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钙磷物质的量比对磷酸钙骨水泥性能的影响

无机化学学报 2010年第6期26卷 957-962页

作者：张涛高杰维屈树新李茂红翁杰材料先进技术教育部重点实验室西南交通大学材料科学与工程学院成都610031

本研究通过在磷酸钙骨水泥(calcium phosphate cement,CPC)固相配方中添加不同量的氯化钙(CaCl2),制备不同钙磷物质的量比的CPC,研究不同钙磷物质的量比对CPC性能的影响。测试CPC的初、终凝时间。将CPC体外模拟浸泡3d和7d,研究模拟生理... 详细信息

本研究通过在磷酸钙骨水泥(calcium phosphate cement,CPC)固相配方中添加不同量的氯化钙(CaCl2),制备不同钙磷物质的量比的CPC,研究不同钙磷物质的量比对CPC性能的影响。测试CPC的初、终凝时间。将CPC体外模拟浸泡3d和7d,研究模拟生理条件下CPC的性能,分别利用X-射线衍射(XRD)、力学性能实验机、扫描电镜(SEM)等研究CPC相成分、抗压强度和断面微观形貌。通过化学滴定测定浸泡液中氯离子浓度。结果表明:提高钙磷物质的量比不会显著延长CPC凝结时间;模拟浸泡液中的氯离子浓度处于正常生理条件的范围内;随钙磷物质的量比的增加,水化后CPC的抗压强度显著提高,而经过体外模拟浸泡后,钙磷物质的量比为1.67和1.80的CPC的抗压强度明显下降;具有较高钙磷物质的量比的CPC体外模拟浸泡后,形成多孔结构、弱结晶类骨磷灰石的终产物。

关键词：磷酸钙骨水泥氯化钙钙磷物质的量比

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压痕对氮碳共渗S38C钢疲劳性能的影响

材料热处理学报 2015年第12期36卷 217-222页

作者：高杰维赵君文徐磊戴光泽西南交通大学材料科学与工程学院四川成都610031 西华大学材料科学与工程学院四川成都610039

研究了压痕对未处理和氮碳共渗S38C钢试样疲劳性能的影响,并将未处理试样疲劳试验结果与Murakami模型计算结果对比,运用扫描电镜分析两类试样的断口形貌。结果表明,未处理试样疲劳强度随着压痕尺寸的增大而降低,和计算结果没有差别。氮... 详细信息

研究了压痕对未处理和氮碳共渗S38C钢试样疲劳性能的影响,并将未处理试样疲劳试验结果与Murakami模型计算结果对比,运用扫描电镜分析两类试样的断口形貌。结果表明,未处理试样疲劳强度随着压痕尺寸的增大而降低,和计算结果没有差别。氮碳共渗可将光滑试样疲劳强度提高12%,氮碳共渗试样压痕引发化合物层产生的微裂纹导致试样疲劳强度迅速下降。

关键词： S38C钢压痕氮碳共渗疲劳强度化合物层

各向异性和偏轴加载对1050车轮钢疲劳性能的影响

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金属学报 2017年第3期53卷 307-315页

作者：张青松朱振宇高杰维戴光泽徐磊冯健西南交通大学材料科学与工程学院成都610031 西华大学材料科学与工程学院成都610039

研究了各向异性和偏轴加载对轧制1050车轮钢疲劳性能的影响,获得试样在2种特定加载条件下的疲劳极限,运用SEM观察疲劳断口形貌,并利用有限元分析软件Ansys对0°、30°、45°3个不同偏轴加载角度的试样进行静力学分析。结果表明:随着试... 详细信息

研究了各向异性和偏轴加载对轧制1050车轮钢疲劳性能的影响,获得试样在2种特定加载条件下的疲劳极限,运用SEM观察疲劳断口形貌,并利用有限元分析软件Ansys对0°、30°、45°3个不同偏轴加载角度的试样进行静力学分析。结果表明:随着试样与轧制方向角度的增加,疲劳极限逐渐降低,0°到45°下降比例约为9%;随着试样偏轴加载角度的增加,疲劳极限亦逐渐降低,0°到45°下降比例约为85%;在偏轴加载的情况下,试样承受的剪切应力与Von Mises等效应力较大,且随着偏轴加载角度的增加而增加。

关键词： 1050钢各向异性偏轴加载有限元疲劳极限

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低镍球墨铸铁低温冲击性能及断裂机理研究

材料工程 2012年第12期40卷 33-38页

作者：陈江黄兴民高杰维董海戴光泽西南交通大学材料科学与工程学院成都610031 西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室成都610031

使用激光共聚焦显微镜、扫描电镜和示波冲击等实验手段研究了镍元素(0.0%～0.9%,质量分数,下同)对球墨铸铁的微观组织和低温冲击性能的影响,对低温断裂机理进行了探讨。结果表明:含镍0.7%退火态球墨铸铁的韧脆转变温度低于-60℃,其-70... 详细信息

使用激光共聚焦显微镜、扫描电镜和示波冲击等实验手段研究了镍元素(0.0%～0.9%,质量分数,下同)对球墨铸铁的微观组织和低温冲击性能的影响,对低温断裂机理进行了探讨。结果表明:含镍0.7%退火态球墨铸铁的韧脆转变温度低于-60℃,其-70℃下冲击功高于12J;适量镍元素添加能有效地细化晶粒和强化基体,改善球墨铸铁的低温冲击性能。

关键词：球墨铸铁低温冲击性能韧脆转变

7A04-T6铝合金在氯化钠溶液中的腐蚀行为及其对拉伸性能的影响

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腐蚀与防护 2014年第3期35卷 239-243,247页

作者：高杰维张鲲徐磊戴光泽西南交通大学材料科学与工程学院成都610031 南车戚墅堰机车有限公司常州213011 中国科学院无机特种涂层重点实验室上海200050

采用激光共聚焦显微镜研究了7A04-T6铝合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀形貌随时间的演变;对浸泡试样进行了失重计算和拉伸性能测试,并观察了拉伸断口形貌。结果表明,在初始两周,金属化合物周围的沟逐渐加深并向四周扩展,这是失重的主要原因,... 详细信息

采用激光共聚焦显微镜研究了7A04-T6铝合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀形貌随时间的演变;对浸泡试样进行了失重计算和拉伸性能测试,并观察了拉伸断口形貌。结果表明,在初始两周,金属化合物周围的沟逐渐加深并向四周扩展,这是失重的主要原因,此时腐蚀对拉伸性能影响较小;随后,腐蚀产物在金属表面的沉积,腐蚀面积的增加以及暴露出来的金属化合物粒子数量的增多导致腐蚀失重速度加快;金属间化合物周围的沟连在一起并向基体深入,造成拉伸试样颈缩现象弱化,延伸率下降。

关键词： 7A04-T6铝合金腐蚀形貌失重拉伸性能

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压痕对车轴钢疲劳极限的影响

工程科学学报 2016年第6期38卷 827-833页

作者：高杰维戴光泽赵君文李恒奎徐磊西南交通大学材料科学与工程学院成都610031 南车青岛四方机车车辆股份有限公司青岛266111 西华大学材料科学与工程学院成都610039

利用硬度计在光滑沙漏状车轴钢疲劳试样上制造压痕,同时利用电火花在试样上加工缺陷,通过疲劳试验研究两种缺陷尺寸与试样疲劳极限之间的关系.将两类试样的测试结果和基于材料硬度、缺陷投影面积的Murakami模型计算结果进行对比.利用扫... 详细信息

利用硬度计在光滑沙漏状车轴钢疲劳试样上制造压痕,同时利用电火花在试样上加工缺陷,通过疲劳试验研究两种缺陷尺寸与试样疲劳极限之间的关系.将两类试样的测试结果和基于材料硬度、缺陷投影面积的Murakami模型计算结果进行对比.利用扫描电镜观察试样疲劳断口.结果表明,与计算结果相比较,压痕局部塑性变形导致的加工硬化和残余应力对试样的疲劳强度没有影响,裂纹依然从应力集中最大的压痕底部起裂.电火花缺陷表面粗糙度较大引起二次缺口效应,表面硬脆的重铸白层上还有微孔和微裂纹存在,导致此类试样疲劳强度低于模型计算结果,裂纹从电火花缺口底部多处萌生.

关键词：车轴钢疲劳性能压痕缺口应力集中

多源不确定性下叶盘结构疲劳可靠性分析与优化设计

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推进技术 2022年第2期43卷 222-230页

作者：牛晓鹏朱顺鹏高杰维廖鼎何金超电子科技大学机械与电气工程学院四川成都611731 电子科技大学系统可靠性与安全性研究中心四川成都611731

为了更好地满足叶盘结构的设计需求,针对叶盘结构疲劳寿命分散和几何参数众多等问题,基于随机有限元法构建了融合多源不确定性的叶盘结构疲劳可靠性分析与优化设计框架。首先,采用应力敏感因子分析筛选叶盘结构关键尺寸;然后,将关键尺... 详细信息

为了更好地满足叶盘结构的设计需求,针对叶盘结构疲劳寿命分散和几何参数众多等问题,基于随机有限元法构建了融合多源不确定性的叶盘结构疲劳可靠性分析与优化设计框架。首先,采用应力敏感因子分析筛选叶盘结构关键尺寸;然后,将关键尺寸、材料属性及载荷定义为随机变量,基于其分布规律进行拉丁超立方抽样以开展随机有限元分析和寿命预测;最后,结合寿命预测结果,分别运用插值法、概率累积疲劳寿命法以及Kriging代理模型进行了叶盘结构可靠性优化设计。结果显示,经上述三种方法优化后,叶盘结构中值疲劳寿命分别提升了27%,1.4%和108%。其中,基于Kriging代理模型建立的优化方法效果最佳,显著提升了叶盘结构的使役可靠性。

关键词：疲劳可靠性叶盘结构不确定性随机有限元优化设计

高速列车S38C车轴外物致损模拟与疲劳性能研究

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机械工程学报 2022年第24期58卷 178-187页

作者：高杰维余明华朱顺鹏廖鼎李亚波韩靖电子科技大学机械与电气工程学院成都611731 西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 西南交通大学材料科学与工程学院成都610031 中车青岛四方机车车辆股份有限公司青岛266111

外物致损是造成高速列车车轴疲劳失效的典型因素之一。采用立体显微镜分析CRH2系列高速列车S38C车轴表面的损伤,借助轻型空气炮向取于S38C车轴表面的四点弯曲疲劳试样发射多种角度、速度的球形和正方形钨钢弹体,模拟外物致损。采用逐步... 详细信息

外物致损是造成高速列车车轴疲劳失效的典型因素之一。采用立体显微镜分析CRH2系列高速列车S38C车轴表面的损伤,借助轻型空气炮向取于S38C车轴表面的四点弯曲疲劳试样发射多种角度、速度的球形和正方形钨钢弹体,模拟外物致损。采用逐步加载法来确定损伤试样的疲劳强度,在场发射扫描电镜下观测损伤特征和疲劳断口形貌。结果表明,车轴表面的损伤大部分是刮擦,少部分是缺口。球形弹体垂直冲击损伤随着速度的增大变得逐渐恶劣,材料缺失和微裂纹分布在损伤边缘,底部出现绝热剪切带引发的裂纹;球形弹体斜冲击损伤出射区主要以形变和剪切作用下的掉块为主;方形弹体冲击损伤形态各异。不考虑损伤形成的工况,试样疲劳强度随着损伤深度的增加而降低,深度作为损伤评价参数具有可操作性,本研究为车轴外物致损检修标准的制定提供参考。

关键词：高速列车 S38C车轴外物致损疲劳性能

缺口对7A85铝合金拉伸性能和疲劳性能的影响

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材料导报 2023年第24期37卷 216-222页

作者：张焯栋赵君文范军张海成高杰维韩瑞鹏西南交通大学材料科学与工程学院成都610031 中车长春轨道客车股份有限公司长春130000 中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司四川德阳618000 电子科技大学机械与电气工程学院成都611731

在光滑试样表面预制深度为0.1 mm和0.2 mm的环状缺口,研究了不同缺口尺寸对7A85铝合金拉伸性能和疲劳性能的影响,并分析了7A85铝合金含缺口试样的疲劳断裂机理。结果表明,随着缺口深度由0 mm增加至0.2 mm,7A85铝合金试样的抗拉强度、断... 详细信息

在光滑试样表面预制深度为0.1 mm和0.2 mm的环状缺口,研究了不同缺口尺寸对7A85铝合金拉伸性能和疲劳性能的影响,并分析了7A85铝合金含缺口试样的疲劳断裂机理。结果表明,随着缺口深度由0 mm增加至0.2 mm,7A85铝合金试样的抗拉强度、断后伸长率和疲劳强度分别下降了6%、47.5%、44.4%。缺口对7A85铝合金塑性的影响远大于拉伸强度,且其抗拉强度与疲劳强度呈线性关系。试样疲劳缺口系数随着缺口尺寸和循环次数的增加而增大。7A85铝合金试样的疲劳裂纹源通常是富铁的第二相颗粒,环状缺口根部应力集中促进了多疲劳裂纹源萌生,多个裂纹源同时扩展使得试样有效承载面积快速减少,导致疲劳寿命急剧缩短。

关键词： 7A85铝合金缺口拉伸性能疲劳性能疲劳缺口系数疲劳断裂机理