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摘要:声子晶体是一种具有声波带隙特性的新型功能材料.运用平面波展开法研究了二维声子晶体的带结构,二维声子晶体由横截面为正方形的散射体按正方形排列植入环氧树脂基体中形成.结果表明:通过改变散射体的取向可以调节系统的带隙,当填充率较低时,带隙宽度随散射体旋转角的增加先减小再增加,而填充率较高时,带隙宽度随散射体旋转角的增加而先稍有增加然后再减小....
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA SCIE CBST SA
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摘要:用高分辨透射电子显微镜对内氧化产生的Cu/MgO界面进行了研究,观察到了取向关系相同的两种不同界面.并运用近重位点阵模型对其界面结构进行了研究,求出了失配位错的3个Burgers矢量和次级位错的3个Burgers矢量,它们分别为:b3=1/4[011]MgO,b2=1/2[100]Cu,b3=1/4[011]MgO;b1'=1/12[101]Cu(或1/99[755]MgO),b2'=1/12[101]Cu(或1/99[755]MgO),b3'=1/6[010]Cu(或1/10[011]MgO)失配位错之间的距离与实验测量结果符合得很好....
摘要:利用高分辨透射电子显微镜对内部氧化Cu/Mg合金产生的Cu/MgO界面进行了研究,观察到了一种新的取向关系,这种取向关系不同于通常观察到的两晶胞取向完全一致的简单关系.而且对界面的结构和位错进行了研究,发现两位错线之间的距离与O点阵理论符合得很好....
[专利] 发明专利 CN201510641169.X
湘潭大学 2015-12-30
摘要:本发明公开了一种复阻抗谱的检测装置及其方法,所述检测装置包括:样品室、石墨电极、质量块、隔热砖、样品室密封盖、高温电阻加热系统、热电偶、温度控制器、保护气供给系统、冷却系统以及复阻抗谱测量仪。高温复阻抗谱测试时,通过石墨电极与复阻抗谱测量仪连接,利用高温电阻加热系统、保护气供给系统对样品室的温度、氧氛围进行控制,实现高温复阻抗谱测量并防止测试时样品、电极氧化,冷却系统用于降低装置尤其是炉壁的温度。本发明能实现固体材料常温至1500℃温度范围内复阻抗的快速测量与微观结构分析,且能实现温度、气氛的精确控制,使得测量精度大为提高,为固体材料微观结构演化的复阻抗谱表征提供良好的试验平台。
[专利] 发明专利 CN201410279062.0
湘潭大学 2014-09-24
摘要:本发明提出了一种基于材料真实微观组织结构的有限元建模方法,该方法通过对SEM扫描图片进行各种数字图像技术处理,并经过由位图到矢量图的转化,可以将真实微观结构映射到二维有限元模型中。本发明利用阈值分割,灰度处理,二值化处理,反复开关闭合操作,位图转化为矢量图的技术,可以将图像中所表现的缺陷或者增强体清楚的与基体分割开来,并且可以在有限元软件中分开定义其属性。本发明直接通过SEM图像构建出精度较高的真实微观结构的有限元模型,将数字模型向真实结构靠拢,提高了有限元模型在计算过程,以及计算结果中的真实性!本发明可以广泛运用在考虑缺陷,或者异质材料性能评判的优化设计领域。
[专利] 发明专利 CN201410147552.5
湘潭大学 2014-06-25
摘要:本发明涉及含有多条冷却通道的涡轮叶片热障涂层热应力的有限元建模方法,首先进行不含冷却通道的涡轮叶片整体的构建,其具体构建过程又分为榫头、叶身两个部分;然后建立含有多条冷却通道的涡轮叶片的几何模型,其构建过程又分为含多条冷却通道的叶身部分、含多条冷却通道的榫头部分以及这两个部分的连接三个步骤。本发明所述的有限元建模方法完全在有限元软件ABAQUS中进行,避免因使用多个软件的不完全兼容容易造成部件与部件之间的不匹配的问题;此外本发明几何模型的构建考虑到榫头的真实形状,以及涡轮叶片有多条冷却通道的实际情况,建立的涡轮叶片热障涂层的有限元模型更接近现实状况,使得后续的温度场、应力场分析的计算结果更准确。
[专利] 发明专利 CN201410147512.0
湘潭大学 2014-06-25
摘要:本发明涉及一种涡轮叶片热障涂层的有限元模型的网格划分方法,所述的网格划分在有限元软件ABAQUS中进行,包括以下步骤:一、将建好的涡轮叶片热障涂层的有限元模型切分为叶身和榫头两个部分,切分的位置为榫头与叶身连接部分的倒角边界线;二、对叶身部分进行网格划分:(1)添加辅助线连接同一个倒角处所有分层倒角的边界点,得到一条垂直于界面的直线;(2)布置种子,首先按尺寸整体布置种子,然后再将厚度方向的辅助线按照数目重新布置种子;(3)选择六面体扫略网格,对这一部分进行网格的划分;三、对榫头部分进行网格划分。本发明方法简单可行,仅应用有限元软件ABAQUS即可完成,在保证网格质量的同时,极大地提升了网格划分的速度。
[专利] 发明专利 CN201310341961.4
湘潭大学 2013-12-11
摘要:一种热障涂层损伤模式自动识别的声发射信号分析方法,属于热障涂层失效无损实时检测技术领域。采集热障涂层的损伤声发射信号;对声发射信号进行小波包变换,提取小波能谱系数作为模式识别的特征参数;建立BP神经网络分类系统,对BP网络进行训练,得到训练好的BP网络;提取待识别的声发射信号小波能谱系数,输入给训练好的BP网络,识别出声发射信号的损伤模式;统计每一损伤声发射事件数,得出各种损伤声发射信号数与外加载荷的关系曲线。本发明对失效过程进行实时或原位的无损检测,为正确的理解其失效行为提供直接的依据和指导。本发明能准确识别出热障涂层不同损伤模式的声发射信号,对实现热障涂层失效过程的实时检测具有重大意义。
[专利] 发明专利 CN201310009180.5
湘潭大学 2013-05-08
摘要:一种模拟和实时测试热障涂层气体腐蚀失效的试验装置,属于高温涂层材料测试装置领域。试验装置包括安装有试样夹持装置和样品室的试验测试平台,固定在测试台上的腐蚀气体加载系统,安装在测试台下方的无损检测系统以及控制系统等。本发明能模拟航空发动机涡轮叶片热障涂层高温腐蚀服役环境,通过控制腐蚀气体的种类(如H2S、SO2、水蒸气)、压力和腐蚀温度等参数,模拟涂层服役时气体腐蚀失效的过程,并通过复阻抗谱测量系统与声发射检测系统定期检测试样腐蚀时涂层阻抗的变化与损伤声发射信号,分析其腐蚀过程中的界面形貌和损伤演化情况,为有效评估热障涂层在高温气体腐蚀环境下的失效过程及失效机理提供重要的实验平台。
[专利] 发明专利 CN201310009155.7
湘潭大学 2013-05-08
摘要:一种模拟热障涂层高温、冲蚀、腐蚀服役环境的喷枪装置,属于热障涂层服役环境模拟装置领域。该装置在高温火焰喷枪内除有火焰通道、冷却通道外,还包含有冲蚀颗粒输入系统和腐蚀物质输入系统以及点火系统;高温火焰喷枪的移动由伺服电机控制;所述冲蚀颗粒输入系统利用压缩空气将颗粒冲入喷枪内的冲蚀颗粒通道。本发明能够模拟高性能航空发动机内温度的交变循环、硬质颗粒的反复冲击、腐蚀气体的不断侵蚀等单一或任意两种或三种服役环境,解决了现有热障涂层环境模拟装置只能模拟单一服役环境以及未加入硬质颗粒冲蚀的缺陷,为有效评估高温部件在高温热循环、冲蚀和腐蚀一体化的服役环境下的疲劳失效过程及失效机理提供了重要的实验平台。
[专利] 发明专利 CN201310009258.3
湘潭大学 2013-05-08
摘要:一种同步采集数据和多画面显示的控制与显示装置,属于热障涂层试验模拟装置的同步控制与显示领域。该装置包括仪器存放区、实验控制与数据采集模块以及多画面显示模块,实验控制与数据采集模块控制着仪器存放区内各检测设备的开启、数据采集等状态,并将结果同步显示在多画面显示模块中。本发明可以对各种具有不同操作系统和控制软件的硬件设备实现运行状态的同步控制,并对各个设备所采集的数据进行并行的多画面显示,而各设备并行工作,互不影响,并可卸下单独使用,操作方便,为实现各种无损检测设备在热障涂层试验模拟装置中的集成提供了有效的控制平台,操作简单、安全,应用性强。
[专利] 发明专利 CN201310009178.8
湘潭大学 2013-05-08
摘要:一种热障涂层涡轮叶片动静态服役环境一体化的试验平台,属于航空发动机热障涂层涡轮叶片服役环境模拟装置技术领域。试验平台包括动旋转电动机(1)、底板(2)、旋转轴(3),动态试样夹具、圆盘状静态试样夹具等;旋转轴(3)一端固定在底板(2)上的旋转电动机(1)上,另一端穿过底板上带孔的旋转轴支撑端(5);动、静态试样夹具分别安装在旋转轴(3)和支撑板(16)上。本发明的静态试样夹具设置了多种形状试样的连接口,动态模块能模拟航空发动机涡轮叶片强离心力的作用,而且动态和静态模块可以在一个试验平台上进行转换,从而实现了热障涂层涡轮叶片动静态环境一体化的模拟,为正确理解热障涂层失效机理提供重要的试验平台。
[专利] 发明专利 CN201310009293.5
湘潭大学 2013-05-08
摘要:一种模拟热障涂层服役环境并实时检测其失效的试验装置,属于特殊服役环境模拟装置领域。试验装置包括安装有静态或是动态旋转试样加持装置的试验测试平台、服役环境模拟模块、实时检测模块、控制平台等。本发明能模拟航空发动机热障涂层涡轮叶片高温,冲蚀,腐蚀服役环境;能模拟热障涂层工作叶片高速旋转动态服役环境,能模拟导向叶片静止静态服役环境;能实时测试热障涂层温度场、三维位移场、裂纹萌生与扩展、界面氧化等。本发明实现了热障涂层高温、冲蚀、腐蚀服役环境的一体化,静态、动态服役环境的一体化,服役环境模拟与实时检测的一体化,为正确理解热障涂层涡轮叶片的破坏机理、优化其设计提供了重要的实验平台和参考依据;应用性强。
[专利] 发明专利 CN201310009271.9
湘潭大学 2013-04-24
摘要:一种模拟和实时测试涡轮叶片热障涂层冲蚀的试验装置,属于特殊服役环境模拟装置领域。试验装置包括冲蚀颗粒输入系统、试验测试平台、温度测试系统、声发射无损检测系统、控制平台等。在试验测试平台(1)上安装有竖直的固定轴(101);固定轴与水平方向的支撑轴连接。本发明能模拟高性能航空发动机内硬质颗粒在气流的带动下对涡轮叶片热障涂层反复冲击的冲蚀服役环境,通过控制冲蚀粒子的冲蚀速度、角度、大小等参数实现涂层在服役过程中遭受不同硬质颗粒的冲蚀过程,并同步实现对试样的温度、表面形貌图像演变、界面氧化等数据实时测试和分析。该装置可为有效评估涡轮叶片涂层在特殊服役环境下的冲蚀失效过程及失效机理提供重要的实验平台。
[专利] 发明专利 CN201310009223.X
湘潭大学 2013-04-24
摘要:一种模拟和实时测试热障涂层高温沉积物腐蚀的试验装置,属于特殊服役环境模拟装置领域。试验装置包括安装有样品夹具以及夹具固定装置的试验测试台、冷却系统、高温腐蚀服役环境模拟模块、排气系统,集成的复阻抗谱测量系统与声发射检测系统以及试验控制与显示平台等。本发明能调节腐蚀介质的种类、浓度和腐蚀温度等参数,通过复阻抗谱测量系统与声发射检测系统定期检测试样腐蚀时涂层阻抗的变化与损伤声发射信号,真实模拟航空发动机涡轮叶片热障涂层实际服役温度环境下各种杂质颗粒如Ca、Mg、Al、Si,Na的高温腐蚀;并能对腐蚀失效过程进行定期检测;为正确的理解热障涂层高温腐蚀机理、优化其材料设计,提供重要的试验平台。
[专利] 发明专利 CN201310142934.4
湘潭大学 2013-08-07
摘要:一种基于JC算法的热障涂层界面氧化失效可靠性评估方法,属于热障涂层材料的可靠性分析技术领域。建立热障涂层的失效准则确立其极限状态方程,分析状态方程中各参量的随机统计特性;设定各参量的初始验算点,将功能函数在验算点进行一阶泰勒展开,迭代计算出最优验算点,输出该失效模式的一阶失效概率;当功能函数非线性程度较高时,将功能函数在验算点处进行二阶泰勒展开,计算二阶失效概率;拟合失效概率和各参量的二次函数,计算各参量的敏感性因子。本发明借鉴工程可靠性分析的JC算法,能够简单、快速、定量地评估热障涂层的可靠性,还可根据敏感性因子来分析各参量对热障涂层失效的影响程度,对热障涂层的可靠性评估具有重大意义。
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