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Dynamic compression behavior of TiZrNbV refractory high-entropy alloys upon ultrahigh strain rate loading

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Journal of Materials Science & Technology 2023年第30期161卷 201-219页

作者： Kerong Ren Hongyang Liu Rong Ma Sen Chen Siyuan Zhang Ruixin Wang Rong Chen Yu Tang Shun Li fangyun lu College of Sciences National University of Defense TechnologyChangsha 410008China Aviation Maintenance NCO Academy Air Force Engineering UniversityXinyang 464001China The Peac Institute of Multiscale Sciences Chengdu 610031China College of Aerospace Science and Engineering National University of Defense TechnologyChangsha 410008China

In this study,the dynamic compressive response behavior of a body-centered cubic(BCC)single-phase TiZrNbV refractory high-entropy alloy(RHEA)was investigated under impact at speeds of 313-1584 m s^(-1)using two-stage,gas-gun-driven,high-speed plate-impact experiments;recovery sample analysis;and theoretical *** strain rate and pressure were approximately 10^(7) s^(−1) and 5.07-29.37 GPa,*** results showed that the TiZrNbV RHEA had a Hugoniot elastic limit of 4.12-5.86 GPa and a spall strength of 1.84-2.03 *** initial yield strength of the alloy showed a strong strain-rate dependence and could be described by the modified Zerilli-Armstrong model,while the phonon-damping effect was the main reason for its high strain-rate *** analysis showed that the dynamic deformation of the TiZrNbV RHEA was controlled by the dislocation slip,dislocation proliferation,intersection of the deformation bands,and grain *** analysis also showed that the intergranular,transgranular,and mixed-type cracks dominated the spall failure of the *** dynamic Hall-Petch effect and pinning from the lattice distortion led to high dynamic yield *** critical strain rate for the phonon drag effect was positively related to the relative atomic mass and local strain field of the *** the experimental loading range,the RHEA showed good structural stability,and simultaneously,the theoretical calculation method for the equation of state based on a cold-energy mixture could accurately predict its shock-response *** valence-electron concentration(VEC)had a direct effect on the shock-compression properties of the HEAs;higher VEC implied more difficulty in compressing the *** findings of this study provide insights into understanding the mechanical response characteristics of RHEAs under extreme conditions such as high-speed impact and ultrahigh strain-rate loading.

关键词： Refractory high-entropy alloys Shock compression Spall Dynamic yield Equation of state Ultrahigh strain rate

General synthesis of 2D rare-earth oxide single crystals with tailorable facets

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National Science Review 2022年第5期9卷 22-29页

作者： Linyang Li fangyun lu Wenqi Xiong Yu Ding Yangyi lu Yao Xiao Xin Tong Yao Wang Shuangfeng Jia Jianbo Wang Rafael G.Mendes Mark H.Rümmeli Shengjun Yuan Mengqi Zeng Lei Fu College of Chemistry and Molecular Sciences Wuhan University Key Laboratory of Artificial Micro-and Nano-Structures of Ministry of Education and School of Physics and Technology Wuhan University The Institute for Advanced Studies Wuhan University College of Physics Optoelectronics and Energy and Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and TechnologySoochow University Institute for Complex Materials IFW Dresden Centre of Polymer and Carbon Materials Polish Academy of Sciences Institute of Environmental Technology VSB-Technical University of Ostrava

Two-dimensional(2D) rare-earth oxides(REOs) are a large family of materials with various intriguing applications and precise facet control is essential for investigating new properties in the 2D ***,a bottleneck remains with regard to obtaining their 2D single crystals with specific facets because of the intrinsic non-layered structure and disparate thermodynamic stability of different ***,for the first time,we achieve the synthesis of a wide variety of high-quality 2D REO single crystals with tailorable facets via designing a hard-soft-acid-base couple for controlling the 2D nucleation of the predetermined facets and adjusting the growth mode and direction of ***,the facet-related magnetic properties of 2D REO single crystals were *** approach provides a foundation for further exploring other facet-dependent properties and various applications of 2D REO,as well as inspiration for the precise growth of other non-layered 2D materials.

关键词： 2D materials cerium crystal engineering rare earth CVD

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金属梁在预应力下的冲击响应

爆炸与冲击 2021年第3期41卷 12-20页

作者：郑监卢芳云国防科技大学文理学院湖南长沙410073

工程结构在使用过程中,大部分构件处于预应力状态。为了理清预应力对金属梁在冲击载荷作用下响应的影响机理,对不同轴向预应力条件和不同冲击强度下金属梁的塑性变形规律进行了研究。通过自主设计的预应力加载装置和落锤试验机,实现对... 详细信息

工程结构在使用过程中,大部分构件处于预应力状态。为了理清预应力对金属梁在冲击载荷作用下响应的影响机理,对不同轴向预应力条件和不同冲击强度下金属梁的塑性变形规律进行了研究。通过自主设计的预应力加载装置和落锤试验机,实现对金属梁的预应力控制和冲击加载;借助商用软件建立数值模型,对相关工况进行模拟。数值模拟结果与试验结果有较好的一致性。通过对梁的剩余挠度进行对比发现,压预应力状态下的梁受冲击载荷作用所产生的中点剩余挠度会比无预应力时更大;而拉预应力状态下的梁,挠度的变化量与预应力之间没有较一致的规律。从能量角度进行分析发现,梁的塑性变形能来自外加动能和初始内能,外加动能的能量比越高,梁的能量吸收率就越高,且在低能量比时,压预应力下的能量吸收率相对较高,拉预应力下的相对较低;高能量比时,预应力对能量吸收率几乎无影响。压预应力下,梁的极限弯矩增大,长度缩小,增大了的塑性变形能分布在长度缩小了的梁内,必然会导致更大的剩余挠度;拉预应力下,梁的极限弯矩减小,长度增大,增大了的塑性变形能分布在长度增大了的梁内,剩余挠度则没有显而易见的规律。这在一定程度上解释了预应力对冲击载荷作用下金属梁变形的影响机理。

关键词：金属梁预应力冲击响应剩余挠度

柱形装药条件下锥形水中爆炸激波管内的冲击波特性

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爆炸与冲击 2021年第10期41卷 75-86页

作者：郑监卢芳云陈荣国防科技大学文理学院湖南长沙410073

锥形水中爆炸激波管是进行水中爆炸实验的一种装置,该装置能够通过较小装药量在相同距离处实现自由场水中较大装药量爆炸的冲击波峰值。为了获得柱形装药条件下锥形水中爆炸激波管内的冲击波特性,本文通过数值计算的方式,对不同圆锥角... 详细信息

锥形水中爆炸激波管是进行水中爆炸实验的一种装置,该装置能够通过较小装药量在相同距离处实现自由场水中较大装药量爆炸的冲击波峰值。为了获得柱形装药条件下锥形水中爆炸激波管内的冲击波特性,本文通过数值计算的方式,对不同圆锥角和不同柱形装药质量下锥形激波管内的冲击波传播过程进行了模拟,通过对不同工况下激波管内冲击波特性进行分析,发现其初始冲击波的衰减规律符合自由场水中的指数衰减形式,并拟合得到了与自由场水中爆炸相容的冲击波峰值、比冲量和能流密度经验公式;发现其二次脉动压力周期与炸药质量呈反常规的变化规律,并引入等效静水压深度解释了这一现象;发现其二次脉动压力幅值与初始冲击波幅值之比比自由场水中更大,而二次脉动压力的比冲量与初始冲击波冲量之比与自由场水中相当。

关键词：水中爆炸锥形激波管冲击波二次脉动

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爆轰波斜冲击作用下破片飞散特性研究

国防科技大学学报 2013年第1期35卷 60-64页

作者：王马法卢芳云李翔宇国防科技大学理学院湖南长沙410073 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

为研究非对称结构战斗部的破片飞散特性,利用斜激波理论对爆轰波作用于壳体表面的过程进行研究,并利用自由面速度倍增定律对波在自由面反射后质点速度的计算进行简化,得到了破片飞散角的计算模型。利用D型战斗部试验数据对计算模型进行... 详细信息

为研究非对称结构战斗部的破片飞散特性,利用斜激波理论对爆轰波作用于壳体表面的过程进行研究,并利用自由面速度倍增定律对波在自由面反射后质点速度的计算进行简化,得到了破片飞散角的计算模型。利用D型战斗部试验数据对计算模型进行验证,结果表明,斜激波理论计算得到的破片飞散与试验结果吻合很好;当入射角较小时,壳体飞散角与入射角成线性关系。

关键词：爆炸力学飞散角非对称结构斜激波理论

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Stanstead花岗岩动态断裂性能

岩石力学与工程学报 2010年第2期29卷 375-380页

作者：陈荣郭弦卢芳云夏开文国防科技大学理学院湖南长沙410073 多伦多大学土木工程系加拿大多伦多MSSIA4 西北核技术研究所陕西西安710024

采用一种新的方法研究Stanstead花岗岩的动态断裂性能,包括起裂韧度、断裂能、传播韧度和裂纹传播速度。该方法采用分离式霍普金森压杆加载的带预制裂纹的半圆盘三点弯试样,同时采用激光位移计监测试样的裂纹面张开位移。在动态力平衡... 详细信息

采用一种新的方法研究Stanstead花岗岩的动态断裂性能,包括起裂韧度、断裂能、传播韧度和裂纹传播速度。该方法采用分离式霍普金森压杆加载的带预制裂纹的半圆盘三点弯试样,同时采用激光位移计监测试样的裂纹面张开位移。在动态力平衡的条件下,起裂韧度由准静态公式计算得到。通过裂纹面张开位移数据推算出2个碎片的残余动能,从而计算出平均传播断裂能和传播韧度。裂纹传播平均速度由黏接在试样上的一系列裂缝计测量得到。试验结果表明,该花岗岩的起裂韧度和传播韧度都与加载速率有关,传播韧度大于起裂韧度,传播韧度随着裂纹传播速度的提高而提高。通过裂纹传播速度和传播韧度的关系拟合得到材料的止裂韧度及裂纹传播极限速度。得到的Stanstead花岗岩与Laurentian花岗岩结果对比表明,Stanstead花岗岩颗粒较大,起裂、止裂韧度较小;Laurentian花岗岩颗粒较小,传播韧度较小,裂纹传播极限速度较大,裂纹容易传播。

关键词：岩石力学花岗岩动态断裂裂纹面张开位移

Using Split Hopkinson Pressure Bars to Perform Large Strain Compression Tests on Neoprene at Intermediate and High Strain Rates

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Using Split Hopkinson Pressure Bars to Perform Large Strain ...

2012 2nd lnternational Conference on Materials Engineering for Advanced Technologies (ICMEAT 2012)

作者： Pengduo Zhao Yu Wang Jianye Du Lei Zhang Zhipeng Du fangyun lu Naval Academy of Armament National University of Defense Technology

The strain rate sensitivity of neoprene is characterized using a modified split Hopkinson pressure bar（SHPB） system at intermediate(50 s,100 s) and high(500 s,1000 s) strain *** used two quartz piezoelectric force transducers that were sandwiched between the specimen and experimental bars respectively to directly measure the weak wave signals.A laser gap gage was employed to monitor the deformation of the sample *** kinds of neoprene rubbers（Shore hardness:SHA60,SHA65,and SHA70） were tested using the modified split Hopkinson pressure *** results show that the modified apparatus is effective and reliable for determining the compressive stress-strain responses of neoprene at intermediate and high strain rates.

关键词：

来源： cnki会议评论

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Barre花岗岩动态压缩破坏特性研究

岩石力学与工程学报 2009年第A01期28卷 2743-2748页

作者：陈荣林玉亮卢芳云夏开文国防科技大学理学院湖南长沙410073 多伦多大学土木工程系加拿大多伦多M5S 1A4

利用修正的分离式Hopkinson压杆(SHPB)系统,对Barre花岗岩(Barregranite,BG)圆柱形试样进行高应变率单轴压缩试验。根据各向异性BG试样3个主轴方向将试样分为X向(P波速度中等),Y向(P波速度最低)和Z向(P波速度最高)。试验过程中,采用组... 详细信息

利用修正的分离式Hopkinson压杆(SHPB)系统,对Barre花岗岩(Barregranite,BG)圆柱形试样进行高应变率单轴压缩试验。根据各向异性BG试样3个主轴方向将试样分为X向(P波速度中等),Y向(P波速度最低)和Z向(P波速度最高)。试验过程中,采用组合型整形器(黄铜+橡皮)保证加载中的应力平衡,实现对试样的常应变率加载;利用单脉冲加载技术确保试样在试验过程中只受到1次动态载荷。得到试样3种破坏状态形态:未破坏、表面开裂以及完全破碎。对回收试样切片后的微观裂纹分布研究发现,裂纹随着加载应变率的提高而增多。试验测得BG三个方向不同加载应变率(70,100,130s-1)下的应力–应变关系,分析不同破坏状态下的应力–应变曲线形式。3个方向的试样均表现出应变率相关,最大承受应力随着应变率的增加。在较低和较高的加载应变率下,试样的最大承受应力与初始裂纹方向无关,呈现出各向同性。而在中间加载应变率下Y试样承受应力最大,这是因为BG初始裂纹面平行与XZ平面,在临界加载条件下裂纹扩张比较困难。

关键词：岩石力学花岗岩分离式Hopkinson压杆整形器应变率效应

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内部爆炸作用下钢箱结构变形规律性实验

爆炸与冲击 2017年第5期37卷 964-968页

作者：姚术健张舵郑监卢芳云于大鹏国防科学技术大学理学院湖南长沙410073

箱型结构内部爆炸能够造成比空爆更严重的破坏效果。本文中设计了3个边长600 mm、板厚4mm的实验试件,并分别用98.4、194.7和355.8g的TNT炸药进行了内部爆炸实验,得到了所有试件的变形特征。箱体壁板的变形都呈现向外凸出(鼓起)的特点,... 详细信息

箱型结构内部爆炸能够造成比空爆更严重的破坏效果。本文中设计了3个边长600 mm、板厚4mm的实验试件,并分别用98.4、194.7和355.8g的TNT炸药进行了内部爆炸实验,得到了所有试件的变形特征。箱体壁板的变形都呈现向外凸出(鼓起)的特点,壁板中心的最终挠度随着爆炸TNT当量的增大而近似成线性增长,拟合了箱体壁板挠厚比与爆炸当量之间的经验公式。通过三维数字图像相关技术,得到了箱体壁板的动态响应过程:爆炸发生后,壁板中心最先产生向外鼓起;壁板中心随后变形增长,同时变形向四周传播;壁板中心变形达到最大值后,板的变形会产生一定量的振荡回缩。

关键词：变形规律数字图像相关钢箱结构内部爆炸