1 辽宁工业大学土木建筑工程学院，锦州 121001
2 辽宁工程技术大学土木工程学院，阜新 123000
3 重庆交通大学土木工程学院，重庆 400074
为研究细观模型的有效性，利用三维PFC-FLAC耦合方法构建玻璃纤维增强复合材料(GFRP)布约束煤矸石混凝土圆柱的细观连续-非连续耦合模型。通过已有试验数据验证了该模型的有效性，并在此基础上开展了0、2、4层GFRP布对煤矸石混凝土圆柱的轴压性能、破坏模式及吸能特性的影响研究。结果表明：建立的细观模型精度较高；煤矸石混凝土圆柱的极限破坏强度随GFRP层数增加而逐渐增大，能量吸收效率和体积比吸收能也均有相同的变化趋势，但存在增大比例减小的问题。从应力-应变曲线延性特征、峰值强度、破坏模式、总能量密度变化、能量吸收效率及体积比吸收能等六个方面综合考虑，兼顾经济成本与缠绕水平原则，确定GFRP布层数增加可以增强煤矸石混凝土圆柱的轴压性能。
煤矸石混凝土圆柱 GFRP布 被动约束 PFC-FLAC耦合方法 能量吸收效率 比吸收能 coal gangue concrete circular-column GFRP sheet passive confinement PFC-FLAC coupling method energy absorption efficiency specific energy absorption
1 昆明理工大学材料科学与工程学院, 云南 昆明 650093
2 昆明理工大学机电工程学院, 云南 昆明 650500
3 昆明理工大学建筑工程学院, 云南 昆明 650500
为明确胞元尺寸对正六边形薄壁蜂窝结构的轴向承载与压缩性能的影响, 通过选区激光熔化制备了直径10 mm、高度15 mm、壁厚0.1 mm、填充胞元尺寸分别为1.75 mm、2.25 mm、2.75 mm和5 mm的正六边形18Ni300薄壁正六边形蜂窝试样, 通过轴向压缩分析了试样的承载能力和缓冲吸能性能。结果表明, 胞元尺寸2.25 mm以上的试样压缩时发生叠缩变形, 且随着胞元尺寸减小, 单位体积承载力和比吸能增加; 但当胞元尺寸减小到1.75 mm时, 试样压缩时发生外翻撕裂破坏, 单位体积承载力和比吸能显著下降。
选区激光熔化 薄壁正六边形蜂窝结构 静态轴向压缩 承载力 比吸能 selective laser melting thin-walled honeycomb structure static axial compression axial load capacity specific energy absorption
1 浙江工业大学 特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室, 浙江 杭州 310014
2 杭州职业技术学院 友嘉机电学院, 浙江 杭州 310018
为了研究典型功能脆性材料钽酸锂和硅片的磨削特性, 建立了端面磨削模型来计算晶片的比磨削能及其表面的磨削力的分布, 并通过实验分析脆性材料的磨削特性。以进给速度作为变量, 选取砂轮端主轴磨削过程中功率增加率作为评价磨削特性的指标进行磨削实验, 同时采集砂轮端主轴的功率值信号, 滤波后计算晶片比磨削能和磨削力的分布。通过端面磨削模型计算可得：钽酸锂的比磨削能是147.46 J/mm3, 比硅的大44%, 表明磨削去除相同体积的钽酸锂需要更多的能量, 钽酸锂晶片表面分布的磨削力比硅片大。磨削过程的主轴功率增加率是预测钽酸锂加工结果的重要指标, 在本实验中一旦增加率大于临界值0.6 W/s, 钽酸锂表面就会产生裂纹。而在相同加工条件下, 无论进给速度如何变化, 硅片的磨削主轴的功率增加率始终保持稳定, 而钽酸锂的主轴磨削过程的功率增加率则与进给速度呈现线性增加关系, 这一现象与钽酸锂的机械性质无关, 而与物理性质有关系。
脆性材料 比磨削能 磨削力分布 主轴功率增加率 brittle materials specific energy distribution of grinding force increasing rate of spindle power
辽宁工业大学机械工程与自动化学院, 辽宁 锦州 121001
采用光纤激光器在冷模具钢的表面制备出含有原位WC增强的镍基合金陶瓷涂层。采用倒置金相显微镜观察熔覆层裂纹的宏观形貌以及冰晶状WC随比粉、比能和送粉电压的变化情况。采用显微硬度计测量熔覆层的显微硬度。结果表明:当WC和Ni60AA送粉电压比超过3∶2时,熔覆层的裂纹不能通过调节比粉和比能消除,熔覆层显微硬度随比能增大而减小,随比粉的增大而增大,且熔覆层的增高量符合多项式分布,准确率高达96%以上。当WC和Ni60送粉电压比低于3∶7时,WC对熔覆层的硬度基本没有影响;当送粉电压比超过4∶6时,显微硬度跳跃式增加到780 HV。根据比粉和比能公式对基体增高量和熔化深度的影响特性调节激光熔覆的工艺参数,能在消除熔覆层的裂纹的同时保持熔覆层的显微硬度在800 HV左右。
光学制造 裂纹 比粉 显微硬度 送粉电压比 工艺参数 比能 激光与光电子学进展
2019, 56(2): 021602
材料液固结构演变与加工教育部重点实验室(山东大学), 济南 250061
采用大气等离子喷涂(APS)技术在铝基体表面制备氧化锆(ZrO2-20%Y2O3，质量分数)热障涂层，并用脉冲激光对其进行重熔处理，研究了激光重熔对涂层组织形貌、物相转变和隔热性能的影响。研究结果表明激光的比能量对涂层的成型及性能有重要影响，过高的比能量会使涂层表面粗糙度增加，涂层成型变差。在选用合适的低比能量激光重熔条件下，扫描电镜观察结果表明经激光重熔可消除喷涂态涂层的孔隙和层状结构。对粉末和重熔前后的涂层进行了X射线衍射分析，结果表明喷涂及重熔过程中都没有发生相变; 隔热试验结果表明重熔后涂层的隔热温度有所下降。
激光重熔 等离子喷涂 氧化锆 比能量 隔热性能 laser remelting plasma spraying zirconia specific energy heat insulation performance 强激光与粒子束
2014, 26(7): 079001
1 南昌航空大学 材料科学与工程学院,江西 南昌 330063
2 华中科技大学 光电子科学与工程学院武汉光电国家实验室,湖北 武汉 430074
研究了激光感应复合快速熔覆(LIHRC)碳化钨金属陶瓷层的影响因素。结果表明,随着感应预热温度的增加,激光感应复合快速熔覆的效率增加;基材类型对激光感应复合快速熔覆的效率也有较大影响,这主要是由基材的热物理性能参数(如熔点、电阻率与磁导率)决定;随着激光比能与基材感应预热温度的增加,复合层的稀释率增加;随着粉末面密度的增加,复合层的稀释率降低。此外,在激光感应复合快速熔覆过程中,复合粉末的利用率不仅与激光工艺参数、感应预热温度有关,还与WC颗粒的含量以及粘结金属的种类有关。
激光技术 激光感应复合快速熔覆 金属陶瓷层 激光比能 基材类型
1 南昌航空大学 材料科学与工程学院,南昌 330063
2 华中科技大学 光电子科学与工程学院, 武汉 430074
为了提高熔覆效率与消除熔覆层的裂纹,采用激光-感应复合熔覆的方法在A3表面获得了无气孔与裂纹的Ni基WC复合层。研究了不同的加工参量对复合层质量的影响,结果表明,随着激光比能的增加,粉末面密度增加;在相同的激光比能条件下,随着粉末面密度增加,熔覆层的高度增加,稀释率减小;在相同的粉末面密度条件下,随着激光比能的增加,熔覆层的宽度略有增加。此外,相对于单纯的激光熔覆技术,激光-感应复合熔覆的效率约可以提高5倍。在激光-感应复合熔覆过程中,熔覆层与基材间的温度梯度大大降低,这是Ni基WC复合层无裂纹的关键原因。
激光技术 激光-感应复合熔覆 激光熔覆 激光比能 加工参量 Ni基WC复合层 laser technique laser-induction hybrid rapid cladding laser cladding laser specific energy processing parameters Ni-based WC composite coatings
1 华东师范大学,物理系,光谱学与波谱学教育部重点实验室,上海,200062
2 西北核技术研究所,陕西,西安,710024
建立色散介质3维真实人体模型,用色散介质时域有限差分((FD)2TD)方法计算了强电磁脉冲(EMP)对人体的作用.结果表明,电磁脉冲对人体的透入主要决定于脉冲前沿,受脉冲宽度的影响较小;透入体内的脉冲,相对辐照脉冲显著变窄;人体吸收的电磁能没有明显受到辐照脉冲能注量的影响;虽然人体从单个脉冲吸收的能量远低于用比吸收能定义的安全标准,但这种剂量的照射在离体培养的人肝细胞(L-02)上却产生了明显的生物学效应,这意味着比吸收能难以作为人员安全评估标准.
色散介质时域有限差分法 电磁脉冲 三维真实人体模型 比吸收能 Frequency-dependence time-domain finite-difference EMP 3D human body model Specific energy absorption 强激光与粒子束
2004, 16(12): 1581
