黄元春
,
肖政兵
,
张欢欢
,
刘宇
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2014.3.005
采用基于热力学相图计算软件Thermo-Calc、JMatPro对典型成分7085合金的平衡相种类及含量进行了计算分析,并结合基于第一性原理的赝势平面波方法和广义梯度近似方法采用CASTEP软件包系统计算了各平衡相的形成热、结合能、费米能以及弹性常数,并根据计算结果探讨了平衡相对合金耐蚀性能以及强韧性能的影响.计算结果表明:合金中除α-Al基体外,主要为MgZn2,Al2Cu,Al3Zr.所有平衡相的形成均为自发反应的放热过程.其中,MgZn2与α-Al费米能值相差最大,最易与α-Al形成微腐蚀电池而导致合金耐蚀性能下降,而Al2Cu相与α-Al基体的费米能差值最小,相对不易形成微腐蚀电池.弹性模量计算结果同时表明:Al3Zr在所有相中具有最大的体模量、剪切模量、弹性模量以及杨氏模量,对合金强韧性能提升最大.
关键词:
第一性原理
,
7085
,
平衡相
,
Thermo-Calc
,
弹性性质
任元
,
刘学杰
,
卞志倩
稀土
doi:10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.201506005
为考察CeO2及其固溶过渡金属原子后的力学特性,采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,计算了过渡金属(Ti族:Ti、Zr、Hf,V族:V、Nb、Ta)单原子置换固溶在CeO2中的结构,进而计算CeO2及其固溶结构的力学特性.计算结果表明,固溶后CeO2体系力学常数(B、G、E、C11、C12)均有所增加,其中固溶Nb原子后力学性能提高比较明显.但固溶Ti、V原子后C44出现明显下降的现象.Nb原子固溶体的弹性模量明显增大,且各向异性与CeO2相似无明显差异.较Ti、V、Ta原子在CeO2中的置换固溶结构的弹性模量各向异性明显不同,Nb、Zr、Hf原子在CeO2中置换固溶结构的弹性模量各向异性并不突出.通过计算CeO2的能带和态密度,CeO2表现非金属性,且能带结构中存在两条带隙.
关键词:
CeO2
,
过渡金属原子
,
固溶结构
,
力学性能
杜龙
,
矫桂琼
,
贾普荣
,
王文贵
,
戴棣
材料科学与工程学报
二维编织布在铺设形状复杂的复合材料结构时,如果边缘受到拉剪,经纬纱之间的夹角会发生变化;在固化过程中,原本正交的经纬纱走向也可能发生偏转.经纬纱之间夹角的变化会增加材料的各向异性,进而影响结构的力学性能.本文通过试验研究了纤维束偏转对二维编织复合材料弹性性能的影响,分别进行了三种典型试验件面内拉伸弹性模量的测试.基于刚度体平均方法,提出了一种非正交二维编织树脂基复合材料的刚度预测模型,并在此基础上分析了纤维束偏转对材料有效性能的影响规律.计算结果与试验数据符合良好.
关键词:
复合材料
,
二维编织
,
非正交单胞模型
,
弹性性能
潘留仙
,
夏庆林
,
叶绍龙
,
丁宁
,
刘自然
中国有色金属学报
doi:10.1016/S1003-6326(11)61305-8
利用基于密度泛函理论(DFT)的广义梯度近似(GGA)研究四方相BiOCuS的电子结构、化学键和弹性性质.能带结构显示,BiOCuS为间接带隙半导体,带隙宽为0.503 eV;态密度和分态密度的结果表明,费米能级附近的态密度主要来自Cu-3d态.布居分析表明,BiOCuS中的化学键具有以离子性为主的混合离子-共价特征.计算得到四方相BiOCuS的晶格参数、体模量、剪切模量和单晶的弹性常数,由此导出弹性模量和泊松比.结果表明,BiOCuS是力学稳定的,且具有一定的延展性.
关键词:
BiOCuS
,
第一性原理
,
电子结构
,
化学键
,
弹性性质
周学超
,
张海黔
材料导报
采用第一原理的方法研究了Ti2GeC的电子结构和弹性性质.从电子结构中可以看出,Ti2GeC中存在着共价键、离子键和金属键3种键.在态密度和Mulliken布居分析中有赝能隙和电荷转移.还得到了体模量、杨氏模量、切变模量、泊松比和德拜温度等物理参数.各向异性参数表明了Ti2GeC在压缩和剪切上主要呈现出各向同性.
关键词:
Ti2GeC
,
第一性原理
,
电子结构
,
弹性性质
陈佰树
,
胡飞
,
吴坤
,
高智勇
材料科学与工程学报
采用基于密度泛函理论的第一性原理,系统研究了Heusler合金Fe2CuGa的结构、磁性、弹性性能和电子性质.计算结果表明:立方相的基态结构是铁磁态的Hg2CuTi结构.立方到四方的相变几乎是体积不变的,这是形状记忆合金的特性.奥氏体和马氏体的磁矩分别是4.48和4.56μB/f.u..另外,预测了Fe2CuGa的弹性系数.Fe2CuGa的立方结构在力学上是不稳定的而四方结构是稳定的.根据体模量和剪切模量的比值,发现Fe2CuGa在本质上是可延展的.利用态密度的方法解释了Fe2CuGa马氏体相变的来源.
关键词:
弹性性能
,
磁性
,
电子性质
,
Heusler合金
黄多辉
,
李强
,
曹启龙
,
王藩侯
,
蔡灵仓
,
张修路
,
经福谦
稀有金属材料与工程
使用第一性原理方法结合准谐近似理论研究了立方结构钨的热力学性质,包括平衡体积V、体弹模量BO、线膨胀系数α、熵S、振动自由能F、等压热容CP和等容热容Cv随温度的变化关系.在计算体系的线膨胀系数、熵、振动自由能、等压热容和等容热容时考虑了热电子和热振动对自由能的贡献.计算结果表明:考虑热电子对自由能贡献后得到的线膨胀系数、熵、振动自由能和等压热容在0～2000 K范围内均与实验值符合较好.在得到平衡体积随温度变化的基础上,计算了钨立方结构的弹性性质,得到了弹性常数、体积模量、剪切模量和杨氏模量随温度的变化关系,所得结果与实验测量值符合较好.
关键词:
W
,
准谐近似
,
热力学性质
,
弹性性质
雷艳丽
,
黄华伟
,
喻冲
,
杨静
,
刘艳军
材料科学与工程学报
本文采用第一性原理密度泛函理论研究了Zr元素对UO2结构与力学性能的影响.计算结果表明,随着Zr元素含量的增加,UO2的晶格参数、晶胞体积均逐渐减小.其中,掺杂形成能,U-O键,Zr-O键和O-O键的单位键长随着Zr元素的增加而降低.通过计算其弹性模量,发现Zr含量在20wt％前,随着Zr含量的增加,UO2的体模量略微增大,而剪切模量略微降低;当Zr的含量达到40wt％时,UO2体模量随着Zr含量的增加而明显增大,剪切模量反而增大.同时,随着Zr含量的增加,UO2的B/G值不断增加,材料呈脆性向塑性转变的趋势.
关键词:
UO2
,
弹性性能
,
脆韧性
,
第一性原理
沈明
,
魏大盛
复合材料学报
利用通用单胞法(GMC)计算了不同孔隙形状及孔隙率对多孔材料等效弹性参数的影响,计算中分别采用二维方形、圆形孔隙模型和三维立方体、球形孔隙模型模拟多孔材料.不同孔隙率下等效弹性参数的计算结果表明:不同孔隙形状下,多孔材料等效弹性参数随孔隙率增大的退化程度不同;通过对比二维简化模型与三维模型的差异,发现二维简化模型对多孔材料等效弹性参数的估算值偏低.进一步将GMC计算结果和已有文献实验结果进行比较,发现两者具有较高的吻合度.最后将GMC模型与有限元、经验模型进行对比,得出GMC模型的局限性.综合计算结果,GMC具有一定的计算精度,可应用于工程实际分析中.
关键词:
通用单胞法
,
多孔材料
,
孔隙形状
,
孔隙率
,
弹性性能
单忠德
,
康怀镕
,
臧勇
,
刘丰
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20140408.002
针对复合材料层间增强的需求,提出了一种三维织造层间增强的纤维棒复合材料几何结构,建立了0°/90°、45°/135°及0°/90°/45°/135°3种织造方案下的复合材料单胞有限元模型,该模型能较为真实地反映织造物内纤维束与纤维棒的交织特征.通过施加周期性位移边界条件,利用该模型采用有限元方法得到了3种织造方案下复合材料的等效弹性性能参数,讨论了复合材料弹性性能与织造方案和纱线填充因子的关系,分析了在单向拉伸载荷下3种织造方案单胞的细观应力场分布,制作了实体模型,进行了相关实验.结果表明:单胞有限元模型的模拟结果与实验结果吻合较好,织造复合材料各弹性常数对纱线填充因子变化的敏感度不同,不同织造方案的复合材料具有不同的力学性能特征,其主要影响因素为纤维束在复合材料内部的排列方式.给出了3种织造模型单胞的应力场分布,为三维织造层间增强的纤维棒复合材料的结构优化提供了依据.
关键词:
纤维棒
,
织造复合材料
,
细观结构
,
弹性性能
,
有限元分析
