表面层的组织及磨损形貌进行观察分析,探索了不同工艺试件的抗磨减摩机理。结果表明:复合硬化13Cr4Mo4Ni4VA钢表面超硬(70HRC),组织优异,结构梯度分布,抗塑性变形能力强,具有优异的抗磨减摩性能;不同深度的离子渗硫层(基于渗碳层或复合硬化层)都具有良好自润滑性能,在多种机理综合作用下保持减摩效果,但过厚硫化物层会导致耐磨性降低。
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  7B50-T7451铝合金板材孔挤压工艺性能研究

  龚澎;郑林斌;张坤;伊琳娜;宋德玉

  2011, 31(4): 45-50.

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  龚澎;郑林斌;张坤;伊琳娜;宋德玉. 7B50-T7451铝合金板材孔挤压工艺性能研究[J]. , 2011, 31(4): 45-50.
  GONG Peng;ZHENG Lin-bin;ZHANG Kun;YI Lin-na;SONG De-yu. Effects of Hole Cold-Expansion on Microstructure and Fatigue Property of 7B50-T7451 Aluminum Alloy Plate[J]. , 2011, 31(4): 45-50.

  采用挤压棒直接冷挤压的方法对7B50-T7451铝合金厚板进行了孔挤压强化,对比分析了其孔挤压前后疲劳寿命;并与第三代高纯7050-T7451铝合金厚板孔挤压强化效果进行对比。通过扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及X射线应力(XRD)等方法,研究了两种合金的疲劳断口形貌特征、微观组织变化以及孔表层的残余应力场。结果表明,采用4%～6%的挤压量对7B50-T7451厚板进行挤压强化可取得较好的疲劳强化效果,试件的疲劳寿命是未挤压强化前的29倍;而7050-T7451铝合金厚板疲劳寿命仅是未挤压强化的5.5倍。孔挤压后,7B50-T7451厚板在强化层产生位错缠结及残余压应力,压应力层深度约为7.3mm,最大残余压应力出现在距孔边约1mm处,应力值为387MPa。强化层内形成的位错胞状结构和残余压应力可有效延缓疲劳裂纹的扩展速率,从而提高试件的疲劳寿命。
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  弧电流对电弧离子镀CrN硬质涂层组织性能的影响

  郑陈超;陈康敏;张晓柠;黄燕;关庆丰;宫磊;孙超

  2011, 31(4): 51-55.

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  郑陈超;陈康敏;张晓柠;黄燕;关庆丰;宫磊;孙超. 弧电流对电弧离子镀CrN硬质涂层组织性能的影响[J]. , 2011, 31(4): 51-55.
  ZHENG Chen-chao;CHEN Kang-min;ZHANG Xiao-ning;HUANG Yan;GUAN Qing-feng;GONG Lei;SUN Chao. Effect of Arc Current on Microstructure and Mechanical Properties of CrN Coatings Deposited by Arc Ion Plating[J]. , 2011, 31(4): 51-55.

  采用电弧离子镀技术在钛合金表面制备CrN涂层,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及透射电镜(TEM)分析了弧电流对涂层组织结构以及力学性能的影响。结果表明,随着弧电流的升高,涂层沉积速率增大,表面熔滴的数量及尺寸增大,表面平整度明显下降。不同弧电流条件下均沉积出CrN单相涂层。弧电流改变了粒子、离子的轰击作用,从而影响到涂层表面的能量状态,CrN涂层的择优生长由(111)变为(200),(220)。随着弧电流的增加,CrN涂层的硬度先增大后减小,而涂层与基材间的结合力以及涂层的摩擦系数逐渐增大。弧电流为65A时涂层生长具有较高的沉积速率和较低的沉积温度,可获得尺寸较小的涂层组织。
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  整体成型复合材料模型机翼设计、制造与验证

  罗楚养;益小苏;李伟东;周玉敬;朱亦钢;刘刚

  2011, 31(4): 56-63.

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  罗楚养;益小苏;李伟东;周玉敬;朱亦钢;刘刚. 整体成型复合材料模型机翼设计、制造与验证[J]. , 2011, 31(4): 56-63.
  LUO Chu-yang;YI Xiao-su;LI Wei-dong;ZHOU Yu-jing;ZHU Yi-gang;LIU Gang. Design,Manufacturing and Testing of Composite Wing Model via Integral Forming Process[J]. , 2011, 31(4): 56-63.

  根据给定的外形设计了四种不同结构形式的复合材料模型机翼,通过对所采用树脂基体的化学流变特性的研究,确定其最佳固化工艺条件。采用整体成型技术制备了四种全复合材料模型机翼,并进行了三点弯曲试验。结果表明,工字梁结构形式的模型机翼具有最高的载荷重量比,其次为C型梁机翼,而蒙皮-夹芯机翼的载荷重量比最小。其中,蒙皮-夹芯模型机翼在测试中表现为加载点上蒙皮压缩破坏;蒙皮-加筋机翼则表现为支点处的剪切破坏;梁式结构机翼均表现为支点与加载点中间的前缘剪切破坏。采用有限元分析模型机翼的强度与破坏过程,其结果与试验结果吻合良好。
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  热压罐成型加筋板L形筋条纤维密实影响因素研究

  王雪明;谢富原;李敏;张佐光

  2011, 31(4): 64-68.

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  王雪明;谢富原;李敏;张佐光. 热压罐成型加筋板L形筋条纤维密实影响因素研究[J]. , 2011, 31(4): 64-68.
  WANG Xue-ming;XIE Fu-yuan;LI Min;ZHANG Zuo-guang. Experimental Research on Fiber Compaction of L-shaped Stiffeners in Stiffened Skins by Autoclave Process[J]. , 2011, 31(4): 64-68.

  采用胶接共固化整体成型工艺制备了L形筋条,研究了模具配合、填充料、曲率半径、吸胶工艺等因素对L形筋条纤维密实和制造缺陷的影响规律,分析了缺陷形成机制。结果表明:厚度不均、架桥、富脂是L形筋条中存在的主要缺陷;采用软模辅助成型和加入适量填充料可改善筋条拐角区的压力分布,增大曲率半径和采用预吸胶工艺可降低拐角效应,从而可有效提高筋条纤维密实程度。
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  含氟聚醚醚酮改性环氧树脂形状记忆性质的动态热力学机理研究

  高军鹏;何先成;安学锋;张晨乾;益小苏;党国栋;陈春海

  2011, 31(4): 69-73.

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  高军鹏;何先成;安学锋;张晨乾;益小苏;党国栋;陈春海. 含氟聚醚醚酮改性环氧树脂形状记忆性质的动态热力学机理研究[J]. , 2011, 31(4): 69-73.
  GAO Jun-peng;HE Xian-cheng;AN Xue-feng;ZHANG Chen-qian;YI Xiao-su;DANG Guo-dong;CHEN Chun-hai. Thermodynamic Property of Shape Memory Epoxy Resin Modified with 6F-PEEK[J]. , 2011, 31(4): 69-73.

  使用动态力学分析仪(DMA)、扫描电子显微镜(SEM)对具有形状记忆的含氟聚醚醚酮(6F-PEEK)改性环氧树脂的动态热力学行为和组分之间的相分离形貌进行了研究。动态力学-温度谱图表明,在130℃和223℃存在两个内耗峰,分别对应6F-PEEK和环氧树脂的玻璃化转变温度。具有较低玻璃化转变温度的6F-PEEK充当可逆相,具有较高玻璃化转变温度的环氧树脂充当固定相。材料在变形时,6F-PEEK的能量变化主要是熵的变化,而环氧树脂主要是内聚能的变化。熵值增大和内聚能的释放是材料完成形状记忆过程的驱动力。随6F-PEEK含量的增加,动态力学-温度谱图上的内耗峰的强度增加,表明在变形温度下有更多的6F-PEEK分子链段发生运动,材料的弯曲变形幅度增大。
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  扩链剂对基于氢化MDI的透明聚氨酯弹性体性能的影响

  侯俊先;厉蕾;刘伟东;颜悦;陈祥宝

  2011, 31(4): 74-80.

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  侯俊先;厉蕾;刘伟东;颜悦;陈祥宝. 扩链剂对基于氢化MDI的透明聚氨酯弹性体性能的影响[J]. , 2011, 31(4): 74-80.
  HOU Jun-xian;LI Lei;LIU Wei-dong;YAN Yue;CHEN Xiang-bao. Effect of Chain Extender on Properties of Transparent Thermoplastic Polyurethane Elastomers[J]. , 2011, 31(4): 74-80.

  以二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、聚四亚甲基醚二元醇(PTMEG,Mn=1000)和脂肪族二元醇类扩链剂为原料,通过预聚体法合成了透明聚氨酯(PU)弹性体,通过核磁共振谱(NMR)确定了弹性体的化学结构,系统研究了不同结构扩链剂对产物力学性能、剥离性能和光学性能的影响,并用原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)法分析了PU与有机玻璃(PMMA)的剥离界面。结果表明:随扩链剂链长的增加,H12MDI型聚醚弹性体的拉伸强度、剥离强度和邵氏硬度降低,断裂伸长率增加;扩链剂长度对光学性能的影响很小;PU/PMMA界面处由于酯交换反应而进一步在PU和PMMA之间形成化学键。
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  氟硅油的润滑性能

  姜克娟;张旭

  2011, 31(4): 81-85.

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  姜克娟;张旭. 氟硅油的润滑性能[J]. , 2011, 31(4): 81-85.
  JIANG Ke-juan;ZHANG Xu. Lubricity of Fluorosilicone[J]. , 2011, 31(4): 81-85.

  对含γ-三氟丙基侧链的氟硅油在四球机上的润滑性进行了研究。结果表明,其润滑性不如酯类润滑油。可通过两条途径改进氟硅油的润滑性:加入润滑添加剂或是改进氟硅油的分子结构。含氯和含磷化合物作为添加剂虽能提高氟硅油的润滑性,但与氟硅油的相容性不好。通过在γ-三氟丙基侧链优化引入元素Cl,可明显提高氟硅油的润滑性能,其极压性能还优于酯类润滑油,并在齿轮试验机上得到了验证。含Cl氟硅油还具有优异的高温氧化安定性,对金属不产生腐蚀。
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  有机玻璃裂纹扩展双参量驱动力模型

  宋全超;张建国;乙晓伟;王泓

  2011, 31(4): 86-89.

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  宋全超;张建国;乙晓伟;王泓. 有机玻璃裂纹扩展双参量驱动力模型[J]. , 2011, 31(4): 86-89.
  SONG Quan-chao;ZHANG Jian-guo;YI Xiao-wei;WANG Hong. Model of Two-parameter Driving Force for Fatigue Crack Growth of PMMA[J]. , 2011, 31(4): 86-89.

  测定了定向有机玻璃YB-DM-11在应力比R=-0.4,0.1和0.4下的中部区和加速扩展区的裂纹扩展速率。将适用于金属材料的双参量裂纹扩展驱动力模型K*=(Kmax)α(ΔK+)1-α引入到有机玻璃裂纹扩展行为研究。对于有机玻璃,双参量裂纹扩展驱动力模型中的相关参数α并非定值,是与应力比、断裂韧度、应力场强度因子和裂纹扩展速率趋于无穷大时双参量动力模型中相关参数αb有关的函数。在一定应力比范围内,得到基于双参量动力模型的疲劳裂纹扩展速率通用表达式,能很好地表征不同应力比下的疲劳裂纹扩展行为,表明了应力比对有机玻璃疲劳裂纹扩展速率中部区和加速区的影响。
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  复合材料Z-pin的压缩试验研究

  王晓旭;陈利

  2011, 31(4): 90-95.

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  王晓旭;陈利. 复合材料Z-pin的压缩试验研究[J]. , 2011, 31(4): 90-95.
  WANG Xiao-xu;CHEN Li. Experimental Studies on Compressive Properties of Composite Z-pins[J]. , 2011, 31(4): 90-95.

  通过三种复合材料Z-pin的轴向压缩试验,观察了各Z-pin的压缩行为,分析了三种复合材料Z-pin在不同长度时的极限应力及其失效形式。结果表明,直径为0.50mm的碳纤维Z-pin的压缩性能最好,其各长度Z-pin所能承担的极限应力都较大。直径0.28mm的碳纤维Z-pin易发生失稳现象,芳纶纤维Z-pin在压缩力的作用下,接触端容易受到破坏。两种碳纤维Z-pin临界应力的理论值与试验值吻合较好,但芳纶纤维Z-pin的临界应力的试验值比理论值偏低。