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气膜冷却作为一重要的热防护技术广泛应用于涡轮叶片中,但是气膜孔的引入破坏了叶片的结构完整性,成为裂纹形核的重要区域.将镍基单晶叶片前缘气膜孔简化为平板模型,基于晶体塑性理论分析了多孔干涉下气膜孔的弹塑性力学行为,分析了孔边分切应力的分布规律；并比较了不同横向、纵向间距对气膜孔弹塑性行为的影响.结果表明多排气膜孔间存在着明显的应力干涉,高应力区出现在相邻两列气膜孔孔心连线区域,低应力区出现在同列气膜孔之间,呈现菱形分布.孔边八面体、十二面体、六面体滑移系均开动,最大分切应力出现在夹角0°/20°/30°的位置上；横向孔间距增加,孔边应力降低；纵向孔间距增加,孔边应力增加.六面体滑移系分切应力对载荷、孔间距变化最为敏感.

关键词: 涡轮冷却叶片 , 镍基单晶 , 气膜孔 , 多孔干涉 , 晶体塑性理论

圆棒拉伸试样蠕变过程中的应力应变分布分析

王心美 , 姜云鹏 , 王亚芳 , 王建方 , 岳珠峰

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2004.03.012

对光滑及切口圆棒试样进行有限元蠕变分析,得到了蠕变过程时的应力应变分布.在相同的平均净拉伸蠕变应力下,切口的存在使得最小截面上的平均Mises应力和平均轴向应力小于光滑试样.切口还导致蠕变时的应力松弛并使得试样的最大应力不再发生在切口根部.这可以用来简单解释切口对试样断裂寿命的影响.

关键词: 蠕变 , 净应力 , 切口试样 , 有限元 , 应力应变分布 , 应力集中 , 应力松弛

缺口对GH3536镍基高温合金蠕变性能的影响

刘浩 , 王心美 , 刘大顺 , 温志勋 , 岳珠峰

稀有金属材料与工程

针对GH3536镍基高温合金无应力集中和带典型应力集中圆棒试样在160,200,240 MPa应力条件下的高温(750℃)蠕变性能进行了试验和有限元分析,研究了缺口的存在对材料蠕变性能的影响.采用扫描电镜分析了试样断口的形貌,确定了材料的断裂机制.结果表明:缺口的存在对GH3536镍基高温合金试件的蠕变性能影响较大,其降低了试件的最大蠕变应变及在蠕变各个阶段的蠕变速率.缺口对试件的蠕变寿命存在硬化作用,缺口根部轴向应力的再分配和松弛可简单认为是导致缺口对该合金蠕变寿命起硬化作用的影响因素.断口形貌分析表明由于缺口的存在,2种试件的表面形貌虽有不同,但蠕变断裂机理都是由微孔洞不断增大与聚集引起的.

关键词: GH3536 , 镍基高温合金 , 蠕变 , 缺口

带中心孔形状记忆合金板在双轴加载下的响应研究

王亚芳 , 王心美 , 岳珠峰

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2006.z1.003

为了研究复杂应力下多孔SMA的超弹性特性,用一热力学有限元模型对带中心孔宽板在双轴拉应力作用下孔临界区域的应力分布以及相变情况进行了有限元模拟计算.初始时,平板处于奥氏体状态,在载荷作用下,在圆孔边界处首先发生相变,并随着载荷的增加,相变区域逐渐向内部扩展.在计算中,两个加载方向同时加载,并采用了不同的加载比例R.随着加载比例的增大,圆孔周围完全发生马氏体相变的区域逐渐增大,等效应力分布也发生变化.随着2-方向加载水平的增加,1-方向的应力-应变滞后环位置逐渐逐渐降低,马氏体相变临界应力也逐渐减小.同时确立了应力空间(σ11,σ12)上的相变初始面.

关键词: 形状记忆合金 , 圆孔 , 双轴加载

美碳赋

王寒冰

新型炭材料

杨全红教授在天津大学化工学院开设“碳质纳米材料和绿色电源科技”课程多年，后又在天津大学全校范围内开设“简单造就神奇--从富勒烯、碳纳米管到石墨烯”的创新选修课。“梦想照进现实”、“简单造就神奇”以及“科研嗅觉、科研味觉”是这两门课共同的主题词。科学追梦之旅中的“柳暗花明”和“无心插柳”、纳观世界中的“至简至奇”触动着少年同学的心弦；潜移默化中，“灵敏嗅觉”和“发达味觉”成为少年同学对“创新”的理解……课后作业，同学们用诗词歌赋书写着对科学的热爱和科研生活的憧憬……此文为其中的一篇作业，作者为天津大学化工学院2008级王寒冰同学。该文生动地描述了富勒烯发现中的“意外之美”、碳纳米管发现中的“失落之美”以及石墨烯发现中的“追寻之美”，字里行间透着对“碳”之“美”和科研之美的感悟……

关键词:

基于组态王的包钢耐火配料系统设计

胡万里

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2010.01.023

介绍了利用组态王作为监控,可编程控制器作为下位机,实现了耐火厂散料配料系统的自动化生产,该系统具有手动功能和自动功能,手动功能具有现场手动和上位机手动功能,自动功能具有全自动和半自动功能.该系统可实现配方和配料制度的任意更改,投资低,故障少,自动化程度高.

关键词: 组态王 , 配料 , 上位机

“王”字型左手材料结构的设计与仿真

孙振 , 竹有章 , 何星 , 杨成莱 , 李磐石

材料科学与工程学报

针对目前由金属开口谐振环与金属杆构成的左手材料结构存在构造比较复杂、工艺实现较难的缺点,设计实现了一种基于金属条的改进结构一”王”字型结构.通过理论分析和电磁仿真软件Ansoft HFSS 10模拟仿真,利用散射参量法提取参数结果表明该结构可以在X波段实现介电常数和磁导率同时为负.讨论研究了该左手结构的金属条宽度、中间缺口宽度、中间条宽度三个结构尺寸参数变化对谐振频率和透射峰幅值的影响,结果表明三个参数的变化都会对二者产生影响,其中金属条宽度改变对透射峰值影响幅度相对较大,缺口宽度改变对谐振频率影响幅度相对较大.

关键词: 金属条 , 左手材料 , 负折射率 , 谐振频率 , S参数