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高速弹丸诱导斜爆轰激波结构实验研究

力学学报 2023年第2期55卷 309-317页

作者：尚甲豪胡国暾汪球王业军张坤项高翔赵伟魏炳忱中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049 中国运载火箭技术研究院北京100076 中国科学院力学研究所国家微重力实验室北京100190 西北工业大学力学与土木建筑学院西安710129

斜爆轰推进系统在高超声速推进领域具有广阔的应用前景,其释热迅速、比冲高、燃烧室结构简单的优点吸引研究人员的持续关注.然而,斜爆轰的地面试验同时涉及到高速试验环境模拟、燃料与氧化剂混合、高温燃烧流场结构测量等技术难点,当前... 详细信息

斜爆轰推进系统在高超声速推进领域具有广阔的应用前景,其释热迅速、比冲高、燃烧室结构简单的优点吸引研究人员的持续关注.然而,斜爆轰的地面试验同时涉及到高速试验环境模拟、燃料与氧化剂混合、高温燃烧流场结构测量等技术难点,当前国内外系统的试验研究仍然十分有限,难以支撑斜爆轰发动机的研制.为了研究自持传播的斜爆轰激波结构与波面流动特性,基于爆轰驱动二级轻气炮开展了高速弹丸诱导斜爆轰实验研究,使用直径30 mm球头圆柱形弹丸发射进入充满氢/氧可燃混合气体的实验舱中以起爆斜爆轰波,并采用两种阴影技术对实验流动结构进行测量.实验中在不同速度、不同充气压力下观察到三种弹丸诱导激波结构,即激波诱导燃烧、弹丸起爆爆轰波和相对弹丸驻定的斜爆轰波,实验舱充气压力下降则会造成爆轰横波尺度增加与波面流动失稳.实验中,斜爆轰激波角与理论分析结果吻合较好,弹丸气动不稳定带来较大的弹丸攻角会对激波角测量带来一定偏差.通过对斜爆轰波波面法向传播速度的测量发现,随着远离弹丸,斜爆轰传播速度由弹丸飞行速度衰减至接近实验气体CJ速度,弹丸速度的降低会加速斜爆轰波传播速度的衰减.

关键词：斜爆轰超声速燃烧激波诱导燃烧斜爆轰波二级轻气炮

Nd_(60)Al_(10)Fe_(20)Co_(10)金属玻璃的变形行为

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稀有金属材料与工程 2005年第3期34卷 371-374页

作者：喻更生李伏魏炳忱马蓦林建国湘潭大学湖南湘潭411105 中国科学院力学研究所微重力国家实验室北京100080

利用材料测试系统(MTS)、X-Ray 衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段研究了Nd 基大块金属玻璃的变形行为和断裂特征。Nd 基大块金属玻璃样品在室温下是脆性断裂,大约在500 K 时变形模式从非均匀变形转变为均匀变形,在523 K 以上表现出显著... 详细信息

利用材料测试系统(MTS)、X-Ray 衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段研究了Nd 基大块金属玻璃的变形行为和断裂特征。Nd 基大块金属玻璃样品在室温下是脆性断裂,大约在500 K 时变形模式从非均匀变形转变为均匀变形,在523 K 以上表现出显著的塑性变形。在5×10-4 m/s 的应变速率下,这种Nd 基大块金属玻璃材料在523 K^600 K 之间出现明显的屈服应力下降现象,随后进入1 种稳定的粘性流动状态,而且这种屈服下降现象与温度和应变速率有关。这种在过冷液相区的变形行为与其他大块金属玻璃变形特征相似。合金的这种塑性变形行为表明了其存在稳定的过冷液相区,同时对其变形行为的研究有助于进一步了解Nd 基大块金属玻璃的反常热稳定性。

关键词：大块金属玻璃力学性能玻璃转变

Cu原子簇触发形核下的深过冷Ag-Ge合金组织演变研究

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稀有金属材料与工程 2006年第5期35卷 732-735页

作者：孙玉峰刘晓芳王育人魏炳忱郑州大学河南郑州450002 中科院力学所国家微重力室北京100080

采用玻璃包覆的方法获得具有较大过冷度的亚共晶、共晶以及过共晶Ag-Ge合金熔体,并通过高能离子束轰击Cu箔产生Cu原子团簇溅射到过冷合金熔体中来触发非均质形核过程。凝固后合金显微组织的分析结果表明:在深过冷合金熔体中引入Cu原子团... 详细信息

采用玻璃包覆的方法获得具有较大过冷度的亚共晶、共晶以及过共晶Ag-Ge合金熔体,并通过高能离子束轰击Cu箔产生Cu原子团簇溅射到过冷合金熔体中来触发非均质形核过程。凝固后合金显微组织的分析结果表明:在深过冷合金熔体中引入Cu原子团簇,它对亚共晶、共晶以及过共晶Ag-Ge合金的显微组织演变有着不同的影响效果,分析了显微组织的演变规律与形成机制。

关键词：玻璃包覆深过冷显微组织侧向生长

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氢对锆基块体非晶合金形变和开裂的影响

金属学报 2006年第7期42卷 689-693页

作者：单广斌魏炳忱李金许乔利杰褚武扬北京科技大学腐蚀与防护中心环境断裂实验室北京100083 中国科学院力学研究所国家微重力实验室北京100080

通过充氢和未充氢缺口拉伸试样和三点弯曲试样在SEM下的原位加载,研究了氢对Zr65Al7.5Ni10Cu17．5块体非晶合金形变和开裂过程的影响．结果表明,无论是否有氢,块体非晶的剪切带发展到临界尺寸,剪切裂纹就沿剪切带形核、扩展,它一旦张开... 详细信息

通过充氢和未充氢缺口拉伸试样和三点弯曲试样在SEM下的原位加载,研究了氢对Zr65Al7.5Ni10Cu17．5块体非晶合金形变和开裂过程的影响．结果表明,无论是否有氢,块体非晶的剪切带发展到临界尺寸,剪切裂纹就沿剪切带形核、扩展,它一旦张开就导致快速的断裂．断口边缘观察到的无特征区是剪切带,而不是剪切裂纹断口;剪切断口形貌和拉伸断口形貌没有本质区别．只有当长时间充氢才能形成氢鼓泡,如鼓泡很小或尚未形成,则氢对剪切带以及裂纹的形核、扩展没有明显影响;如存在较大的氢鼓泡,则当剪切带尚未充分发展时微裂纹就形核,导致低应力脆断．

关键词：锆基块体非晶合金氢剪切带原位拉伸

Al-5.5Mg-2.5Li-0.5Mn 合金的变形和强化行为

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航空材料学报 1998年第2期18卷 1-7页

作者：田宝辉陆政强俊颜鸣皋刘伯操魏炳忱北京航空材料研究院北京航空航天大学

研究Ｍｎ对Ａｌ－Ｍｇ－Ｌｉ合金变形和强化行为的影响。结果表明，Ａｌ－Ｍｇ－Ｌｉ及其含Ｍｎ合金变形产生锯齿流变，锯齿的类型与材料变形某阶段的形变硬化指数有关。添加Ｍｎ元素提高了Ａｌ－Ｍｇ－Ｌｉ合金的屈服强度，降低了塑性... 详细信息

研究Ｍｎ对Ａｌ－Ｍｇ－Ｌｉ合金变形和强化行为的影响。结果表明，Ａｌ－Ｍｇ－Ｌｉ及其含Ｍｎ合金变形产生锯齿流变，锯齿的类型与材料变形某阶段的形变硬化指数有关。添加Ｍｎ元素提高了Ａｌ－Ｍｇ－Ｌｉ合金的屈服强度，降低了塑性，合金穿晶断裂的比例增加。

关键词：力学性能变形强化铝锂合金

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块体非晶合金在低温下的剪切带特征

稀有金属材料与工程 2008年第A4期37卷 725-729页

作者：李磊魏炳忱张泰华谷建生彭伟中国科学院力学研究所国家微重力实验室北京100080 中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室北京100080

通过宏观洛氏压痕实验在低温(193K)下对玻璃转变温度和本征脆性具有显著差别的5种典型非晶合金(Mg65Cu25Gd10,La55Al25Cu10Ni5Co5,Pd43Cu27Ni10P20,Zr47.9Ti0.3Ni3.1Cu39.3Al9.4,Fe52Cr15Mo9Er3C15B6)的剪切带特征进行了研究。考查了剪切带间距和数量与归一化温度和材料本征脆性的关联,并根据放射状剪切带的夹角讨论了不同合金的压力敏感系数及其影响因素。

关键词：块体非晶合金洛氏压痕剪切带本征脆性

Li 对 Al-Mg-Si 合金时效过程的影响

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航空材料学报 1998年第2期18卷 8-13页

作者：魏炳忱李建国黄正张永刚陈昌麒田宝辉北京航空航天大学北京航空材料研究院

Ａｌ－０．６Ｍｇ－０．８Ｓｉ－０．２Ｃｒ合金中加入不同含量的Ｌｉ后，无针状Ｍｇ２Ｓｉ相析出，而形成近球形ＡｌＬｉＳｉ相，δ′成为主要时效析出相。Ｌｉ的加入量为１．７％时，δ′相体积分数和晶界析出相的线密度低，其时效硬... 详细信息

Ａｌ－０．６Ｍｇ－０．８Ｓｉ－０．２Ｃｒ合金中加入不同含量的Ｌｉ后，无针状Ｍｇ２Ｓｉ相析出，而形成近球形ＡｌＬｉＳｉ相，δ′成为主要时效析出相。Ｌｉ的加入量为１．７％时，δ′相体积分数和晶界析出相的线密度低，其时效硬化过程缓慢，峰值强度显著降低，但具有较好的延伸率；Ｌｉ的加入量为２．６时，δ′相体积分数高，其时效硬化速度与基体合金相近，但具有更高的峰值强度，大量δ′相的存在产生强烈的共面滑移倾向，合金的延伸率略有下降。

关键词：时效硬化力学性能显微组织铝锂合金

结构弛豫对Zr_(64.13)Cu_(15.75)Ni_(10.12)Al_(10)块体非晶合金硬度和剪切带特征的影响

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稀有金属材料与工程 2008年第A4期37卷 699-703页

作者：谷建生魏炳忱李磊张进军孙祉伟中国科学院力学研究所国家微重力实验室北京100080

通过接近玻璃转变温度的等温退火获得不同弛豫状态的Zr64.13Cu15.75Ni10.12Al10块体非晶合金样品。利用维氏显微硬度计和洛氏硬度计研究结构弛豫对合金硬度和压痕周围剪切带特征的影响规律。结果表明:在590K等温退火处理使Zr64.13Cu15.7... 详细信息

通过接近玻璃转变温度的等温退火获得不同弛豫状态的Zr64.13Cu15.75Ni10.12Al10块体非晶合金样品。利用维氏显微硬度计和洛氏硬度计研究结构弛豫对合金硬度和压痕周围剪切带特征的影响规律。结果表明:在590K等温退火处理使Zr64.13Cu15.75Ni10.12Al10块体非晶合金发生焓弛豫行为,其维氏显微硬度随退火时间的延长较快增加后趋于稳定,而大载荷洛氏硬度对结构弛豫不敏感。通过洛氏压痕周围剪切带特征的研究,定量比较了结构弛豫对剪切带间距、数量的影响规律。

关键词：块体非晶合金结构弛豫自由体积硬度剪切带

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Zr基与Ti基非晶合金的不同划痕变形行为

中国科学：物理学、力学、天文学 2012年第6期42卷 603-608页

作者：卢通夏雷胡铮邢建硕胡燕萍徐光跃魏炳忱上海大学材料学院上海200072 中国科学院力学研究所北京100190

采用痕法研究了Zr47.9Ti0.3Ni3.1Cu39.3Al9.4与Ti40Zr25Be30Cr5两种非晶合金的塑性变特征,考查了载荷与痕速度对塑性变特征的影响.结果表明两种铸态非晶合金样品的剪切带表现出同的特征:Ti非晶合金在痕两侧剪切带现分枝特征,随着载荷和... 详细信息

采用痕法研究了Zr47.9Ti0.3Ni3.1Cu39.3Al9.4与Ti40Zr25Be30Cr5两种非晶合金的塑性变特征,考查了载荷与痕速度对塑性变特征的影响.结果表明两种铸态非晶合金样品的剪切带表现出同的特征:Ti非晶合金在痕两侧剪切带现分枝特征,随着载荷和痕速度的增加,出现多重分枝和混乱分特征;而Zr非晶合金的剪切带特征以一次剪切带为主,随载荷和痕速度增加,剪切带特征向单一、平滑趋势转变.进一研究了弛豫对Zr非晶合金痕变特征的影响,发现弛豫使Zr非晶合金剪切带向分枝特征转变.从自由体积观点探讨了两种合金中同剪切带特征的和演制.

关键词：非晶合金痕剪切带塑性变