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基于各向异性复合材料层合板弹性理论,研究空间折线型复合材料层合梁弯曲性能计算方法.首先推导了考虑铺层设计的翼缘板和腹板在局部坐标系下的刚度矩阵和本构关系,然后通过平行移轴原理建立折线型复合材料层合梁的整体抗弯刚度理论计算公式,在此基础上求出结构在竖向荷载作用下的挠度值.有限元与理论值对比表明本文的理论计算公式有较好的精度.此外,还分析了翼缘与腹板水平夹角及纤维纵横向铺层比对层合梁挠度的影响.结果表明:结构的挠度随夹角的增大而减小,且夹角越大理论值与有限元值越接近,而纤维纵横向铺层比的变化对结构挠度影响几乎可以忽略.该弯曲预测方法可用于计算Z型、槽型、工字型等空间折线型截面复合材料层合梁刚度和位移.

关键词: 折线型截面 , 复合材料 , 层合梁 , 弯曲性能

铝合金空心型材分流模挤压成形全过程温度场的数值模拟

侯文荣 , 张志豪 , 谢建新 , 陈蕴博

中国有色金属学报

采用焊合区网格重构技术，解决包括分流与焊合过程的空心型材分流模挤压成形全过程温度场模拟问题，以一种典型大断面铝合金空心型材分流模挤压成形为实例，分析挤压速度和坯料温度对模孔出口处型材最高温度及型材横断面温度分布的影响，提出合理的坯料温度和挤压速度范围。结果表明：挤压速度对模孔出口处型材横断面温度分布不均匀性的影响较大，而坯料温度的影响较小：当挤压速度由0.6 mm/s增大到3.0 mm/s，坯料温度为500℃时，模孔出口处型材横断面上最高与最低温度的差值(最大温差)由28℃增大到60℃；而当挤压速度一定，坯料温度在480~520℃变化时，型材横断面上最大温差的变化不超过3℃。6005A型材的合理挤压条件：坯料温度520℃时，挤压速度范围为0.63~0.93 mm/s；坯料温度500℃时，挤压速度范围为0.87~1.14 mm/s；坯料温度480℃时，挤压速度范围为1.10~1.34 mm/s。

关键词: 空心型材 , 分流模挤压成形 , 网格重构 , 温度场

芦苇秸秆生物炭对水体中重金属Ni2＋的吸附特性?

吴晴雯 , 孟梁 , 张志豪 , 罗启仕

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.09.2015031108

本实验选用由芦苇秸秆制备的生物炭，通过研究吸附等温线、吸附动力学以及生物炭投加量和溶液pH对生物炭吸附Ni2＋的影响，以确定其对水体中Ni2＋的吸附特性．结果表明，Ni2＋初始浓度在0．5—12 mg·L－1范围内，Langmuir模型能很好地描述生物炭对Ni2＋的等温吸附规律，其理论饱和吸附量为12．10 mg·g－1，与实际饱和吸附量11．93 mg·g－1相近．生物炭对Ni2＋的吸附动力学过程符合准二级动力学模型，通过颗粒内扩散方程可得具体吸附过程由膜扩散和内扩散共同控制．随投加量增加，生物炭对Ni2＋的吸附量下降，而去除率则上升，当投加量＞30 mg时，Ni2＋的去除率接近100％．溶液pH值在1—12范围内，Ni2＋的去除率随pH值的升高而增加，当pH ＞10时，Ni2＋的去除率同样接近100％．

关键词: 芦苇生物炭 , 镍 , 等温吸附 , 吸附动力学 , pH

方形管分流模双孔挤压过程中金属的流动行为

黄东男 , 李静媛 , 张志豪 , 谢建新

中国有色金属学报

采用Deform-3D有限元软件,结合基于逆向工程的焊合面网格修复技术,建立方形管分流模双孔挤压时包括焊合过程在内的全过程的三维有限元数值模拟方法,分析分流孔的配置方案对金属流动行为、挤压力、挤压温度及成形质量的影响.结果表明:中间分流孔与位于两侧分流孔的面积比值Q1/Q2是影响金属流动均匀性、焊缝位置和制品平直度的重要因素,比值Q1/Q2为0.93～1.03时,挤出的方管平直度好;分流孔外接圆直径和挤压筒直径的比值对挤压过程中温升的影响较小,而对挤压力有一定的影响,当该比值为0.82时挤压力最小,该比值超过0.82时挤压力明显增加.

关键词: 分流模挤压 , 有限元模拟 , 分流孔面积 , 金属流动行为

再结晶退火对高硅电工钢冷轧带材组织、有序结构和力学性能的影响^*

莫远科 , 张志豪 , 谢建新 , 潘洪江

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00661

采用弯曲实验, 拉伸实验, SEM, TEM和EBSD等手段, 研究了再结晶退火对高硅电工钢冷轧带材组织、有序结构、力学性能和冷轧成形性能的影响. 结果表明, 冷轧试样经800~1200 ℃保温1 h再结晶退火随炉缓冷后, 室温塑性大幅下降, 可弯曲角度均由冷轧试样的150°下降至50°左右, 且二次冷轧出现严重的边裂; 提高再结晶退火后的空冷或油淬温度、冷却速率可显著提高试样的室温塑性, 1000 ℃保温1 h再结晶退火后, 900 ℃油淬试样的可弯曲角度增大至175°左右, 拉伸断后伸长率由随炉缓冷试样的0.2%提高至5.2%, 且二次冷轧基本不出现边裂; 提高再结晶退火后的冷却温度和速率显著提高试样的室温塑性的原因是试样的有序相尺寸明显减小, 例如, 有序相畴尺寸可从600 ℃以下油淬试样的约5 μm分别减小至700 ℃油淬试样的小于50 nm和900 ℃油淬试样的小于25 nm.

关键词: 高硅电工钢, , 冷轧, , 再结晶退火, , 有序度, , 力学性能

再结晶退火对高硅电工钢冷轧带材组织、有序结构和力学性能的影响

莫远科 , 张志豪 , 谢建新 , 潘洪江

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00661

采用弯曲实验,拉伸实验,SEM,TEM和EBSD等手段,研究了再结晶退火对高硅电工钢冷轧带材组织、有序结构、力学性能和冷轧成形性能的影响.结果表明,冷轧试样经800～1200℃保温1h再结晶退火随炉缓冷后,室温塑性大幅下降,可弯曲角度均由冷轧试样的150°下降至50°左右,且二次冷轧出现严重的边裂;提高再结晶退火后的空冷或油淬温度、冷却速率可显著提高试样的室温塑性,1000℃保温1h再结晶退火后,900℃油淬试样的可弯曲角度增大至175°左右,拉伸断后伸长率由随炉缓冷试样的0.2％提高至5.2％,且二次冷轧基本不出现边裂;提高再结晶退火后的冷却温度和速率显著提高试样的室温塑性的原因是试样的有序相尺寸明显减小,例如,有序相畴尺寸可从600℃以下油淬试样的约5μm分别减小至700℃油淬试样的小于50 nm和900℃油淬试样的小于25 nm.

关键词: 高硅电工钢 , 冷轧 , 再结晶退火 , 有序度 , 力学性能

二氧化碳-环氧丙烷共聚物/乙基纤维素共混物的研究

张志豪 , 张宏放 , 莫志深 , 于黎 , 赵晓江 , 王献红

应用化学 doi:10.3969/j.issn.1000-0518.2002.11.002

用DSC,TGA,WAXD和SEM研究了溶液浇注制备马来酸酐封端的聚亚丙基碳酸酯/乙基纤维素共混物(MAPPC/EC)的相容性、热稳定性、聚集态结构和形态. 共混物存在单一玻璃化温度揭示MAPPC和EC在非晶区相容. 富EC共混物的固相-液晶相转变温度和液晶相-各向同性态转变温度和转变焓均随EC含量增加而增加. 在MAPPC中混入EC,热分解温度提高,特别是质量比为90∶10的MAPPC/EC共混物热分解温度增加在富MAPPC共混物中最明显. 在胆甾型液晶EC中混入MAPPC,EC的2个峰向大Bragg角方向移动,使介晶相聚合物层间距及链间距变小;结晶相微晶尺寸增大,非晶相尺寸减小,共混物堆砌更紧密.

关键词: 马来酸酐封端的聚亚丙基碳酸酯 , 乙基纤维素 , 共混物 , 热致液晶性 , 热稳定性

有序度与残余应力对Fe-6.5％Si合金塑性变形性能的影响

付华栋 , 莫远科 , 张志豪 , 谢建新

材料热处理学报

为了进一步提高Fe-6.5％ Si合金的塑性变形性能,以1100℃保温1h油淬处理后的Fe-6.5％ Si合金为对象,重点研究了不同回火温度和保温时间下合金的有序结构回复和残余应力松弛行为及其对三点弯曲力学性能的影响.结果表明,合理的回火处理工艺可在有效抑制有序结构回复的情况下显著松弛合金的淬火残余应力,进而提升淬火试样的塑性变形性能.300℃回火60 min、400℃回火10 min和500℃回火10 min试样的最大弯曲断裂挠度与淬火态试样相比分别提高了20.7％,31.3％,21.8％.合金塑性变形性能提高的原因与回火处理导致合金无序-有序结构回复以及试样表面微观残余应力的松弛有关.以400℃回火处理保温10 min为例,合金试样的有序相畴尺寸由淬火试样的20～ 200 nm提高到50 ～300 nm,表面残余拉和压应力分别降低了16.5％和19.4％.

关键词: Fe-6.5％ Si合金 , 有序度 , 残余应力 , 塑性变形性能

Zr55Al10Ni5Cu30大块非晶合金的超塑性挤压成形性能

张志豪 , 周成 , 谢建新

中国有色金属学报

通过示差扫描量热分析确定了Zr55Al10Ni5Cu30大块非晶合金的过冷温度区域范围,采用应变速率突变压缩实验分析了合金在450℃时的力学性能,研究了合金在不同挤压速度、不同真空度等工艺条件下的挤压成形性能.结果表明:Zr55Al10Ni5Cu30大块非晶合金的玻璃化转变开始温度Tg为422.4℃,晶化开始温度Tx为482.4℃;在450℃、应变速率小于5×10-3s-1的条件下,合金的流动应力小于40 MPa在挤压速度为0.002～0.004mm/s范围内挤压时,合金的最大挤压载荷变化较小;在挤压温度为450℃时,合金的最大挤压力随着真空度(2～2×10-3Pa)的提高而增加;大块非晶合金在超塑性成形时呈现出比一般金属材料更大的摩擦阻力.

关键词: 大块非晶合金 , 挤压 , 摩擦 , 真空度