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纤维增强金属基复合材料热机械疲劳模型的研究进展

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力学进展 2002年第1期32卷 81-91页

作者：施惠基胡齐阳牛莉莎王中光清华大学工程力学系北京100084 中国科学院金属研究所材料疲劳与断裂国家重点实验室沈阳110015

中国科学院金属研究所材料疲劳与断裂国家重点实验室，沈阳１１００１５摘要纤维增强金属基复合材料的热机械疲劳（ｔｈｅｒｍｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｆａｔｉｇｕｅ简称ＴＭＦ）特性的研究在近年受到高度重视．本文根据国内外近期... 详细信息

中国科学院金属研究所材料疲劳与断裂国家重点实验室，沈阳１１００１５摘要纤维增强金属基复合材料的热机械疲劳（ｔｈｅｒｍｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｆａｔｉｇｕｅ简称ＴＭＦ）特性的研究在近年受到高度重视．本文根据国内外近期进行的理论研究以及获得的主要成果作一概要介绍．对于热机械循环特性，主要介绍基于细观力学方法的轴向性质模型，以及基于断裂与损伤理论的横向性质模型．对于热机械疲劳性能研究，结合横向性质导出两种热机械疲劳模型，然后分析基体的细观结构对疲劳寿命的影响．

关键词：黏塑性热机械疲劳细观力学方法纤维增强金属基复合材料轴向性质模型横向性质模型

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超塑性变形晶界效应研究综述

力学进展 2005年第4期35卷 525-540页

作者：吴艳青施惠基牛莉莎清华大学工程力学系北京100084 教育部破坏力学重点实验室北京100084

自1934年超塑性现象被发现，一直以其特殊的塑性变形机制而备受关注。本文以对超塑性变形晶界研究为主线，从力学角度总结了近年来研究成果。包括：基于晶界拓扑构造、统计规律以及能量耗散的力学模型；论述了由孔洞损伤导致的超塑性沿... 详细信息

自1934年超塑性现象被发现，一直以其特殊的塑性变形机制而备受关注。本文以对超塑性变形晶界研究为主线，从力学角度总结了近年来研究成果。包括：基于晶界拓扑构造、统计规律以及能量耗散的力学模型；论述了由孔洞损伤导致的超塑性沿晶破坏、晶界结构演化与宏观率敏感性之间的关系；列举了考虑晶界效应的典型超塑性数值模型；总结并讨论了晶界滑移定量表征的重要实验手段，指出超塑性研究中需进一步拓展的领域：多尺度耦合的超塑性力学、材料制备及组合工艺中利用超塑性。

关键词：超塑性晶界效应力学模型孔洞损伤数值模拟实验袁征

非线性弹性材料在多层圆柱结构中接触预紧作用的模拟

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机械强度 2002年第1期24卷 128-132页

作者：牛莉莎郁向东郭然陈裕泽施惠基清华大学工程力学系北京100084 中国工程物理研究院四川绵阳621900

利用非线性弹性材料对多层圆柱结构进行接触预紧 ,涉及到几何非线性和材料非线性以及接触面上摩擦力的影响。当材料间刚度差别较大时 ,刚度低的材料呈现大变形特征 ,加大了几何非线性的程度。结构内部预紧力的大小和分布与结构的整体刚... 详细信息

利用非线性弹性材料对多层圆柱结构进行接触预紧 ,涉及到几何非线性和材料非线性以及接触面上摩擦力的影响。当材料间刚度差别较大时 ,刚度低的材料呈现大变形特征 ,加大了几何非线性的程度。结构内部预紧力的大小和分布与结构的整体刚度、结合部位的局部刚度、过盈配合程度、接触面积等因素有关。本文对以橡胶作为预紧垫层的双层金属柱体的预紧过程进行了力学实验和数值模拟。预紧后的模型受中心集中力的作用 ,以得到橡胶垫层在复杂载荷作用下的状况。在数值模拟模型中 ,接触面采用直接约束模型 ,摩擦力的模拟选用库仑摩擦模型 ,预紧力的施加与力学实验模型相同 ,利用两个金属半圆环逐步压紧橡胶材料。数值模拟结果和实验数据吻合较好 ,表明结构非线性大变形接触预紧模拟的数值模型是合理的。

关键词：多层圆柱结构有限元法接触力学非线性弹性材料预紧力

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镍基定向凝固合金表面涂层力学参数测量

航空材料学报 2007年第3期27卷 77-81页

作者：贾大炜施惠基钟斌于慧臣牛莉莎清华大学航天航空学院北京100084 北京航空材料研究院北京100095

针对所研究的镍基定向凝固合金表面高温防护涂层的厚度远大于一般涂层的特点,提出一种简捷方便的新方法测量涂层的硬度和弹性模量,便于同时研究涂层表面和系统界面对测量结果的影响。并通过传统纳米压痕仪的测量结果,以及镀在另一种定... 详细信息

针对所研究的镍基定向凝固合金表面高温防护涂层的厚度远大于一般涂层的特点,提出一种简捷方便的新方法测量涂层的硬度和弹性模量,便于同时研究涂层表面和系统界面对测量结果的影响。并通过传统纳米压痕仪的测量结果,以及镀在另一种定向凝固合金表面的同一种涂层测量结果间的对比,验证了试验结果的正确性。

关键词：涂层硬度弹性模量新方法

对双层级纳米结构表面润湿性的分子动力学研究

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对双层级纳米结构表面润湿性的分子动力学研究

北京力学会第二十二届学术年会

作者：周川牛莉莎清华大学航天航空学院

对于几何粗糙结构对表面润湿性的影响,研究的趋势从大尺度向纳米级转移。几何结构也由简单趋于复杂。本文通过分子动力学模拟的方法,来研究纳米级的几何粗糙结构对润湿性的影响,并想揭示纳米尺度下,表面分级几何结构对润湿性的影响。通... 详细信息

对于几何粗糙结构对表面润湿性的影响,研究的趋势从大尺度向纳米级转移。几何结构也由简单趋于复杂。本文通过分子动力学模拟的方法,来研究纳米级的几何粗糙结构对润湿性的影响,并想揭示纳米尺度下,表面分级几何结构对润湿性的影响。通过对比分析得到以下结论:***-Baxter方程对的一级规则纳米粗糙表面接触角的预测是较为准确的。2.满足Wenzel假设的算例与Wenzel理论对比,结果有所偏离,我们分析了导致偏离的原因。3.通过碳构型表面润湿性模拟得到的接触角与固液间相互作用能得相互对比,论证了二级规则粗糙结构对增加表面的疏水性有一定帮助。4.发现了在一个本身疏水的表面增加合适尺度的起伏能给水滴增加束缚。解释了带有合适尺度起伏的具有规则细结构的表面的表观接触角反而小于不带起伏的具有规则细结构的表面的现象。

关键词：分子动力学润湿性多级结构接触角

薄壁加筋板的单压屈曲变形测量及数值模拟仿真研究

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薄壁加筋板的单压屈曲变形测量及数值模拟仿真研究

北京力学会第二十二届学术年会

作者：苏子牧牛莉莎清华大学航天航空学院固体力学所

针对薄壁加筋板进行单压试验并测量加载位移及应变数值,测量位移及应变载荷曲线并分析曲线特征,可由此得知加筋板的后屈曲变形信息,包括屈曲载荷和屈曲模态分布;同时,使用有限元软件ANSYS14.5对试验进行模拟仿真。结合分析试验具体情形... 详细信息

针对薄壁加筋板进行单压试验并测量加载位移及应变数值,测量位移及应变载荷曲线并分析曲线特征,可由此得知加筋板的后屈曲变形信息,包括屈曲载荷和屈曲模态分布;同时,使用有限元软件ANSYS14.5对试验进行模拟仿真。结合分析试验具体情形,使用弹簧单元代替位移边界条件对薄壁加筋板边缘进行约束,减小结构刚度及屈曲载荷,两者数值及后屈曲变形特征相较使用位移边界条件与试验结果更为贴近,其中屈曲载荷误差为12%。

关键词：薄壁加筋板屈曲边界条件弹簧单元

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应力场对碳化硅材料辐照效应模拟研究

应力场对碳化硅材料辐照效应模拟研究

中国力学大会-2015

作者：宋枭雄牛莉莎清华大学应用力学重点实验室

以立方碳化硅为例研究了闪锌矿结构共价化合物在应力场作用下的原子离位过程,重点考察了离位阈能这一基本参数.实验上对晶体材料离位阈能的测量较为困难,并且在低激发能量下实验结果存在较大的分散.通过原子模拟的方法,计算了立方碳化...

以立方碳化硅为例研究了闪锌矿结构共价化合物在应力场作用下的原子离位过程,重点考察了离位阈能这一基本参数.实验上对晶体材料离位阈能的测量较为困难,并且在低激发能量下实验结果存在较大的分散.通过原子模拟的方法,计算了立方碳化硅材料多个晶向上的离位阈能随应力场作用的改变规律.

关键词：

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碳化硅薄膜的力学性能测试分析

实验力学 2007年第1期22卷 49-56页

作者：马显锋吴艳青牛莉莎施惠基清华大学工程力学系破坏力学教育部重点实验室北京100084

对利用射频磁控溅射及真空退火方法在（100）硅晶片衬底上制备的纳米晶碳化硅（SiC）薄膜，用纳米压痕仪进行了力学性能测试分析。纳米压痕技术测试给出两块SiC薄膜样品Ⅰ和Ⅱ的弹性模量／硬度分别约为106GPa／9．5GPa和175GPa／15．6GP... 详细信息

对利用射频磁控溅射及真空退火方法在（100）硅晶片衬底上制备的纳米晶碳化硅（SiC）薄膜，用纳米压痕仪进行了力学性能测试分析。纳米压痕技术测试给出两块SiC薄膜样品Ⅰ和Ⅱ的弹性模量／硬度分别约为106GPa／9．5GPa和175GPa／15．6GPa。纳米划痕技术测试两块SiC薄膜的摩擦系数分别约为0．02～0．15和0．05～0．18，显示出良好的润滑性能；对薄膜的临界附着力等进行测量以评价膜基结合强度，分析了划痕过程中薄膜近表面弹塑性变形和断裂信息。在原子力显微镜下对SiC薄膜样品的初始表面及残余压痕和划痕形貌进行了观察分析，与测试结果相符。综合比较，样品Ⅱ的整体性能优于样品Ⅰ。本文中薄膜的弹性模量和硬度值较低可归因于制膜技术的不同和表层碳含量偏高。

关键词：纳米压痕纳米划痕硬度弹性模量临界附着力

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非晶碳化硅材料微结构描述

非晶碳化硅材料微结构描述

北京力学会第18届学术年会

作者：王文秀牛莉莎清华大学航天航空学院工程力学系应用力学教育部重点实验室

本文采用局部规则自组装方法得到了非晶SiC的网络结构,允许SiC晶体中存在结构缺陷和错位缺陷,因而可以迅速地建立合理的非晶SiC网络结构。本文以α-SiC晶体结构作为基础建立了对应的局部规则,组装SiC晶体网络结构。采用偏离的局部规则,... 详细信息

本文采用局部规则自组装方法得到了非晶SiC的网络结构,允许SiC晶体中存在结构缺陷和错位缺陷,因而可以迅速地建立合理的非晶SiC网络结构。本文以α-SiC晶体结构作为基础建立了对应的局部规则,组装SiC晶体网络结构。采用偏离的局部规则,即在局部规则扭转角度基础上引入一定的偏转角度,得到了非晶体网络结构。引入的偏转角度相当于微小的结构缺陷,最后会导致拓扑无序和化学无序。分析了结构的密度,并与分子动力学结果相对照,结果显示化学无序是导致SiC非晶化的直接原因,非晶化程度伴随着化学无序度的增加而增加,并出现密度下降,结构趋于拓扑无序等性质。

关键词：非晶SiC 局部规则自组装节点网络