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《南京理工大学》 2009年
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块体非晶复合材料爆炸焊接冲击动力学问题研究及其实验制备

付艳恕  
【摘要】: 块体非晶复合材料诸多优异的物理、力学性能,使其在民用及国防领域具有广泛的应用前景。但由于急冷凝固制备手段的冷却速率约束,使得三维尺寸难以形成大尺度块体而限制了实际应用。块体非晶复合材料制备是目前研究的热点,国内、外均开展了广泛而深入的研究,开发了诸多制备方法,使块体尺寸得以有效的扩大。其中爆炸焊接制备是重要的手段,得到了广泛的重视。应用此法制备块体非晶复合材料是典型的冲击动力学问题,以此为中心,本文开展了系列研究。 对非晶薄带爆炸焊接制备块体非晶复合进行讨论。基于弹性薄板静载弯曲理论知实验不能采用间隙铺设;又由于表面粗糙度能为焊接提供层间碰撞空间,因而采用叠层铺设,并就薄带组叠层密度与冲击温升内在关系进行分析。再考虑到非晶薄带较高的硬度及温度敏感性,使其复合下限偏高而上限较低,导致复合窗口狭窄。针对以上困难,提出对非晶薄带进行了涂层;再根据应力波理论,借签损伤力学思想对实验装置进行缺陷设置,以加速反射拉伸波的衰减,从而相应提高焊接上限。另外,对薄带组受爆轰驱动的宏观运动过程进行研究,得到位移、密度及速度时程曲线;根据有限元理论对EPIC-2D程序进行相应的修改,以完成对爆炸焊接过程层间碰撞数值模拟,以了解碰撞过程中焊接界面应力、应变情况及碰撞产生的界面温度场。最后对多层薄带爆炸焊接制备非晶复合块体进行实验,将所得块体进行切割测试,并从冲击动力学及晶化动力学两个角度对实验效果进行分析。 分析结果表明非晶薄带组爆炸焊接过程中冲击温升不可忽略,通过调节薄带组装填密度可以控制冲击温升。对薄带进行涂层不仅能降低焊接下限,且能改善薄带组受热状况,更有效地保护其亚稳态结构;而实验装置的缺陷设置可以加速反射拉伸波的衰减,保护复合界面不被撕裂,成功提高焊接上限;综合效果表现为扩大焊接窗口。薄带组三条宏观运动曲线均明确体现了冲击加载过程中的惯性及应变率延迟等效应;有限元法模拟得到的应力、应变及温度场云图说明碰撞过程中界面及内部非晶成分能保存完好。样品X射线衍射及DSC测试结果均表明其结构仍呈非晶态,SEM照片反映涂层界面及复合界面结合良好,薄带未因冲击而发生碎裂。认为隔离了爆轰产物直接作用,转移了碰撞应变、应变率及绝热剪切热,使非晶不能发生结构驰豫,又由于复合过程中压力及热效应的瞬态性,避免扩散形核晶化。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TG456.6

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王海福,冯顺山;密实介质中冲击波衰减特性的近似计算[J];兵工学报;1996年01期
2 孙淑萍,邱竹贤;非晶态铝锰合金镀层的研究[J];表面技术;2003年04期
3 李晓杰,杨文彬,奚进一,董守华,孙明;双金属爆炸焊接下限[J];爆破器材;1999年03期
4 李晓杰,赵铮,闫鸿浩,王金相,张越举,李瑞勇;非晶态合金薄带爆炸焊接界面传热分析[J];爆破器材;2004年03期
5 张凯 ,金小石;滑移爆轰时计算飞板飞行姿态的理论发展及其应用[J];爆炸与冲击;1984年03期
6 李永池,魏勇,丁启财;弹塑性激波衰减规律的一种简便解法[J];爆炸与冲击;1988年03期
7 李晓杰;;双金属爆炸焊接上限[J];爆炸与冲击;1991年02期
8 李晓杰,闫鸿浩,王金相,张建臣,奚进一,董守华;爆炸焊接驻点近区应变率分布规律计算[J];爆炸与冲击;2002年04期
9 郭佑雄,赵福兴,周祖荣;滑移爆轰作用下飞板运动规律的研究──双 P-M 法[J];爆炸与冲击;1998年02期
10 刘应开,刘佐权,王广厚;激波对多层非晶合金的作用及影响[J];材料工程;2000年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱正吼,宋晖;PVC/Fe_(78)Si_(13)B_9非晶带材复合板力学性能研究[J];工程塑料应用;2005年01期
2 陈智琴;刘洪波;何月德;陈鸯飞;;高残炭率酚醛树脂的耐热性能研究[J];工程塑料应用;2006年11期
3 梁建国,湛华;挑梁根部设钢筋混凝土柱时设计计算方法[J];四川建筑科学研究;2001年04期
4 李扬,高日,晏景通;自重对索网结构找形的影响[J];四川建筑科学研究;2003年02期
5 范颖芳,周晶;人工神经网络在受腐蚀钢筋混凝土结构工程中的应用[J];四川建筑科学研究;2004年01期
6 蒋首超,徐小洋,赵蕾,熊皓;钢结构防火涂料等效热传导系数的确定[J];四川建筑科学研究;2004年03期
7 段凯,杨新华,杨文兵;用ANSYS软件计算桥梁结构的温度应力[J];四川建筑科学研究;2005年03期
8 马杰,侯景军,何英明;昆明某大厦纠偏的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2005年04期
9 薛松涛;张茂雨;谢丽宇;陈镕;王远功;;在地震波作用下地下连续墙的动力响应[J];四川建筑科学研究;2005年06期
10 黄怡;王元清;石永久;;框架—支撑钢结构抗震性能的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 邵光杰;秦秀娟;李慧;荆天辅;姚枚;;电沉积Ni-P合金镀层的研究现状及发展前景[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年
2 周剑;张路青;王学良;;水平层状岩体边坡动力响应中的结构面效应研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
3 李辉;孙利平;雷龙;;板簧支架动态外载的计算和疲劳分析[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年
4 宋常;冯新;周晶;;高混凝土重力坝在强震作用下损伤破坏的数值模拟[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
5 欧阳玉平;洪添胜;文韬;孙同彪;;基于ANSYS的太阳能自动跟踪机构仿真及实验分析[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
6 谢素明;李晓峰;兆文忠;李娅娜;;CAE建模与工程验证[A];首届中国CAE工程分析技术年会暨2005全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2005年
7 张宝平;陈利;刘骞;张庆明;;滑移爆轰驱动下板折转运动的试验测定与计算分析[A];第七届全国爆轰学术会议论文集[C];2006年
8 龚友;王宪增;沈礼庆;;厢式半挂车有限元分析[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
9 唐志平;胥建龙;;离散元与壳体有限元结合的多尺度方法及其应用[A];计算爆炸力学进展[C];2006年
10 张明;何煌;曾首义;;连结状况对陶瓷复合装甲抗弹性能的影响[A];计算爆炸力学进展[C];2006年
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1 黄西成;内爆与外爆加载下壳体的力学状态及破坏模式分析[D];中国工程物理研究院;2010年
2 侯立峰;高功率垂直腔面发射半导体激光器热理论与制备工艺研究[D];长春理工大学;2010年
3 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 张忠;固体炸药冲击起爆的物质点法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 杨敬源;井壁稳定性若干力学问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 白会娟;导电材料结构电磁热弹性多场行为的理论研究[D];兰州大学;2010年
7 潘健怡;铝合金型材挤压的数值模拟及模具结构优化研究[D];华南理工大学;2010年
8 甄晓霞;大跨径钢桥桥面铺装体系力学行为研究[D];华南理工大学;2010年
9 张洁;SiCp/Cu基复合材料的研制及性能研究[D];江苏大学;2010年
10 张华;冲击荷载作用下岩石动态损伤特性研究[D];昆明理工大学;2009年
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1 赵大为;空间热循环和辐照环境对LF6铝合金焊接组织及性能的影响[D];河南理工大学;2010年
2 郭金柱;ZrCu基大块非晶态合金的制备及其热力学性能的研究[D];河南理工大学;2010年
3 李波;义安矿水力冲孔卸压增透消突技术研究[D];河南理工大学;2010年
4 赵文武;淮南矿区典型煤层水力冲孔技术参数研究及消突效果考察[D];河南理工大学;2010年
5 张学武;基于磁控技术的TIG焊残余应力的研究[D];南昌航空大学;2010年
6 刘帅;大型渠道混凝土振动密实成型数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
7 孟庆辉;恐怖爆炸荷载作用下地铁隧道的冲击反应与防护研究[D];山东科技大学;2010年
8 刘婷;用无网格Galerkin法求解地下水流拟三维问题[D];辽宁师范大学;2010年
9 范子嘉;长脉冲激光与金属相互作用的热分析[D];长春理工大学;2010年
10 辛栋;纤维增强聚合物复合材料力学性能的数值预测[D];郑州大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈熙蓉,王可,刘德润,吴凤元;冲击波在不同材料隔板中的衰减特征[J];兵工学报;1991年02期
2 邵丙璜 ,陈维波 ,周一以 ,李国豪 ,张登霞 ,石成;滑移爆轰过程中爆炸产物的有效多方指数γ_0的确定[J];爆炸与冲击;1981年02期
3 李永池,魏勇,丁启财;弹塑性激波衰减规律的一种简便解法[J];爆炸与冲击;1988年03期
4 李晓杰;;双金属爆炸焊接上限[J];爆炸与冲击;1991年02期
5 黄风雷,段卫东,恽寿榕;爆炸驱动下飞板运动速度的实验研究[J];爆炸与冲击;2002年01期
6 何国,陈国良;大块玻璃合金射流成形方法的研究[J];材料科学与工艺;1998年03期
7 杨扬,李正华,吕培成,高文柱,颜学柏,裴大荣,张新明;爆炸复合界面温度场模型及应用[J];稀有金属材料与工程;2000年03期
8 杨扬,张新明,李正华,李青云;α-Ti-低碳钢爆炸复合结合层的组织[J];材料研究学报;1995年02期
9 张凯,李晓杰;箔材爆炸焊接的碰撞点速度门限值研究[J];大连理工大学学报;1992年03期
10 章立源,韩汝珊,张玉林;镧的电声作用与超导电性[J];低温物理;1982年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;专著《爆炸焊接和爆炸复合材料的原理及应用》出版[J];压力容器;2008年04期
2 ;专著《爆炸焊接和爆炸复合材料的原理及应用》出版[J];压力容器;2008年03期
3 王素霞,赵胜国;爆炸焊接—热轧法生产复合板界面研究[J];钢铁研究学报;1995年03期
4 黄寅生;乳化炸药爆炸法生产不锈钢复合工件[J];煤矿爆破;1999年01期
5 陆明,王耀华,尤俊,蔡立艮;工具钢/Q235复合板爆炸焊接试验及性能研究[J];焊接学报;2001年04期
6 韩明臣;;爆炸焊接Cu-Ti板材的组织和性能[J];稀有金属快报;2007年07期
7 郑远谋;;《爆炸焊接和爆炸复合材料的原理及应用》[J];焊接技术;2007年04期
8 郑远谋;;金属爆炸焊接的研究课题与发展方向[J];中南大学学报(自然科学版);1988年05期
9 郑远谋;爆炸焊接与相图[J];爆炸与冲击;1989年01期
10 郑远谋;;爆炸焊接与金属复合材料[J];新技术新工艺;1991年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周景蓉;李勇;陈寿军;;爆炸焊接场地地基结构研究与优化维护[A];压力容器先进技术——第七届全国压力容器学术会议论文集[C];2009年
2 张家毓;董运涛;李选明;吴江涛;朱磊;;铜/钼金属爆炸焊接研究[A];第二届层压金属复合材料生产技术开发与应用学术研讨会文集[C];2010年
3 胡捷;李德富;;层状钛铝复合板的组织和性能[A];第二届层压金属复合材料生产技术开发与应用学术研讨会文集[C];2010年
4 侯发臣;韩刚;蒋晓博;;铝镁合金A5083-SUS304不锈钢的爆炸焊接[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
5 刘伟东;刘凯欣;王景焘;李晓杰;闫鸿浩;;非晶态金属玻璃与晶态金属的爆炸焊接研究[A];北京力学会第14届学术年会论文集[C];2008年
6 陈晓强;张可玉;段宇;;水下爆炸焊接的实验研究[A];救捞专业委员会2004年学术交流会论文集[C];2004年
7 陈仕洋;武振伟;刘凯欣;李晓杰;;研究Cu-Al爆炸焊接过程中扩散行为的混合方法[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
8 侯发臣;张保奇;;爆炸-轧制B30/CCSB复合板的组织和性能研究[A];2010全国荷电粒子源、粒子束学术会议论文集[C];2010年
9 李国平;王立新;李志斌;;爆炸焊接00Cr22Ni5Mo3N+Q345C不锈钢复合板热处理工艺研究[A];第十次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2001年
10 闫鸿浩;李晓杰;曲艳东;孙贵磊;;爆炸焊接半球结构体的阻波研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报特约记者 张彦中马胜伟;爆炸焊接创神奇[N];解放军报;2008年
2 杨丽英 崔祎;漫话不锈钢复合板[N];中国冶金报;2002年
3 记者 唐先武、特约记者 王鹏;不同金属板爆炸能焊接[N];科技日报;2001年
4 青华 慧娟;安徽石台:建设金属复合材料基地[N];中国有色金属报;2006年
5 先越蓉;俄罗斯双金属生产和应用概述[N];世界金属导报;2010年
6 记者陈明;南京钛业以技术拓市场[N];工人日报;2003年
7 刘兴 张永法;爆炸复合材料铿锵走来[N];中国纺织报;2004年
8 阳明;宜宾市政协 把脉民营企业科技创新[N];四川政协报;2010年
9 通讯员 王鹏;我军机构工程学科建设形成体系[N];科技日报;2001年
10 记者 苏勇;太钢大力推介工业用不锈钢[N];中国冶金报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 闫鸿浩;非晶态合金薄带的爆炸焊接研究[D];大连理工大学;2003年
2 王金相;爆炸粉末烧结的细观沉能机制研究[D];大连理工大学;2005年
3 秦小勇;大型爆炸焊接半球消波器研究[D];大连理工大学;2008年
4 潘春旭;复合零部件异种金属焊接接头显微结构特征及其转变机理研究[D];武汉交通科技大学;1998年
5 王宇新;多相介质爆炸冲击响应物质点法分析[D];大连理工大学;2006年
6 张晓立;爆炸压实非晶颗粒增强铝基复合材料及其力学性能研究[D];南京理工大学;2009年
7 赵铮;颗粒增强铜基复合材料的爆炸压实和数值模拟研究[D];大连理工大学;2007年
8 徐志丹;3A21铝合金-20#钢管件磁脉冲焊接数值模拟与工艺试验[D];哈尔滨工业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵春风;基于通用状态方程的爆炸焊接特征线法研究[D];大连理工大学;2010年
2 袁胜芳;爆炸焊接用低爆速炸药的研制[D];安徽理工大学;2011年
3 侯书增;QBe2/Q235的爆炸焊接工艺及其界面结构性能的研究[D];河南科技大学;2010年
4 刘楚乔;爆炸焊接质量的影响因素及参数优化分析[D];武汉理工大学;2003年
5 殷先伟;钛—钢板材爆炸焊接工艺优化与数值模拟[D];南京理工大学;2010年
6 狄建华;金属材料的爆炸焊接与硬化技术的研究[D];华北工学院;2001年
7 张保奇;异种金属爆炸焊接结合界面的研究[D];大连理工大学;2005年
8 翟伟国;钛—钢和铜—钢爆炸复合板的性能及界面微观组织结构[D];南京航空航天大学;2013年
9 饶常青;不锈钢/普碳钢厚板坯的爆炸复合[D];南京理工大学;2003年
10 王宇新;爆炸焊接计算机辅助设计系统EWCAD1.0研制与开发[D];大连理工大学;2000年
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