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SHPB系统中几个问题的探讨

SHPB系统中几个问题的探讨

作者：果春焕哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

本文分析了分离式Hopkinson压杆测试系统中的有关问题，并应用Hopkinson压杆系统测试了某船用钢的本构关系。取得了如下主要研究结果：(1)采用有限元分析方法，建立SHPB系统的有限元模型。分析了冲击压缩试样内的轴向应力的分布情况，... 详细信息

本文分析了分离式Hopkinson压杆测试系统中的有关问题，并应用Hopkinson压杆系统测试了某船用钢的本构关系。取得了如下主要研究结果：(1)采用有限元分析方法，建立SHPB系统的有限元模型。分析了冲击压缩试样内的轴向应力的分布情况，根据计算试样内应力分布不均匀度的方法，获得了试样内的轴向应力达到均匀化时的时间。并提出了一种由应变片上获得的反射波变化情况确定的反射波趋于稳定的时间可以表示试样内轴向应力均匀分布的时间。(2)在利用波形整形器改善波形的基础上，发现试验得到的波形存在有叠加的现象。为此，利用两应变片法实现波形的分离。结果表明本文所采用的分离方法是可行的。(3)考虑了SHPB测试系统中的各种影响因素，进行测试了某船用钢在高应变率加载条件下的力学行为。通过分析，在Johnson-Cook模型的基础上，建立了该材料的本构方程，并对J-C模型中的有关参数进行了修正，得到了能够准确描述该材料的本构方程。

关键词： Hopkinson压杆应力不均匀性两应变片分离技术本构方程

对接焊缝金属和熔敷金属冲击吸收功差异的探讨

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焊接学报 2009年第6期30卷 99-102,118页

作者：果春焕迟之东付学满刘瑞堂哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150001 中国船舶重工集团公司第七二五研究所河南洛阳471000

针对对接焊缝金属和熔敷金属之间的冲击吸收功差异,分别从材料的韧-脆转变温度、成分、组织以及断口方面进行了探讨.结果表明,对接焊缝金属及熔敷金属的韧-脆转变行为存在较大的差异,相同温度下对接焊缝金属的冲击吸收功低于熔敷金属.... 详细信息

针对对接焊缝金属和熔敷金属之间的冲击吸收功差异,分别从材料的韧-脆转变温度、成分、组织以及断口方面进行了探讨.结果表明,对接焊缝金属及熔敷金属的韧-脆转变行为存在较大的差异,相同温度下对接焊缝金属的冲击吸收功低于熔敷金属.这主要是因为二者所含的合金元素C和Mn有显著的不同,即元素C含量的增加以及元素Mn含量的减小均提高了对接焊缝金属的韧-脆转变温度;焊道布置的不同,致使对接焊缝金属中的屈氏体含量高于熔敷金属中的含量,从而使得对接焊缝金属容易形成裂纹;并且从断口照片可以看出对接焊缝金属的裂纹稳定扩展的距离相对较小.

关键词：冲击吸收功韧-脆转变温度对接焊缝组织低温冲击韧性

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化学成分对锌铝合金动态断裂性能的影响

机械工程材料 2010年第8期34卷 53-55,59页

作者：崔志峰果春焕程宗辉合肥通用机械研究院合肥230031 哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150001 中国人民解放军第五七二0工厂芜湖241007

用Hopkinson杆加载系统在不同加载速率下,研究了ZA8、ZA27和ZA35三种锌铝合金的动态断裂性能随化学成分的变化趋势;并用扫描电镜对试样的断口形貌进行了观察。结果表明:在加载速率一定的情况下,随着合金中铝含量的增加,合金中面心α相... 详细信息

用Hopkinson杆加载系统在不同加载速率下,研究了ZA8、ZA27和ZA35三种锌铝合金的动态断裂性能随化学成分的变化趋势;并用扫描电镜对试样的断口形貌进行了观察。结果表明:在加载速率一定的情况下,随着合金中铝含量的增加,合金中面心α相含量逐渐增加,断口形貌由解理状向韧窝状转变,其动态断裂能和加载速率敏感性逐渐增大;而随着加载速率逐渐增大,只有ZA8合金的断口形貌不发生变化,ZA27、ZA35合金断口形貌由韧窝状向准解理状转变,使两者的动态断裂能随加载速率的增大而减小,并导致其加载速率敏感性逐渐降低。

关键词：动态断裂能加载速率敏感性锌铝合金 Hopkinson杆

分离式Hopkinson压杆系统冲击压缩过程中试样的应力均匀化过程

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机械工程材料 2009年第2期33卷 25-27,95页

作者：刘瑞堂果春焕张智峰哈尔滨工程大学黑龙江哈尔滨150001

分析了分离式Hopkinson压杆(SHPB)系统冲击压缩试验过程中试样的应力均匀化过程。结果表明:试样内的应力分布不均匀性在冲击压缩开始时最显著,随着时间的延长,应力分布渐趋均匀;在变形初期,应力分布不均匀主要表现为试样两端的应力水平... 详细信息

分析了分离式Hopkinson压杆(SHPB)系统冲击压缩试验过程中试样的应力均匀化过程。结果表明:试样内的应力分布不均匀性在冲击压缩开始时最显著,随着时间的延长,应力分布渐趋均匀;在变形初期,应力分布不均匀主要表现为试样两端的应力水平不同以及应力-时间曲线的进程不同步且伴有较大振荡;用绝对不均匀度α(t)衡量试样内应力分布的不均匀程度,在α(t)-t曲线上存在一明显的转折点M,建议用M点对应的时间表示应力均匀化所需时间。

关键词：分离式Hopkinson压杆系统应力分布均匀化过程

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一种确定延性金属静动态启裂点的新方法

机械强度 2007年第4期29卷 657-660页

作者：刘瑞堂周志方张秀梅果春焕哈尔滨工程大学机电工程学院哈尔滨150001

在静动态J积分试验的基础上,应用曲线分析技术确定该钢的静动态启裂点。研究表明,在静动态J积分试验中,预制裂纹钝化、启裂到稳态扩展的过程是裂纹前沿由塑性滑移变形主导的钝化阶段与由微孔形核、长大与连结主导的延性断裂阶段发展的... 详细信息

在静动态J积分试验的基础上,应用曲线分析技术确定该钢的静动态启裂点。研究表明,在静动态J积分试验中,预制裂纹钝化、启裂到稳态扩展的过程是裂纹前沿由塑性滑移变形主导的钝化阶段与由微孔形核、长大与连结主导的延性断裂阶段发展的连续过程,启裂点实际上是这两个阶段之间的过渡点,它与lgJ—lgΔa曲线上的转折点相对应。由此方法确定的静动态启裂位置均与断口上实测的临界伸张区宽度吻合得较好。

关键词：曲线分析技术静动态J积分启裂点

结构钢焊缝金属在低温和动载条件下的脆断本质

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焊接学报 2007年第12期28卷 97-100,118页

作者：刘瑞堂冯万里陈凤秋果春焕哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150001

研究了结构钢焊缝金属在低温和高加载速率条件下的断裂韧度与断口形貌变化规律,讨论了沿晶脆性断裂的本质。研究指出,降低温度和提高加载速率都导致断裂韧度降低和沿晶脆性断裂倾向增加,表现出一定的低温效应和高加载速率效应,降低试验... 详细信息

研究了结构钢焊缝金属在低温和高加载速率条件下的断裂韧度与断口形貌变化规律,讨论了沿晶脆性断裂的本质。研究指出,降低温度和提高加载速率都导致断裂韧度降低和沿晶脆性断裂倾向增加,表现出一定的低温效应和高加载速率效应,降低试验温度和提高加载速率的作用是相互促进的。焊缝金属沿晶脆性断裂是特定的材料因素、结构因素和环境因素共同作用的结果,沿晶脆性断裂倾向决定于晶界协调相邻晶粒塑性变形的能力,在晶界不足以协调其两侧晶粒的变形时便出现沿晶断裂。

关键词：沿晶断裂高加载速率低温焊缝金属

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多孔金属材料阻尼性能的研究进展

材料导报 2023年第15期37卷 145-154页

作者：秦若男果春焕李艳春邵帅齐姜风春哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150001 黑龙江省科学院高技术研究院哈尔滨150020 哈尔滨工程大学烟台研究院烟台264000

阻尼技术一直以来在工业生产、科技开发及应用中备受关注,且随着技术的不断发展,工业领域对阻尼材料性能的要求也越发苛刻。因此,阻尼材料研究领域聚焦在结构功能一体化材料上,以提高材料的阻尼性能,满足技术发展提出的需求。近年来迅... 详细信息

阻尼技术一直以来在工业生产、科技开发及应用中备受关注,且随着技术的不断发展,工业领域对阻尼材料性能的要求也越发苛刻。因此,阻尼材料研究领域聚焦在结构功能一体化材料上,以提高材料的阻尼性能,满足技术发展提出的需求。近年来迅速发展的多孔金属材料是具有广阔应用前景的结构功能一体化材料之一。多孔金属材料的阻尼作用来源于材料阻尼和结构阻尼,但金属材料的固有阻尼性能有限,传统的造孔方法又存在孔隙分布不均匀、大小和数量不可控等不足,因此,需要通过材料的选择与组合、孔隙结构的优化、多种结构的复合等方法,提升多孔金属材料的阻尼性能。目前关于多孔金属材料的阻尼性能研究大都集中在优化材料成分、控制孔隙结构等方面,如将NiTi等高阻尼合金作为多孔金属材料基体,或根据需求加入颗粒或碳纳米管等预制空心结构的增强相,或采用蚀刻、选区激光熔化等新工艺,改善孔隙结构尺寸和分布的均匀性、可控性。这些方法都有效提升了多孔金属材料的阻尼性能,例如碳纳米管增强多孔铝合金材料在25~200℃以及升至390℃后的损耗因子分别为0.26和0.36,分别是多孔铝合金的1.77倍和2.71倍。本文主要从多孔金属材料中基体和增强相材料的种类、孔隙结构的作用出发,对多孔金属材料的阻尼作用机理和阻尼性能研究现状进行阐述和归纳,希望为多孔金属材料结构功能一体化的发展提供更多的思路。

关键词：多孔材料金属空心球阻尼性能

10CrNiCu连铸方坯和球扁钢偏析及其对性能的影响

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兵工学报 2011年第6期32卷 707-711页

作者：果春焕杨阳陈凤秋杨澍刘瑞堂哈尔滨工程大学黑龙江哈尔滨150001 洛阳船舶材料研究所河南洛阳471039

为了探讨轧制工艺对10CrNiCu钢连铸方坯和球扁钢的偏析特性及性能的影响,通过原位统计分布分析及微型剪切试验,研究了10CrNiCu连铸方坯及其球扁钢中溶质元素的偏析规律和偏析对性能的影响。研究表明,S元素偏析对10CrNiCu制品的服役性能... 详细信息

为了探讨轧制工艺对10CrNiCu钢连铸方坯和球扁钢的偏析特性及性能的影响,通过原位统计分布分析及微型剪切试验,研究了10CrNiCu连铸方坯及其球扁钢中溶质元素的偏析规律和偏析对性能的影响。研究表明,S元素偏析对10CrNiCu制品的服役性能有明显影响,且S元素在球扁钢中的最大偏析度约为2.5;球头心部偏析较严重,致使球头表面的强度高于心部。

关键词：金属材料连铸方坯球扁钢偏析力学性能

金属间化合物基层状复合材料Ti/Al_3Ti的腐蚀行为

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中国有色金属学报 2016年第7期26卷 1420-1426页

作者：王帅韦宁霞果春焕刘郢孟国哲姜风春哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院超轻材料与表面技术教育部重点实验室哈尔滨150001 南京大学现代工程和应用科学学院南京210093

以TC4钛合金箔片和纯Al箔片为原料,采用真空热压烧结工艺制备单相金属间化合物Al_3Ti和金属间化合物基层状复合材料Ti/Al_3Ti。采用动电位极化曲线和交流阻抗谱等测试技术,研究对供货态的TC4、随炉热处理的TC4、单相金属间化合物Al_3Ti... 详细信息

以TC4钛合金箔片和纯Al箔片为原料,采用真空热压烧结工艺制备单相金属间化合物Al_3Ti和金属间化合物基层状复合材料Ti/Al_3Ti。采用动电位极化曲线和交流阻抗谱等测试技术,研究对供货态的TC4、随炉热处理的TC4、单相金属间化合物Al_3Ti、金属间化合物基层状复合材料Ti/Al_3Ti在模拟海水环境下的腐蚀性能,并对腐蚀之后材料表面的形貌及腐蚀产物进行观察和标定,获得单相金属间化合物Al_3Ti和金属间化合物基层状复合材料Ti/Al_3Ti的耐海水腐蚀性能。结果表明:金属间化合物Al_3Ti的耐海水腐蚀性能比层状复合材料Ti/Al_3Ti的腐蚀性能要好,但腐蚀性能都比复合材料单元TC4合金的要差;层状复合材料海水浸泡的腐蚀产物主要分布在界面处,且有局部腐蚀现象出现。

关键词：金属间化合物层状复合材料腐蚀性能电化学测试