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《吉林大学》 2006年
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钢/锌复合材料的结构设计与阻尼性能

吴坪安  
【摘要】: 采用铸造法制备16Mn钢/锌层状抗震复合材料。根据理论力学、材料力学相关原理对其几何结构跟结构损耗因子的对应关系进行推导;在单向拉伸、循环拉压、振动衰减实验条件下验证复合材料的阻尼性能;采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等研究16Mn钢/锌复合材料的显微组织和用SEM和EDS对16Mn钢/锌复合材料的界面层进行分析,研究界面组织特性等对阻尼性能的影响。 对16Mn钢/锌层状抗震复合材料进行设计得出:复合材料的结构损耗因子只跟复合材料的各层的厚度比及各组成材料的损耗因子有关。钢/锌复合材料通过摩擦阻尼、位错阻尼、界面阻尼等三种主要阻尼机制作用使复合材料在拉伸过程中产生阻尼耗能。钢和钢/锌复合材料的阻尼性能均具有应变依赖性;在±0.5%、±1%应变下,钢/锌复合材料滞后环的面积较大,其阻尼性能优于16Mn钢;对于±1.5%应变,阻尼性能低于钢。锌层数增多,钢/锌复合材料的衰减率也增加。16Mn钢/锌复合材料的界面层是Fe、Zn两种元素相互扩散而形成的铁锌化合物Γ-Fe11Zn40,δp-FeZn7、μ-FeZn10和ζ-FeZn13。
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