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航空兵器 2002年第5期9卷 5-7,11页

作者：黄海明杜善义施惠基清华大学北京100084 哈尔滨工业大学哈尔滨150001

根据TaC和C/C复合材料的物理化学性能及其烧蚀环境推测C/TaC/C复合材料的烧蚀机理,并对其抗侵蚀机理及剥蚀进行了讨论,在分析C/TaC/C复合材料烧蚀机理的基础上建立其烧蚀模型。在此基础上利用流体动力学和质量守恒定律等推导出C/TaC/C... 详细信息

根据TaC和C/C复合材料的物理化学性能及其烧蚀环境推测C/TaC/C复合材料的烧蚀机理,并对其抗侵蚀机理及剥蚀进行了讨论,在分析C/TaC/C复合材料烧蚀机理的基础上建立其烧蚀模型。在此基础上利用流体动力学和质量守恒定律等推导出C/TaC/C复合材料质量烧蚀率公式。本文的研究将有助于导弹小型化和精度的提高。

关键词：复合材料烧蚀机理导弹热化学

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铁素体钢断裂韧度尺寸效应的小冲孔试验

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理化检验（物理分册） 2008年第9期44卷 459-464,497页

作者：张小亮王兆希施惠基北京工业职业技术学院北京100042 清华大学航天航空学院北京100084

对六种不同厚度的试样进行了小冲孔试验,并进行了有限元模拟,此外还通过扫描电镜观察并分析了断裂面的微观结构。试验结果显示,试样的SP断裂变形能和断裂韧度随试样厚度的增大而增大。提出了裂纹起始遵循断裂应变准则及裂纹扩展遵循断... 详细信息

对六种不同厚度的试样进行了小冲孔试验,并进行了有限元模拟,此外还通过扫描电镜观察并分析了断裂面的微观结构。试验结果显示,试样的SP断裂变形能和断裂韧度随试样厚度的增大而增大。提出了裂纹起始遵循断裂应变准则及裂纹扩展遵循断裂能密度准则的观点。有限元模拟结果与试验结果基本吻合。断裂面呈典型的韧性断裂特征,试样变形后的半球状外表面布满微小的褶皱状突起和微裂纹。

关键词：小冲孔试验断裂韧度尺寸效应

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镍基定向凝固高温合金温度梯度下低周疲劳寿命研究

镍基定向凝固高温合金温度梯度下低周疲劳寿命研究

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北京力学会第21届学术年会暨北京振动工程学会第22届学术年会

作者：贺志武施惠基张洋洋清华大学航天航空学院

定向凝固镍基高温合金以其优异的高温性能,被广泛的应用到航空发动机和燃气轮机涡轮叶片等高温部件中。本文以某型号镍基定向凝固高温合金为研究对象,以T0为初始温度,50℃为梯度,进行了6个温度下的高温疲劳试验,得到了疲劳寿命随温度变... 详细信息

定向凝固镍基高温合金以其优异的高温性能,被广泛的应用到航空发动机和燃气轮机涡轮叶片等高温部件中。本文以某型号镍基定向凝固高温合金为研究对象,以T0为初始温度,50℃为梯度,进行了6个温度下的高温疲劳试验,得到了疲劳寿命随温度变化的趋势,以及疲劳寿命与应力幅值的关系,为镍基定向凝固的高温研究提供了参考。

关键词：镍基定向凝固高温合金低周疲劳温度梯度应力幅值

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第二晶向对镍基单晶材料低周疲劳性能的影响

第二晶向对镍基单晶材料低周疲劳性能的影响

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第十八届全国疲劳与断裂学术会议

作者：贺志武施惠基邱文辉清华大学航天航空学院

镍基单晶高温合金以其优异的高温性能被广泛的应用到航空发动机和燃气轮机的高温关键部件。本文针对第二晶向对镍基单晶低周疲劳性能的影响展开研究,设计了新的低周疲劳试样,并在600℃下进行了两组不同第二晶向的低周疲劳实验,其主晶向... 详细信息

镍基单晶高温合金以其优异的高温性能被广泛的应用到航空发动机和燃气轮机的高温关键部件。本文针对第二晶向对镍基单晶低周疲劳性能的影响展开研究,设计了新的低周疲劳试样,并在600℃下进行了两组不同第二晶向的低周疲劳实验,其主晶向都是[001]。结果表明第二晶向对镍基单晶低周疲劳寿命存在影响,表现有拉压应力比的差异性。其中,第二晶向为[110]的试样断口形貌为Ⅰ型,而第二晶向为[010]的试样断口形貌为V型。基于断口形貌以及滑移系开动情况,提出了基于位错运动以及滑移系和能量累积的理论模型,较好的消除了第二晶向的影响。

关键词：低周疲劳第二晶向断裂模式滑移系失效标准

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高强度合金材料的超高周疲劳损伤机制和寿命预测

高强度合金材料的超高周疲劳损伤机制和寿命预测

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第三届中国超高周疲劳学术会议

作者：施惠基段政马显锋清华大学航天航空学院

高强度合金材料的超高周疲劳行为已经成为大型燃气轮机和航空发动机等领域的研究热点,深入理解高强度合金材料的疲劳失效机理并建立相应的理论模型对于这些关键部件的设计和安全评估至关重要。本文以镍基高温合金IN718为研究对象,论文... 详细信息

高强度合金材料的超高周疲劳行为已经成为大型燃气轮机和航空发动机等领域的研究热点,深入理解高强度合金材料的疲劳失效机理并建立相应的理论模型对于这些关键部件的设计和安全评估至关重要。本文以镍基高温合金IN718为研究对象,论文研究了高强度合金材料较低频率旋转弯曲超高周疲劳和超声疲劳的频率相关性,深入探讨了拉伸强度对其的影响,同时建立了有效的理论预测模型。在对镍基高温合金IN718的室温旋转弯曲循环载荷下的疲劳试验中,发现了其在107周次后仍有疲劳失效发生;对断口的形貌进行了微观观测分析,表明随着应力水平的降低形成多源起裂到单源起裂的模式的转变。结合应力强度因子和失效机制模型,得到了特定区域裂纹萌生和扩展的特征和主导失效机制;据此建立了寿命预测模型,得到了相对精确的预测结果。对IN718镍基高温合金进行了20k Hz超声频率超高周疲劳测试,通过与旋转弯曲疲劳试验结果的对比分析,发现了高频测试结果对S-N曲线的影响;对高频失效断口进行了SEM观测,并从应变率相关性的角度分析了加载频率对IN718疲劳失效的影响机制。

关键词：高强度合金超高周疲劳超声疲劳次表面夹杂

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冲击压缩下含点缺陷单晶铜的微结构损伤演化

冲击压缩下含点缺陷单晶铜的微结构损伤演化

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第六届全国强动载效应及防护学术会议暨2014年复杂介质/结构的动态力学行为创新研究群体学术研讨会

作者：施惠基林恩强牛莉莎清华大学航天航空学院应用力学教育部重点实验室

随着航天航空、能源、汽车、电子和国防等领域尖端科学技术的持续发展,材料的服役环境也正变得越来越复杂,在它们的使用过程中很可能会出现大量的微裂纹、微孔洞等微缺陷。这些缺陷不论是出现在材料的生产制备阶段还是在材料的服役过程...

随着航天航空、能源、汽车、电子和国防等领域尖端科学技术的持续发展,材料的服役环境也正变得越来越复杂,在它们的使用过程中很可能会出现大量的微裂纹、微孔洞等微缺陷。这些缺陷不论是出现在材料的生产制备阶段还是在材料的服役过程中,都对材料的动态响应以及层裂损伤过程有着重要的影响。由于实验中至今还没有技术手段去实时观察材料内部的微缺陷演化过程,这些缺陷对材料的动态响应的影响仍不是很清楚,因此,很有必要从原子尺度对含缺陷材料的冲击压缩动力学响应进行研究,观察和分析缺陷对材料损伤演化的影响及其相应的物理微观机制。考虑到点缺陷不仅在材料中普遍存在,而且又是最简单的一种缺陷形式,在实验中相对较易控制,因此,本文选取含点缺陷单晶铜作为代表性材料,用分子动力学方法研究不同点缺陷比例情况下单晶铜的动态响应过程。通过建立含点缺陷单晶铜的MD模型,考察和分析了点缺陷对单晶铜各向异性雨贡纽关系、冲击响应、层裂损伤和层裂强度的影响。发现单晶铜存在明显的各向异性雨贡纽关系,其中〈100〉晶向的雨贡纽关系接近于各向同性多晶铜的实验结果,而〈110〉和〈111〉晶向则出现较大的偏离。随着冲击波压力的增大,各向异性雨贡纽关系由于冲击融化效应将逐渐消失,三个晶向的雨贡纽关系都趋近于多晶铜实验结果。单晶铜各向异性雨贡纽关系与冲击波沿各个晶向的传播速度密切相关。对于〈100〉晶向,点缺陷的引入不影响冲击波的传播速度,但对于〈110〉和〈111〉晶向,点缺陷的引入将降低冲击波传播速度,从而减弱各向异性雨贡纽关系,并使得三个晶向的雨贡纽关系在较低的冲击波压力下就出现与多晶铜实验相一致的结果。点缺陷对单晶铜层裂损伤的影响存在明显的晶向相关性。对于〈100〉晶向,点缺陷的引入不仅增加了冲击波压缩阶段的塑性变形,而且还加剧了冲击波拉伸阶段的层裂损伤程度。而对于〈110〉和〈111〉晶向,点缺陷的引入虽然也会增加冲击波压缩阶段的塑性变形,但是却减轻了冲击波拉伸阶段的层裂损伤程度。点缺陷对层裂损伤到底是起加剧还是减轻的作用主要取决于点缺陷在冲击压缩过程中是否发生坍塌。当点缺陷发生坍塌时候,其将吸收部分的冲击波能量,从而减轻单晶铜的层裂损伤程度。单晶铜的冲击层裂强度存在明显的各向异性,在所研究的冲击压力范围内,层裂强度大体上呈现〈100〉晶向大于〈110〉晶向大于〈111〉晶向的关系。点缺陷的引入将降低单晶铜的冲击层裂强度并减弱其各向异性程度,但不影响以上各个晶向间层裂强度的关系。

关键词：

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电火花成型对试样表面微观力学性能的影响

电火花成型对试样表面微观力学性能的影响

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第16届全国疲劳与断裂学术会议

作者：张小亮王兆希施惠基北京工业职业技术学院机电工程系

电加工是利用瞬间放电能量的热效应,使工件材料熔化、蒸发达到尺寸要求的加工方法。加工时的热效应和电解作用使加工表面产生一定厚度的变质层对工件的表面微观力学特性产生影响。本文研究不同工艺参数(脉冲电流、脉冲时间)对工件试样... 详细信息

电加工是利用瞬间放电能量的热效应,使工件材料熔化、蒸发达到尺寸要求的加工方法。加工时的热效应和电解作用使加工表面产生一定厚度的变质层对工件的表面微观力学特性产生影响。本文研究不同工艺参数(脉冲电流、脉冲时间)对工件试样变质层结构及其内部微观缺陷的影响,采用SEM研究表面层的孔洞和微观裂纹等微观组织缺陷,研究不

关键词：电火花成型表面形貌显微硬度断裂机理参数优化

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爆破震动时频分布的小波包分析

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工程爆破 2002年第2期8卷 1-5,16页

作者：林大超施惠基白春华张奇清华大学北京100084 北京理工大学北京100081

应用小波包分析研究了短时非平稳爆破震动时频分布规律。首先 ,简要介绍了小波包分析的原理和特点 ;其次 ,给出了一个爆破震动实验的测试结果 ,并应用小波包分析计算了其振动分量的时频分布情况 ;最后 ,对计算结果进行了分析和讨论。研... 详细信息

应用小波包分析研究了短时非平稳爆破震动时频分布规律。首先 ,简要介绍了小波包分析的原理和特点 ;其次 ,给出了一个爆破震动实验的测试结果 ,并应用小波包分析计算了其振动分量的时频分布情况 ;最后 ,对计算结果进行了分析和讨论。研究结果表明 ,爆破震动能量分布处于非常宽的频率范围 ,具有比较确定的多阶固有振动频率 ,同时 ,振动能量随时间的发展表现出剧烈的波动变化。

关键词：爆破震动时频分布小波包分析振动能量工程爆破

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金属基复合材料热机械疲劳加载模型的数值解法和应用

金属基复合材料热机械疲劳加载模型的数值解法和应用

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第十二届全国疲劳与断裂学术会议

作者：牛莉莎郑岩胡齐阳施惠基清华大学工程力学系

论述考虑涂层效应的纤维增强金属基复合材料的热机械加载模型的数值解法和工程应用实例。热机械加载三层细观力学模型归纳为一阶常微分方程组的初值问题,在考虑数值求解的方法时采用经典的4阶Runge Kutta法。对细观模型层间应力分配系... 详细信息

论述考虑涂层效应的纤维增强金属基复合材料的热机械加载模型的数值解法和工程应用实例。热机械加载三层细观力学模型归纳为一阶常微分方程组的初值问题,在考虑数值求解的方法时采用经典的4阶Runge Kutta法。对细观模型层间应力分配系数的确定,进行详细讨论。选择常用的铝基复合材料,计算其在温度循环和机械应变循环同相位和反相位两种情况下材料总体和各组分的力学响应。计算得到材料涂层处的应力状态以其对复合材料整体热机械加载性能的影响

关键词：纤维增强金属基复合材料涂层效应粘塑性热机械加载

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纤维增强金属基复合材料热机械循环加载力学模型

纤维增强金属基复合材料热机械循环加载力学模型

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第十二届全国疲劳与断裂学术会议

作者：牛莉莎郑岩胡齐阳施惠基清华大学工程力学系

着重论述考虑涂层效应的纤维增强金属基复合材料的热机械加载细观力学模型。在假设基底金属为粘塑性材料,纤维与涂层为横观各向同性弹性材料的前提下,从复合材料内部组分的细观力学关系入手,利用平均应力应变的概念,分析材料在热机械载... 详细信息

着重论述考虑涂层效应的纤维增强金属基复合材料的热机械加载细观力学模型。在假设基底金属为粘塑性材料,纤维与涂层为横观各向同性弹性材料的前提下,从复合材料内部组分的细观力学关系入手,利用平均应力应变的概念,分析材料在热机械载荷作用下的应力应变关系。针对金属基底的粘塑性特性,选择Bodner Partom模型作为金属的基本本构关系,并进一步将主要问题归纳为可以数值求解的以时间为自变量的一阶常微分方程组的初值问题

关键词：纤维增强金属基复合材料涂层效应粘塑性热机械加载

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