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• 2013年, 33卷, 第1期
  刊出日期：2013-02-21

    

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  《航空材料学报》2013年第1期目次

  2013, 33(1): 0-0.

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  . 《航空材料学报》2013年第1期目次[J]. , 2013, 33(1): 0-0.
  . [J]. , 2013, 33(1): 0-0.
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  单面正向和正反向超塑成形对TC4钛合金负角度零件性能的影响

  邵宗科;黄重国;靳舜尧;雷鹍;袁清华

  2013, 33(1): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-5053.2013.1.001

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  邵宗科;黄重国;靳舜尧;雷鹍;袁清华. 单面正向和正反向超塑成形对TC4钛合金负角度零件性能的影响[J]. , 2013, 33(1): 1-6.
  SHAO Zong-ke;HUANG Zhong-guo;JIN Shun-yao;LEI Kun;YUAN Qing-hua. Influence of Single-Direct and Direct-Reverse SPF on Properties of TC4 Alloy Negative-Angle Parts[J]. , 2013, 33(1): 1-6.

  利用MARC软件完成负角度零件模具设计,修改了获得的压力-时间曲线,并用加载曲线完成超塑成形实验。研究了单面正向、正反向超塑成形后TC4钛合金零件力学性能情况及负角度壁的壁厚分布,并对结果进行了分析。结果表明:圆弧连接面比垂直连接面有更好的壁厚分布;根据修改的加载曲线能够成形负角度零件;在壁厚最小的负角度壁,单面正向成形和正反向成形后零件的最大减薄率分别为67%和64%,壁厚分布标准差分别为0.186mm和0.125mm,说明正反向成形在提高零件最小壁厚的同时使壁厚分布更均匀;由高温稳态退火及应变诱发的晶粒长大致使零件的力学性能下降;正反向成形零件比单面正向成形零件氢氧含量高,塑性下降较多。
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  Ag含量对Al-Cu-Mg合金组织和性能的影响

  宋艳芳;潘清林;曹素芳;王迎;李晨

  2013, 33(1): 7-13. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-5053.2013.1.002

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  宋艳芳;潘清林;曹素芳;王迎;李晨. Ag含量对Al-Cu-Mg合金组织和性能的影响[J]. , 2013, 33(1): 7-13.
  SONG Yan-fang;PAN Qing-lin;CAO Su-fang;WANG Ying;LI Chen. Effects of Ag Content on Microstructures and Properties of Al-Cu-Mg Alloy[J]. , 2013, 33(1): 7-13.

  采用维氏硬度、室温拉伸性能测试、金相显微分析技术、透射电子显微分析等手段,研究Ag含量对Al-Cu-Mg耐热铝合金组织和性能的影响。结果表明:随着Ag含量的增加,室温时Al-Cu-Mg合金的屈服强度和抗拉强度增加,塑性逐渐降低,但总体保持在较高水平;合金的硬化速率加快,峰时效提前,峰值硬度提高;不含Ag的Al-Cu-Mg合金中的强化相为'相,添加微量Ag后,Al-Cu-Mg合金的主要强化相为相,且随着Ag含量的增加,相的含量也逐渐增加,Ag能够促进相的析出。
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  高铝Ni₃Al基合金的热变形行为

  张喜娥;付珊珊;骆合力;韩少丽;李尚平

  2013, 33(1): 14-20. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-5053.2013.1.003

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  张喜娥;付珊珊;骆合力;韩少丽;李尚平. 高铝Ni₃Al基合金的热变形行为[J]. , 2013, 33(1): 14-20.
  ZHANG Xi-e;FU Shan-shan;LUO He-li;HAN Shao-li;LI Shang-ping. Hot Deformation Behaviour of Ni₃Al-based Alloy with High Al Content[J]. , 2013, 33(1): 14-20.

  采用Gleeble-3800型热模拟试验机研究了高铝Ni3Al基合金在变形温度为1200～1240℃,应变速率为0.01～1s-1条件下的热压缩变形,结果表明:在应变速率为0.01s-1时,高铝Ni3Al基合金对应的热变形本构方程为=28.57(ln+6.72105/RT-44.08),而当应变速率为0.1s-1和1s-1时,热变形本构方程为=28.57(ln+1.28106/RT-92.76)。变形过程中只有'相发生不同程度上回溶,但未发生动态再结晶。合金的最佳变形区间位于变形温度为1200～1215℃,应变速率为0.01s-1范围内;而当提高速率至1s-1附近,'相中塞积的位错容易造成单相'区中/'界面的开裂,对应变形过程中的失稳区。
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  FGH96合金包覆挤压过程数值模拟

  朱兴林;刘东;杨艳慧;牛关梅

  2013, 33(1): 21-27. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-5053.2013.1.004

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  朱兴林;刘东;杨艳慧;牛关梅. FGH96合金包覆挤压过程数值模拟[J]. , 2013, 33(1): 21-27.
  ZHU Xing-lin;LIU Dong;YANG Yan-hui;NIU Guan-mei. Numerical Simulation for Canning Extrusion Process of FGH96[J]. , 2013, 33(1): 21-27.

  采用有限元数值模拟与正交设计相结合的方法对热等静压态FGH96合金包覆挤压过程进行了数值模拟,系统分析了模具模角、工作带长度、入口圆角半径等模具关键结构参数对包覆层完整性、芯料挤压比和成形载荷的影响规律。确定了模具结构参数的最佳组合。结果表明:随着模角的减小、工作带长度的缩短和入口圆角半径的增大,有利于提高包覆层安全性,增大芯料挤压比。
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  搅拌头几何特征对搅拌摩擦焊试板温度场的影响

  李敬勇;亢晓亮;赵阳阳

  2013, 33(1): 28-32. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-5053.2013.1.005

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  李敬勇;亢晓亮;赵阳阳. 搅拌头几何特征对搅拌摩擦焊试板温度场的影响[J]. , 2013, 33(1): 28-32.
  LI Jing-yong;KANG Xiao-liang;ZHAO Yang-yang. Influence of Geometrical Features of Stir Pins on Temperature Distributions within Workpiece during Friction Stir Welding of Aluminum Alloys[J]. , 2013, 33(1): 28-32.

  通过实验测量了不同类型搅拌头条件下铝合金焊接试板特征点的温度曲线,分析了搅拌头轴肩尺寸和搅拌针形状对焊接试板温度场的影响。结果表明,轴肩是搅拌摩擦焊接热输入的主要来源,搅拌头轴肩尺寸越大,产生的焊接热量越大,对应试板测温点的温度越高。搅拌头针形对焊接初始阶段试板的温度有明显影响,稳定焊接阶段,试板温度与搅拌针的几何特征及其作用下焊缝金属的塑性流动有关。采用圆台形搅拌针时焊接试板温度最高,采用圆柱形搅拌针时试板温度次之,采用螺纹形搅拌针时试板温度最低。通过对采用圆柱形搅拌针时垂直于焊缝方向上焊接试板温度数据的回归分析,得到了焊接试板宽度方向温度分布的二次解析式。
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  冷却介质对AZ31镁合金搅拌摩擦加工组织性能影响

  王快社;郭强;王文;郭韡;吴楠

  2013, 33(1): 33-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-5053.2013.1.006

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  王快社;郭强;王文;郭韡;吴楠. 冷却介质对AZ31镁合金搅拌摩擦加工组织性能影响[J]. , 2013, 33(1): 33-37.
  WANG Kuai-she;GUO Qiang;WANG Wen;GUO Wei;WU Nan. Effect of Cooling Medium on Microstructure and Property of AZ31 Magnesium Alloy in Friction Stir Processing[J]. , 2013, 33(1): 33-37.

  分别在空气、循环水和干冰酒精混合溶液中对AZ31镁合金板进行搅拌摩擦加工,研究了冷却介质对AZ31镁合金搅拌摩擦加工组织和性能的影响。结果表明:搅拌摩擦加工过程中峰值温度和150℃以上持续时间按照空气、循环水、干冰酒精混合溶液顺序依次递减。冷却介质对晶粒长大抑制效果明显,空气、循环水、干冰酒精混合溶液中搅拌区晶粒大小分别为3.9,3.0,1.8m,和峰值温度变化趋势一致。由于晶界滑移的主导作用,干冰酒精混合溶液中搅拌区的硬度和强度低于循环水中,延伸率最高。空气和循环水冷却介质中,拉伸断口均表现为准解理断裂,但循环水中解理断裂所占比例明显高于空气中,在干冰酒精混合溶液中拉伸断口表现为微孔聚合型断裂。
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  等离子超声电弧焊接MGH956合金激励频率的计算机优化

  谢伟峰;雷玉成;任闻杰

  2013, 33(1): 38-44. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-5053.2013.1.007

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  谢伟峰;雷玉成;任闻杰. 等离子超声电弧焊接MGH956合金激励频率的计算机优化[J]. , 2013, 33(1): 38-44.
  XIE Wei-feng;LEI Yu-cheng;REN Wen-jie. Computer Optimization of Excitation Frequency for Plasma Ultrasonic-Arc Welding of Super Alloy MGH956[J]. , 2013, 33(1): 38-44.

  根据等离子弧焊接特点,利用双椭球体热源模型,对焊接温度场进行分析并建立三维熔池模型。以0Hz时超声电弧焊接熔池为对象,在最佳空化频率范围内,通过模态分析求解一阶谐振频率,并将与之对应的熔池响应情况进行预测。最后,通过分别施加不同大小的超声电弧频率,以三组2mm厚MGH956合金板作为实验材料进行平板对接焊试验。结果显示,接头横断面熔合线计算几何尺寸与尺寸符合良好。在谐振条件下,焊缝区面积增大,组织的细化效果较好,气孔率低,同时焊缝区软化现象得到显著改善。利用计算机模拟的方法基本达到了超声电弧频率优化的目的。
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  焊接方法对2219铝合金焊接接头力学性能的影响

  张聃;陈文华;孙耀华;董丰波

  2013, 33(1): 45-49. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-5053.2013.1.008

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  张聃;陈文华;孙耀华;董丰波. 焊接方法对2219铝合金焊接接头力学性能的影响[J]. , 2013, 33(1): 45-49.
  ZHANG Dan;CHEN Wen-hua;SUN Yao-hua;DONG Feng-bo. Analysis of Mechanical Properties about the Welding Joints of 2219 Aluminum Alloy[J]. , 2013, 33(1): 45-49.

  通过室温拉伸和显微硬度,比较2219铝合金电子束焊接(EBW)、搅拌摩擦焊(FSW)和钨极氩弧焊(TIG)所获接头的力学性能,利用扫描电镜、光学显微镜等手段,比较三种接头力学性能差异,并探讨产生差异的原因。结果表明:EBW所获接头的室温抗拉强度达到母材的79%左右,焊缝处的显微硬度达到97HV;FSW所获接头的室温拉伸强度达到母材的74%左右,焊缝处的显微硬度达到97.6HV;TIG所获接头抗拉强度只有母材的53%,焊缝处的显微硬度为72HV。EBW和FSW所获接头的力学性能明显优于钨极氩弧焊接接头,运用扫描电镜和光学显微镜等手段,研究发现EBW和FSW所获接头焊缝区细小的等轴晶组织、Cu元素在焊缝中的分布均匀、高质量焊缝成形是接头具有良好性能的主要原因。
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  球磨介质对机械球磨法制备纳米锑粉影响的研究

  徐建林;郭强;高威;康昭;席国强;张亮

  2013, 33(1): 50-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-5053.2013.1.009

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  徐建林;郭强;高威;康昭;席国强;张亮. 球磨介质对机械球磨法制备纳米锑粉影响的研究[J]. , 2013, 33(1): 50-55.
  XU Jian-lin;GUO Qiang;GAO Wei;KANG Zhao;XI Guo-qiang;ZHANG Liang. Effect of Milling Mediums on Nano-Sb Powders Prepared by Ball Milling[J]. , 2013, 33(1): 50-55.

  为探讨不同的球磨介质对球磨法制备纳米锑粉的影响,以250m大小的锑粉为原料,采用干法机械球磨以及添加不同的球磨介质进行湿法机械球磨的方式制备出不同类型的锑基粉末。应用XRD、TEM及FT-IR对制备的锑基粉末的结构、形貌及粒径大小进行了表征分析。研究结果表明:不同的球磨介质对机械球磨法制备纳米锑粉的作用是不同的。采用干法机械球磨制备出的锑粉会产生氧化现象,采用湿法球磨可制备出纳米锑粉。当球磨介质为蒸馏水时,可有效防止纳米锑粉的氧化,但锑粉的分散性不佳;当球磨介质为蒸馏水和十二烷基硫酸钠时,可制备出分散均匀、粒径分布不均匀的纳米锑粉;当球磨介质为蒸馏水和OP-10时,可制备出分散均匀、粒径分布均匀纳米锑粉,锑粉的平均粒径约为20nm。
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  加入TaC对Ti₃SiC₂陶瓷材料性能的影响

  杨祎诺;尹洪峰;刘百宽;袁蝴蝶;贾换

  2013, 33(1): 56-60. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-5053.2013.1.010

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  杨祎诺;尹洪峰;刘百宽;袁蝴蝶;贾换. 加入TaC对Ti₃SiC₂陶瓷材料性能的影响[J]. , 2013, 33(1): 56-60.
  YANG Yi-nuo;YIN Hong-feng;LIU Bai-kuan;YUAN Hu-die;JIA Huan. Effect of Addition of TaC on Properties of Ti₃SiC₂ Ceramics[J]. , 2013, 33(1): 56-60.

  采用反应热压烧结法制备了含有20%TaC(质量分数,下同)的TaC/Ti3SiC2材料,并对其相组成、力学性能和抗氧化性能进行了研究。结果表明:(1) 随着热压温度的升高,试样的致密度、弯曲强度和断裂韧度有所提高;(2) 20% TaC/Ti3SiC2材料抗氧化性能优于纯Ti3SiC2材料和20%SiC/Ti3SiC2材料;(3)20% TaC/Ti3SiC2材料形成的氧化层分为两层,外层氧化物主要为TiO2,内层氧化物主要为TiO2、SiO2及TiO2与Ta2O5的共熔物。
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  二元胺POSS的合成及其对聚酰亚胺材料的改性研究

  雷星锋;张秋禹;孙九立;张宝亮;陈少杰;范新龙;厉向杰

  2013, 33(1): 61-67. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-5053.2013.1.011

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  雷星锋;张秋禹;孙九立;张宝亮;陈少杰;范新龙;厉向杰. 二元胺POSS的合成及其对聚酰亚胺材料的改性研究[J]. , 2013, 33(1): 61-67.
  LEI Xing-feng;ZHANG Qiu-yu;SUN Jiu-li;ZHANG Bao-liang;CHEN Shao-jie;FAN Xin-long;LI Xiang-jie. Synthesis of POSS-Diamine and Its Modification Researches on Polyimide Materials[J]. , 2013, 33(1): 61-67.

  以PTES和APS为硅源,在TEAOH的催化作用下采用水解共缩合法合成了二元胺POSS,经FTIR、1H-NMR,13C-NMR,29Si-NMR测试表明,产物具有设计的理想结构。将合成的二元胺POSS与ODA一并与PMDA反应得到二元胺POSS修饰的聚酰胺酸,经热酰亚胺化后得到了一系列不同二元胺POSS含量的聚酰亚胺杂化薄膜。利用TGA、微机控制拉力试验机、等离子体原子氧产生装置分别对杂化薄膜的热性能、力学性能、抗原子氧侵蚀性能进行了研究。结果表明,杂化薄膜耐热性良好,但力学性能有所降低,当二元胺POSS的摩尔百分含量达到7%时,杂化薄膜的抗原子氧性能提高了将近4倍。
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  石墨烯/高密度聚乙烯导电复合材料的制备与表征

  杜彦;季铁正;张教强;唐婷;杨建锋;郑星卓

  2013, 33(1): 68-71. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-5053.2013.1.012

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  杜彦;季铁正;张教强;唐婷;杨建锋;郑星卓. 石墨烯/高密度聚乙烯导电复合材料的制备与表征[J]. , 2013, 33(1): 68-71.
  DU Yan;JI Tie-zheng;ZHANG Jiao-qing;TANG Ting;YANG Jian-feng;ZHENG Xing-zhuo. Preparation and characterization of Graphene Nanosheets/High Density Polyethylene Conductive Composites[J]. , 2013, 33(1): 68-71.

  采用氧化还原法制备了石墨烯(GNS),采用红外光谱、透射电子显微镜对所得石墨烯进行分析和表征。采用溶液共混法制备石墨烯/聚乙烯导电复合材料,研究了材料的导电渗流行为,发现石墨烯含量越接近渗流阈值(4.3%,质量分数),随着石墨烯含量的增加,其室温电阻率减少;当质量分数为6.3%左右时,电阻率趋于稳定,约为102m。DSC分析发现加入GNS后复合材料的降温过程中结晶峰起始温度提高,说明GNS在复合材料中有成核剂的作用。
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  基于XRD的径向分布函数法研究碳纤维制备过程中的结构演变

  林雪;王成国;于美杰;徐勇;林治涛;张姗

  2013, 33(1): 72-77. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-5053.2013.1.013

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  林雪;王成国;于美杰;徐勇;林治涛;张姗. 基于XRD的径向分布函数法研究碳纤维制备过程中的结构演变[J]. , 2013, 33(1): 72-77.
  LIN Xue;WANG Cheng-guo;YU Mei-jie;XU Yong;LIN Zhi-tao;ZHANG Shan. Structural Evolution Analysis of PAN Carbon Fiber During Preparation Process Using Radial Distribution Function Based on XRD[J]. , 2013, 33(1): 72-77.

  采用X射线和径向分布函数研究分析了聚丙烯腈(PAN)基碳纤维制备过程中的结构演变。结果表明,PAN原丝中存在着与石墨类似的结构,该结构是石墨微晶结构形成的重要基础;PAN大分子链最近邻链间间距为0.688 nm;碳化温度在500～1250℃范围内的碳化纤维中的第三近邻距离均大于石墨晶体的第三近邻距离,表明碳纤维中没有形成平面构型的六元环石墨烯层片;在整个碳纤维的制备过程中,纤维结构经历了长程有序-长程无序、短程有序-长程有序的演变。
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  PAN基碳纤维的微观结构与力学性能相关性分析

  井敏;谭婷婷;王成国;冯志海;杨云华

  2013, 33(1): 78-85. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-5053.2013.1.014

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  井敏;谭婷婷;王成国;冯志海;杨云华. PAN基碳纤维的微观结构与力学性能相关性分析[J]. , 2013, 33(1): 78-85.
  JING Min;TAN Ting-ting;WANG Cheng-guo;FENG Zhi-hai;YANG Yun-hua. Correlation between Microstructure and Mechanical Properties of PAN-based Carbon Fiber[J]. , 2013, 33(1): 78-85.

  采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、小角X射线散射仪对三种聚丙烯腈(PAN)基碳纤维T300,T700S,和T800H的结构进行表征,获得几种微观结构信息,包括表面沟槽形貌和拉断断口形貌反映出的前驱体原丝的原纤结构、石墨微晶尺寸及取向程度、微孔尺寸等。结果表明,碳纤维的力学性能不是由某一种微观结构决定的,而是所有微观结构特征的综合表现。T300是三种碳纤维中力学性能最低的,它的这几种微观结构特征参数都较差;T700S比T300的直径略小,但因结构更致密,缺陷更少,所以拉伸强度、断裂伸长率和密度远远高于T300;虽然T800H的原纤结构不如T700S均匀致密,但在单丝直径、剪断断口形貌、石墨微晶取向度和微孔尺寸上优于T700S,因此拉伸强度、拉伸模量和密度更高;但其石墨微晶轴向尺寸较大,造成塑性下降,因此断裂伸长率略小于T700S。
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  基于k样本Anderson-Darling检验的混杂铺层层合板挖补修理后拉伸性能研究

  刘遂;关志东;郭霞;薛斌;席国芬;蔡婧

  2013, 33(1): 86-92. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-5053.2013.1.015

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  刘遂;关志东;郭霞;薛斌;席国芬;蔡婧. 基于k样本Anderson-Darling检验的混杂铺层层合板挖补修理后拉伸性能研究[J]. , 2013, 33(1): 86-92.
  LIU Sui;GUAN Zhi-dong;GUO Xia;XUE Bin;XI Guo-fen;CAI Jing. Experimental Investigation of Tensile Behavior of Hybrid Laminates Repaired by Scarfing Method Based on k-sample Anderson-Darling Test[J]. , 2013, 33(1): 86-92.

  对挖补修理后的平面编织混杂铺层层合板的拉伸性能进行了试验研究,使用k-样本Anderson-Darling检验对试验结果进行分析,研究挖补斜度、不同修理方法以及初始损伤直径对修理效果的影响。试验结果表明:挖补修理可以较好地恢复层板的拉伸强度。对穿透挖补修理,挖补斜度大于1:20后,修理试件的拉伸强度可以恢复至完好板的水平;对半穿透挖补修理,挖补斜度大于1:10即可保证修理试件的拉伸强度达到完好板水平。此外,仅改变初始损伤直径不会对修理试件的拉伸性能造成明显影响。以上结果对混杂铺层层板的挖补修理设计有一定的指导意义
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  延性金属渐进破坏试验与数值研究

  刘超;孙秦;刘彦杰;范学领

  2013, 33(1): 93-99. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-5053.2013.1.016

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  刘超;孙秦;刘彦杰;范学领. 延性金属渐进破坏试验与数值研究[J]. , 2013, 33(1): 93-99.
  LIU Chao;SUN Qin;LIU Yan-jie;FAN Xue-ling. Experimental and Numerical Study of Progressive Failure of Ductile Metals[J]. , 2013, 33(1): 93-99.

  金属构件韧性断裂机理研究对于新型延性材料缩短其工程应用周期及减少物理试验量等方面具有重要意义。基于连续损伤力学理论提出了一种改进的三应力不变量延性金属断裂模型,该模型考虑了静水压力和Lode角对损伤变量的影响。然后,以商业有限元分析软件ABAQUS为平台,通过编写用户材料子程序VUMAT的方式将该模型嵌入准静态算法主程序。通过对四种高强度变形铝合金2A12-T4板材的拉伸渐进破坏过程的试验及数值分析研究,验证了该模型的有效性。结果表明,该模型可很好地预测延性金属材料自裂纹萌生、扩展直至完全断裂的全过程。
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  GH3044的高温低周疲劳性能研究

  张仕朝;于慧臣;李影

  2013, 33(1): 100-104. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-5053.2013.1.017

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  张仕朝;于慧臣;李影. GH3044的高温低周疲劳性能研究[J]. , 2013, 33(1): 100-104.
  ZHANG Shi-chao;YU Hui-chen;LI Ying. Investigation on Low Cycle Fatigue Properties of Superalloy GH3044 at Elevated Temperature[J]. , 2013, 33(1): 100-104.

  研究了镍基高温合金GH3044在600℃下的低周疲劳性能,分析了合金的循环应力-应变和应变-寿命关系,利用Manson-Coffin方程、三参数幂函数方程和拉伸滞后能模型对寿命数据进行回归分析。结果表明,合金的循环应力响应行为在600℃时,呈现明显的循环硬化特征,原因在于循环变形过程中位错之间以及位错与析出相之间的相互作用;从试样的疲劳断口形貌发现,裂纹主要萌生于试样表面处,裂纹形成后垂直于加载轴方向扩展,断口呈韧窝断裂特征;在合金的低周疲劳寿命预测研究中发现,拉伸滞后能模型的寿命预测结果无论从标准差,还是分散带方面比较都比Manson-Coffin方程、三参数幂函数方程的预测精度好。