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SiC/SiC复合编织管的抗热冲击性能与失效机理研究

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应用力学学报 2022年

作者：胡庆宽许琦鹏万志慧杨保建周为晋小超河南航天精工制造有限公司河南省紧固连接技术重点实验室西安交通大学航天航空学院极端环境与防护技术联合研究中心

先进陶瓷基复合材料是具有广泛应用前景的极端环境热结构候选材料，抗热冲击性能是其重要的力学性能之一。本文以二维二轴编织的SiC/SiC复合编织管为研究对象，研究了其抗热冲击性能及失效机理。自主搭建了基于石英灯辐照加热的循环热...

先进陶瓷基复合材料是具有广泛应用前景的极端环境热结构候选材料，抗热冲击性能是其重要的力学性能之一。本文以二维二轴编织的SiC/SiC复合编织管为研究对象，研究了其抗热冲击性能及失效机理。自主搭建了基于石英灯辐照加热的循环热冲击试验平台，基于该平台开展了SiC/SiC复合编织管的循环热冲击试验考核，并对循环热冲击后的复合编织管进行了径向压缩测试，探究了复合编织管力学性能与破坏机理，拟合得到了热冲击强度退化经验公式。研究结果表明，搭建的循环热冲击试验平台能够模拟快速升降温的实际服役环境，最高升温、降温速率在试验过程中分别可达约40℃/s、60℃/s。随着热冲击循环次数的增加，SiC/SiC复合编织管环向拉伸强度下降，且降幅随之增大。热冲击产生的热应力导致纤维周围的基体产生微裂纹，弱化了纤维束与基体之间的连接，这是复合编织管强度降低的原因之一。拟合的强度退化经验公式能够准确描述强度退化规律，可以满足工程应用需求。

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新型TB9钛合金屈服强度的应变率效应

科学技术与工程 2022年第35期22卷 15470-15476页

作者：刘乐许琦鹏侯成金宏沈鹏马勇晋小超河南航天精工制造有限公司河南省紧固连接技术重点实验室信阳464000 西安交通大学航天航空学院极端环境与防护技术联合研究中心西安710049

TB9钛合金具有良好的力学性能,被广泛应用于航空航天领域,其材料强度随服役过程中应力作用的加载速率变化而发生改变。采用三次真空自耗熔炼工艺制备TB9钛合金材料,并对其开展了室温拉伸和压缩试验,研究了该材料在应变率为0.0005~0.1 s^... 详细信息

TB9钛合金具有良好的力学性能,被广泛应用于航空航天领域,其材料强度随服役过程中应力作用的加载速率变化而发生改变。采用三次真空自耗熔炼工艺制备TB9钛合金材料,并对其开展了室温拉伸和压缩试验,研究了该材料在应变率为0.0005~0.1 s^(-1)范围内的力学性能及其变形行为,讨论了应变率对该材料压缩和拉伸屈服强度的影响。结果表明:应变率由0.0005 s^(-1)升高至0.1 s^(-1)时,TB9钛合金材料的平均压缩屈服强度由955.96 MPa升高至1090.94 MPa,平均拉伸屈服强度由971.01 MPa升高至1096.31 MPa,压缩屈服强度应变率敏感系数为0.02273,拉伸屈服强度应变率敏感系数为0.02110;随着应变率的增大,TB9钛合金拉伸试件断面韧窝尺寸及深度均会变小,这是由于应变率大时,瞬间局部能量增加,裂纹萌生和扩展速度加快所致。此外,采用线性函数拟合了TB9钛合金材料室温下屈服强度增强因子与自然对数应变率之间的关系,可用于预测TB9钛合金在工程应用中的力学行为。

关键词： TB9钛合金屈服强度应变率压缩拉伸应变率敏感系数

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航空发动机涡轮叶片接触式测温技术应用进展

航空工程进展 2023年第1期14卷 1-12页

作者：胡娜赵伟晋小超范学领西安交通大学航天航空学院西安710049 中国航发四川燃气涡轮研究院强度传动试验技术研究室绵阳621000

航空发动机涡轮叶片测温技术能够揭示涡轮叶片的温度分布情况,对其开展性能评估、失效分析和优化设计具有重要意义。涡轮进口温度的不断提升对应用于航空发动机涡轮叶片的测温技术提出了更高的要求。现有的航空发动机涡轮叶片接触式测... 详细信息

航空发动机涡轮叶片测温技术能够揭示涡轮叶片的温度分布情况,对其开展性能评估、失效分析和优化设计具有重要意义。涡轮进口温度的不断提升对应用于航空发动机涡轮叶片的测温技术提出了更高的要求。现有的航空发动机涡轮叶片接触式测温技术可采集叶片表面温度和近表面气流温度,本文主要介绍了三种应用于涡轮叶片的接触式测温技术,包括薄膜热电偶、测温晶体和示温漆,简要说明了三种测温技术的工作原理,归纳了国内外应用现状,总结了各自的优势与不足,并对其发展方向进行了展望。

关键词：航空发动机涡轮叶片接触式测温薄膜热电偶测温晶体示温漆

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弹体侵彻混凝土靶体侵彻深度的数值模拟研究

弹体侵彻混凝土靶体侵彻深度的数值模拟研究

作者：晋小超太原理工大学

学位级别：硕士

混凝土作为一种建筑材料被广泛使用在各种军事和民用建筑设施上,因此弹体侵彻混凝土靶体在工程防护上是一个重要研究课题。虽然已有很多试验和数值研究,但混凝土侵彻伴随着大变形、高压和高应变率,因此侵彻过程中仍有很多问题亟需解决,... 详细信息

混凝土作为一种建筑材料被广泛使用在各种军事和民用建筑设施上,因此弹体侵彻混凝土靶体在工程防护上是一个重要研究课题。虽然已有很多试验和数值研究,但混凝土侵彻伴随着大变形、高压和高应变率,因此侵彻过程中仍有很多问题亟需解决,而且受限于经济条件和实验条件不能展开大量实验研究。如此背景下,数值计算就成为了一条经济且可靠研究途径。本文基于LS-DYNA数值研究了混凝土靶体动态球形和柱形空腔膨胀的机理,并建立了侵彻深度预测模型;采用AUTODYN研究了混凝土侵彻过程,并依此修正Forrestal模型中的开坑深度项。(1)介绍了几种当前使用最为广泛的侵彻深度预测模型。通过与其他经典模型的比较,结果表明考虑了尺寸效应的Forrestal模型对于不同尺寸的弹体和各种强度靶体的实验数据都能够较好吻合。(2)采用LS-DYNA对空腔膨胀过程进行了数值模拟研究。分析了空腔膨胀的影响因素,结果表明空腔界面压力与膨胀速度平方成正比,密度与膨胀速度平方成反比,且膨胀速度随抗压强度、压碎应力和压实应力的提高而降低;而空腔半径,及混凝土材料抗拉强度等与界面的膨胀速度基本无关。通过拟合球形和柱形界面速度到达稳定时对应的临界速度的计算公式,建立了空腔压力与界面膨胀速度的函数关系,并由此给出了侵彻深度的预测模型。与实验数据对比发现,对于较低的初始速度,基于柱形理论获得的预测结果大于基于球形理论获得的预测值,更接近实验数据;而对于较高的初始速度,基于球形理论获得的预测结果大于基于柱形理论获得的预测值,且更接近实验数据。(3)采用AUTODYN对混凝土侵彻响应机理进行了数值研究。结果表明弹头形状,靶体强度和冲击速度均对弹体的减加速度有显著影响,而且随着初始速度的增加,速度的效应越来越大。通过在靶体中心对称轴位置预置深坑,消除了因弹体嵌入导致的靶体前表面的运动,从而导其侵彻深度明显减小。随着侵彻速度的增加,开坑效应越来越小。结果表明弹头形状对开坑深度有明显影响,但靶体强度和侵彻速度则基本没有影响。基于数值模拟结果得到开坑深度计算模型可以在一定范围内提升侵彻深度计算的精确性。

关键词：混凝土侵彻深度空腔膨胀开坑区开坑效应数值模拟

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基于Jones模型的弹体质量损失参数分析

中国科学：技术科学 2016年第4期46卷 368-376页

作者：杨华伟晋小超王志华树学峰太原理工大学应用力学与生物医学工程研究所材料强度与结构冲击山西省重点实验室太原030024

弹体高速侵彻过程中,头部会受到不同程度的磨损,影响其侵彻性能.基于Jones模型,将引起弹体质量损失的切削与磨蚀作用统一考虑为单位面积切向作用力f,通过对侵彻实验数据的归纳分析,讨论了f的参数相关性,拟合得到了f与弹体材料屈服强度... 详细信息

弹体高速侵彻过程中,头部会受到不同程度的磨损,影响其侵彻性能.基于Jones模型,将引起弹体质量损失的切削与磨蚀作用统一考虑为单位面积切向作用力f,通过对侵彻实验数据的归纳分析,讨论了f的参数相关性,拟合得到了f与弹体材料屈服强度、靶体混凝土无侧限抗压强度、弹体及靶体骨料硬度的关系.进一步,利用Young公式在其适用范围内的计算结果,对f进行了与弹体尺寸相关的修正,从而得到了两种不同尺寸范围内弹体质量损失的预测公式.

关键词：爆炸力学弹体高速侵彻混凝土质量损失

高速侵彻混凝土弹体在横向非对称作用下的动态响应

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高压物理学报 2017年第1期31卷 73-80页

作者：杨华伟王志华晋小超太原理工大学应用力学与生物医学工程研究所山西太原030024

将混凝土侧壁对弹道的稳定作用简化为与所受横向力相关的分布载荷,运用自由梁理论分析压弯联合作用下弹体的屈服响应,讨论影响横向非对称作用的主要因素。在弹体侵彻过程中,非对称质量侵蚀越严重,骨料与砂浆基质提供的静阻力差异越大,... 详细信息

将混凝土侧壁对弹道的稳定作用简化为与所受横向力相关的分布载荷,运用自由梁理论分析压弯联合作用下弹体的屈服响应,讨论影响横向非对称作用的主要因素。在弹体侵彻过程中,非对称质量侵蚀越严重,骨料与砂浆基质提供的静阻力差异越大,弹头越尖削,受到弯曲作用越明显。基于理想刚塑性模型,将弹体受横向冲击载荷的工况简化为轴向无约束悬臂梁的动态响应,对塑性铰的移行及"J"形弹道的形成机理进行了分析。

关键词：爆炸力学弯曲屈服移行塑性铰非对称作用侵彻混凝土靶

改性C/C-ZrC-SiC复合材料热化学烧蚀数值分析

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固体火箭技术 2021年第3期44卷 390-398页

作者：梅宗书范学领石成英晋小超火箭军工程大学核工程学院西安710025 西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049

主要针对多相超高温陶瓷(UHTCs)颗粒掺杂改性C/C复合材料的热化学烧蚀行为进行数学表征,采用公式推导、数值模拟及试验验证等方法进行研究与分析。通过对C/C-ZrC-SiC(CCZS)复合材料烧蚀后的形貌进行分析,基于热化学平衡和最小自由能原理... 详细信息

主要针对多相超高温陶瓷(UHTCs)颗粒掺杂改性C/C复合材料的热化学烧蚀行为进行数学表征,采用公式推导、数值模拟及试验验证等方法进行研究与分析。通过对C/C-ZrC-SiC(CCZS)复合材料烧蚀后的形貌进行分析,基于热化学平衡和最小自由能原理,构建CCZS氧化烧蚀模型。利用热-力-化多场耦合数值分析方法,对CCZS材料锥形缩比试样进行仿真模型构建,将热化学氧化反应表达式嵌入到仿真模型,并进行烧蚀行为数值计算。计算得到的烧蚀体结构内部温度分布和表面质量烧蚀速率,与烧蚀试验结果较为一致,验证了数学模型的有效性。同时,计算结果表明,基于热化学平衡原则进行改性复合材料表面热化学氧化反应的表征具有一定的工程可行性,可为多相UHTCs掺杂改性C/C复合材料的热化学氧化烧蚀数学表征提供理论参考。

关键词：碳基复合材料掺杂改性热化学平衡超高温陶瓷数值分析

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抗菌肽LL-37抗寄生虫活性研究进展

中国血吸虫病防治杂志 2024年第1期36卷 98-104页

作者：楼俊超何小芹南京医科大学公共卫生学院江苏南京211166 国家卫生健康委员会寄生虫病预防与控制技术重点实验室、江苏省寄生虫与媒介控制技术重点实验室、江苏省血吸虫病防治研究所江苏无锡214064

由原虫、蠕虫感染导致的寄生虫病在全球范围内广泛流行,尤其是在热带和亚热带地区,对儿童和成人生命健康均造成威胁。抗寄生虫药的长期使用导致寄生虫对药物敏感性下降甚至出现耐药性。研究表明抗菌肽可抑制寄生虫生长发育,具有潜在抗... 详细信息

由原虫、蠕虫感染导致的寄生虫病在全球范围内广泛流行,尤其是在热带和亚热带地区,对儿童和成人生命健康均造成威胁。抗寄生虫药的长期使用导致寄生虫对药物敏感性下降甚至出现耐药性。研究表明抗菌肽可抑制寄生虫生长发育,具有潜在抗寄生虫价值,其中LL-37作为组织蛋白酶抑制素(cathelicidin)家族中唯一的人源抗菌肽被广泛研究。本文综述了LL-37抗寄生虫作用的研究进展,并对其作为抗寄生虫药物的候选资源的应用前景进行了探讨。

关键词：寄生虫人源抗菌肽 LL-37 作用机制

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抗菌肽LL-37抗寄生虫活性的研究进展

中国血吸虫病防治杂志 2024年

作者：楼俊超何小芹南京医科大学公共卫生学院国家卫生健康委员会寄生虫病预防与控制技术重点实验室江苏省寄生虫与媒介控制技术重点实验室江苏省血吸虫病防治研究所

由原虫、蠕虫感染导致的寄生虫病在全球范围内广泛流行，尤其是在热带和亚热带地区，对儿童和成人生命健康均造成威胁。抗寄生虫药的长期使用导致寄生虫对药物敏感性下降甚至出现耐药性。研究表明抗菌肽可抑制寄生虫生长发育，具有潜在... 详细信息

由原虫、蠕虫感染导致的寄生虫病在全球范围内广泛流行，尤其是在热带和亚热带地区，对儿童和成人生命健康均造成威胁。抗寄生虫药的长期使用导致寄生虫对药物敏感性下降甚至出现耐药性。研究表明抗菌肽可抑制寄生虫生长发育，具有潜在抗寄生虫价值，其中LL-37作为组织蛋白酶抑制素（cathelicidin）家族中唯一的人源抗菌肽被广泛研究。本文综述了LL-37抗寄生虫作用的研究进展，并对其作为抗寄生虫药物的候选资源的应用前景进行了探讨。

关键词：寄生虫人源抗菌肽 LL-37 作用机制