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煤体爆破损伤断裂过程与机理研究

采矿与安全工程学报 2018年第2期35卷 410-414页

作者：褚怀保杨小林梁为民余永强河南理工大学土木工程学院河南焦作454000

设计模拟了煤体爆破损伤断裂试验,对模拟煤体中的超声波波速、应变和裂纹扩展速度进行测试,综合试验结果和损伤断裂力学理论揭示了煤体爆破损伤断裂过程与机理。煤体爆破损伤断裂过程可分为快速发展、稳态发展和缓慢发展3个阶段,首先是... 详细信息

设计模拟了煤体爆破损伤断裂试验,对模拟煤体中的超声波波速、应变和裂纹扩展速度进行测试,综合试验结果和损伤断裂力学理论揭示了煤体爆破损伤断裂过程与机理。煤体爆破损伤断裂过程可分为快速发展、稳态发展和缓慢发展3个阶段,首先是爆炸应力波引起并促进径向裂纹快速扩展,随后是爆生气体和远场应力共同作用驱动裂纹稳态扩展,最后是爆生气体与瓦斯气体准静态应力场和远场应力共同作用促使裂纹缓慢扩展,该阶段是煤体爆破损伤断裂的主要阶段。瓦斯对煤体爆破损伤断裂全过程均有积极作用,但主要体现在缓慢损伤断裂阶段。

关键词：煤体爆破瓦斯损伤断裂过程损伤断裂机理

纳米Y_(2)O_(3)对高Nb-TiAl合金高温抗蠕变性能的影响

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稀有金属材料与工程 2021年第6期50卷 2177-2185页

作者：肖树龙梁振泉王鑫郭应飞徐丽娟陈玉勇哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

在不同温度、不同应力条件下对高Nb-TiAl合金进行蠕变测试,结合扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等分析手段探究纳米Y_(2)O_(3)对Ti-45Al-6Nb-2.5V合金高温抗蠕变性能的影响。铸态高Nb-TiAl合金组织为α2/γ层片结构,纳米Y_(2)... 详细信息

在不同温度、不同应力条件下对高Nb-TiAl合金进行蠕变测试,结合扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等分析手段探究纳米Y_(2)O_(3)对Ti-45Al-6Nb-2.5V合金高温抗蠕变性能的影响。铸态高Nb-TiAl合金组织为α2/γ层片结构,纳米Y_(2)O_(3)的添加可显著细化合金组织并改善合金的高温拉伸性能。蠕变分析结果得出,添加0.15%(原子分数)纳米Y_(2)O_(3)会显著改善Ti-45Al-6Nb-2.5V合金的抗蠕变性能,在800℃/300MPa条件下,合金稳态蠕变速率由2.389×10^(-7) s^(-1)降至1.500×10^(-7) s^(-1);在850℃/250 MPa条件下,合金的蠕变寿命由14.10 h延长至61.50 h。添加纳米Y_(2)O_(3)提高合金蠕变抗力的机制是Y_(2)O_(3)与基体具有较高的结合强度,可以有效阻碍位错运动,减弱孔洞萌生的倾向。经分析,2种合金在800℃/300 MPa下的蠕变行为主要受位错攀移与孪晶控制,蠕变损伤断裂机理为孔洞萌生与裂纹扩展。

关键词：高Nb-TiAl合金纳米Y_(2)O_(3) 抗蠕变性能损伤断裂机理

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应力断料及其在破坏力学层面上断裂机理

桂林电子工业学院学报 2002年第1期22卷 35-40页

作者：萧泽新桂林电子工业学院机电与交通工程系广西桂林541004

应力断料是产生于八十年代初建立在断裂力学基础上的 ,能实现固体材料连续界面快速和规则分离的先进加工工艺方法。通过有色金属应力断料中的开拓性工作 ,从微细观层次上解释了应力切断断口上裂纹源的形成 ,以及裂纹扩展的物理过程 ;首... 详细信息

应力断料是产生于八十年代初建立在断裂力学基础上的 ,能实现固体材料连续界面快速和规则分离的先进加工工艺方法。通过有色金属应力断料中的开拓性工作 ,从微细观层次上解释了应力切断断口上裂纹源的形成 ,以及裂纹扩展的物理过程 ;首次提出了变形局部化的形成与演化是材料准脆性断裂主要内因的新见解。还借助理论引伸出提高工件转速。

关键词：应力断料破坏力学变形局部化损伤断裂机理裂纹源

TiAl基合金在压缩状态下的损伤断裂行为研究

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TiAl基合金在压缩状态下的损伤断裂行为研究

作者：李雷兰州理工大学

学位级别：硕士

本文主要进行了TiAl基合金在压缩状态下的变形、损伤以及断裂机理的研究,并结合实际应用进行了连接试验和有限元模拟计算工作。得出了TiAl基合金在压缩状态下的损伤描述参数、全层组织和双态组织的断裂机理以及加载速度对性能及断裂形... 详细信息

本文主要进行了TiAl基合金在压缩状态下的变形、损伤以及断裂机理的研究,并结合实际应用进行了连接试验和有限元模拟计算工作。得出了TiAl基合金在压缩状态下的损伤描述参数、全层组织和双态组织的断裂机理以及加载速度对性能及断裂形态的影响。结果表明:(1)压缩状态下TiAl基合金的性能优于拉伸状态下的性能,压缩状态下预加载-卸载过程对TiAl基合金整体的压缩性能几乎没有影响,直至卸载应力超过最大的压缩应力之后,由于损伤的积累程度较大,形成主裂纹,使得有效承载面积下降,从而在再加载过程中断裂应力整体下降;(2)压缩状态下,当外加压缩应力达到800MPa时,试样表面产生四种裂纹:(a)平行于压缩轴方向的纵向沿层裂纹;(b)与压缩轴方向成较小角度的纵向沿层裂纹;(c)与压缩轴方向成较小角度的纵向穿层裂纹;(d)纵向的穿晶(γ晶粒)裂纹。随着加载应力的增加,试样表面裂纹密度明显增加,但裂纹长度仅限于晶粒尺寸的大小;(3)全层组织和双态组织在压缩状态下,首先在试样端部产生剪切裂纹,双态试样由于晶粒尺寸较小,裂纹形成和扩展程度均较小,在正应力的作用下,产生平行于压缩轴方向的纵向裂纹,最后裂纹之间互相贯穿,使得试样发生最后的正断,因而纵向正裂纹主要控制着整个试样的最终断裂;而对于全层试样来说,由于晶粒尺寸较大,层间的结合力较弱,裂纹形核和扩展更加容易,而正向断裂应力又较高,所以试样端部产生的剪切裂纹得以继续扩展,最后在剪应力的作用下,两端的剪切裂纹通过中间剪切韧带的断裂相互连接起来,所以剪切裂纹控制了试样的整体断裂;(4)加载速度不仅对宏观的力学性能参数有一定的影响,而且对两种组织的微观断口形态也有一定的影响;(5)轴套材料、轴套壁厚以及TiAl基合金涡轮轴直径,轴直臂段长度,过盈量大小,连接件机械加工质量以及装配温度和环境的稳定性对实际机械工程应用中增压涡轮器的连接强度均有一定的影响;(6)通过ABAQUS有限元计算分析表明连接件内部伴生内应力的大小和分布与连接件的几何尺寸以及结构有密切的关系。整个连接件整体处于弹性变形状态,但在局部区域内有微小的塑性变形产生,在配合面末端部位产生应力突变和应力集中,当添加去应力槽后,对应力突变和应力集中有一定的释放效应。

关键词： TiAl基合金损伤断裂机理过盈连接有限元计算

金属基复合材料的特点、应用以及复杂的力学问题

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广西轻工业 2009年第5期25卷 23-24页

作者：张光宇郭蕴纹装甲兵技术学院基础部机械制图教研室吉林长春130117

纤维增强金属基复合材料本身具有强烈的结构特征,它是一种多相体(基体、增强相或增韧相、界面相等)材料,其性能和损伤破坏规律取决于其组分材料的性质,同时也取决于其细观结构特征。建立复合材料宏观性能同组分性能及其微观结构之间的... 详细信息

纤维增强金属基复合材料本身具有强烈的结构特征,它是一种多相体(基体、增强相或增韧相、界面相等)材料,其性能和损伤破坏规律取决于其组分材料的性质,同时也取决于其细观结构特征。建立复合材料宏观性能同组分性能及其微观结构之间的定量关系,并揭示复合材料结构在一定工作条件下的响应规律和本质,能对复合材料的优化设计、性能评价、安全分析提供必要的理论依据和手段就显得尤为必要。

关键词：金属基复合材料损伤断裂机理纤维增强金属基复合材料