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316L不锈钢基材功能梯度Al涂层残余热应力分析

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核技术 2008年第2期31卷 105-110页

作者：刘红兵陶杰张平则常华南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016

涂层材料的功能性和可靠性在很大程度上受残余热应力的影响,为降低残余热应力防止涂层开裂以及提高其热机械性能,利用有限元方法对Al/316L系梯度功能材料在制备过程中产生的残余热应力分布进行分析,详细讨论了成分分布指数、涂层厚度和... 详细信息

涂层材料的功能性和可靠性在很大程度上受残余热应力的影响,为降低残余热应力防止涂层开裂以及提高其热机械性能,利用有限元方法对Al/316L系梯度功能材料在制备过程中产生的残余热应力分布进行分析,详细讨论了成分分布指数、涂层厚度和梯度层数目对应力大小和分布的影响。分析结果表明成分分布指数的增大不但影响涂层和基体界面的应力大小,还影响涂层中热应力峰值所处位置;涂层残余应力随着梯度层厚度的增加而减小;梯度层数的增多,有利于涂层中残余热应力的缓和,但当梯度层数达到9时,缓和效果并不明显。

关键词：功能梯度材料有限元分析残余热应力涂层

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功能梯度Al_2O_3涂层残余热应力分析

机械工程学报 2008年第8期44卷 26-32页

作者：刘红兵陶杰张平则常华南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016

Al_2O_3/316L功能梯度材料是一种聚变反应堆第一壁的候选材料。为避免制备过程中因材料之间热物理性能差别产生的热应力过大造成材料的失效,须对梯度材料进行合理的热应力缓和设计。运用有限元软件,分析成分分布指数、梯度涂层厚度和梯... 详细信息

Al_2O_3/316L功能梯度材料是一种聚变反应堆第一壁的候选材料。为避免制备过程中因材料之间热物理性能差别产生的热应力过大造成材料的失效,须对梯度材料进行合理的热应力缓和设计。运用有限元软件,分析成分分布指数、梯度涂层厚度和梯度层数目等参数对Al_2O_3/316L功能梯度材料残余热应力的影响。分析结果表明:体积分布指数p=1.0时所受热应力最小,涂层承受压应力作用;梯度层数为9时热应力缓和效果最好;梯度层厚度不宜过大;将非功能梯度材料与优化后的功能梯度材料的残余热应力进行比,结果显示:功能梯度材料缓和热应力效果十分显著。最后利用等离子喷涂方法制备了梯度涂层测试涂层残余应力,并与有限元结果进行对比,以验证模拟的准确性。

关键词：聚变堆材料功能梯度材料残余热应力有限元分析

陶瓷/金属钎焊体系反应润湿及残余热应力缓解的研究进展

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材料导报 2017年第5期31卷 53-57,71页

作者：刘虹志彭家根肖坤祥中国工程物理研究院电子工程研究所绵阳621999

陶瓷/金属钎焊件广泛应用于机械电子、能源化工、航空航天和生物医学等领域以实现材料各自性能上的优势互补。然而,陶瓷与金属原子键合上的差异及热膨胀失配使得它们的高可靠连接面临润湿性和残余热应力的问题。综述了国内外在反应润湿... 详细信息

陶瓷/金属钎焊件广泛应用于机械电子、能源化工、航空航天和生物医学等领域以实现材料各自性能上的优势互补。然而,陶瓷与金属原子键合上的差异及热膨胀失配使得它们的高可靠连接面临润湿性和残余热应力的问题。综述了国内外在反应润湿和残余热应力缓解方面的研究进展,对活性钎料/陶瓷界面反应产物及界面结构、界面反应热力学、反应润湿及铺展动力学模型进行了介绍,总结了复合钎料法和添加中间层法等残余热应力的缓解方法,并对当前存在的问题进行了初步探讨。

关键词：陶瓷金属活性钎焊反应润湿残余热应力

连续SiC纤维增强Ti基复合材料中的纵向残余热应力分析

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金属热处理 2007年第11期32卷 65-69页

作者：李建康杨延清罗贤原梅妮西北工业大学材料学院陕西西安710072

提出两种易于实现的方法——钛合金基体腐蚀去除法和基体残余应变不平衡法,测试体积分数为0.3的SiC纤维增强Ti基复合材料中的残余热应力。这两种方法测试结果比较接近:基体中的残余热应力分别为293MPa和281MPa,纤维中残余热应力分别为68... 详细信息

提出两种易于实现的方法——钛合金基体腐蚀去除法和基体残余应变不平衡法,测试体积分数为0.3的SiC纤维增强Ti基复合材料中的残余热应力。这两种方法测试结果比较接近:基体中的残余热应力分别为293MPa和281MPa,纤维中残余热应力分别为684MPa和657MPa。计算得出了制备SiCf/Ti时产生残余热应力的起始温度为704℃。

关键词： Ti基复合材料残余热应力热膨胀

SiC/Ti基复合材料中纤维排布方式对残余热应力的影响

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西北工业大学学报 2002年第2期20卷 184-187页

作者：马志军杨延清朱艳陈彦西北工业大学材料科学与工程系陕西西安710072

采用ANSYS有限元分析软件,对 SCS－6 SiC/Ti－24Al-11Nb复合材料的残余热应力进行数值模拟,重点分析了纤维排布对残余热应力的影响。结果表明,在高温和热等静压成型的工艺条件下,与四方纤维排布模型相比,六方纤维排布模型的残余热应力较... 详细信息

采用ANSYS有限元分析软件,对 SCS－6 SiC/Ti－24Al-11Nb复合材料的残余热应力进行数值模拟,重点分析了纤维排布对残余热应力的影响。结果表明,在高温和热等静压成型的工艺条件下,与四方纤维排布模型相比,六方纤维排布模型的残余热应力较小,应力分布也较均匀,不易导致基体开裂。研究结果为SiC纤维增强 Ti基复合材料的制备方法和工艺提供了一定的依据。

关键词：纤维排布方式钛基复合材料 SiC纤维残余热应力有限元模拟碳化硅纤维航空材料

Al_2O_3-Ti系梯度功能材料残余热应力有限元分析

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材料工程 1998年第3期26卷 11-16页

作者：李臻熙张同俊李星国华中理工大学材料系

采用有限元方法（ＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄ，ＦＥＭ）对Ａｌ２Ｏ３－Ｔｉ系梯度功能材料（ＦＧＭ）在制备过程中产生的残余热应力进行了线弹性分析。详细讨论了梯度层数目、梯度层厚度和成分梯度指数对应力大小和分布的... 详细信息

采用有限元方法（ＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄ，ＦＥＭ）对Ａｌ２Ｏ３－Ｔｉ系梯度功能材料（ＦＧＭ）在制备过程中产生的残余热应力进行了线弹性分析。详细讨论了梯度层数目、梯度层厚度和成分梯度指数对应力大小和分布的影响，确定了各项最佳参数。

关键词：梯度功能材料残余热应力有限元分析模型

缓解陶瓷/金属连接接头残余热应力的方法研究进展

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焊接学报 2013年第9期34卷 107-112,118页

作者：熊华平吴世彪陈波毛唯北京航空材料研究院焊接及锻压工艺研究室北京100095

由于陶瓷与金属的热物理性能不匹配,使得陶瓷/金属连接接头在焊后往往产生巨大的残余热应力.在陶瓷、陶瓷基复合材料连接研究领域,几乎一直伴随着缓解陶瓷/金属连接接头残余热应力的方法研究.综述了国内外几十年来的研究成果,总结出7种... 详细信息

由于陶瓷与金属的热物理性能不匹配,使得陶瓷/金属连接接头在焊后往往产生巨大的残余热应力.在陶瓷、陶瓷基复合材料连接研究领域,几乎一直伴随着缓解陶瓷/金属连接接头残余热应力的方法研究.综述了国内外几十年来的研究成果,总结出7种缓解陶瓷/金属连接接头残余热应力的方法,其中缓释层、梯度、复合的概念十分重要,并对这些方法的原理进行了分析和探讨.要想获得理想的缓解残余应力的效果,发展多种方法相结合的复合缓解应力方法将是重要的研究方向.

关键词：陶瓷金属热膨胀系数残余热应力缓冲层复合梯度

残余热应力对Al_2O_3/Ni金属陶瓷断裂行为和力学性能的影响

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材料工程 2002年第12期30卷 36-38,43页

作者：李国军陈大明黄校先郭景坤北京航空材料研究院北京100095 中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

运用残余热应力理论定性地解释了残余热应力对Al2 O3 /Ni金属陶瓷断裂行为和力学性能的影响。Ni颗粒位于Al2 O3 晶内或Ni含量低时 ,在Al2 O3 -Al2 O3 晶界产生张应力 ,易发生沿晶断裂 ;而其位于Al2 O3 晶界或Ni含量高时 ,在Al2 O3 -Al2 ... 详细信息

运用残余热应力理论定性地解释了残余热应力对Al2 O3 /Ni金属陶瓷断裂行为和力学性能的影响。Ni颗粒位于Al2 O3 晶内或Ni含量低时 ,在Al2 O3 -Al2 O3 晶界产生张应力 ,易发生沿晶断裂 ;而其位于Al2 O3 晶界或Ni含量高时 ,在Al2 O3 -Al2 O3 晶界产生压应力 ,易产生穿晶断裂。

关键词：残余热应力 Al2O3/Ni金属陶瓷断裂行为力学性能氧化铝/镍制备表征

Sm_2Ce_2O_7/YSZ功能梯度热障涂层的残余热应力

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表面技术 2017年第9期46卷 1-6页

作者：张昊明李振军桑玮玮李刚张红松晁明举河南工程学院机械工程学院郑州451191 郑州大学教育部材料物理重点实验室郑州450007

目的研究基体材质、厚度及半径对Sm_2Ce_2O_7/YSZ功能梯度热障涂层残余热应力的影响。方法采用ANSYS10.0软件中Plane13单元,通过直接耦合计算,系统分析了不同基体条件下,Sm_2Ce_2O_7/YSZ功能梯度热障涂层的残余热应力。结果在Sm_2Ce_2O_... 详细信息

目的研究基体材质、厚度及半径对Sm_2Ce_2O_7/YSZ功能梯度热障涂层残余热应力的影响。方法采用ANSYS10.0软件中Plane13单元,通过直接耦合计算,系统分析了不同基体条件下,Sm_2Ce_2O_7/YSZ功能梯度热障涂层的残余热应力。结果在Sm_2Ce_2O_7/YSZ功能梯度热障涂层中存在较大的残余热应力。涂层残余热应力随时间的增加而逐渐降低,900 s后基本维持稳定。涂层径向热应力从中心处到试样边缘逐渐递减。2Cr13对应的涂层应力最小。金属基体厚度在2~10 mm范围内,径向热应力虽然增加,但变化幅度不大。当基体厚度为20 mm时,涂层径向热应力则显著增加。金属基体半径对涂层的最大剪切应力并不产生影响,轴向热应力随基体半径的增加而逐渐降低,径向热应力随半径增加到一定值后趋于稳定。结论 2Cr13钢基体对应的涂层具有最小热应力,基体厚度为10 mm时比较合适,基体半径对涂层轴向热应力的影响最明显。

关键词：有限元模拟热障涂层残余热应力基体条件