SiC/SiC复合编织管的抗热冲击性能与失效机理研究

以二维二轴编织的SiC/SiC复合编织管为研究对象,研究其抗热冲击性能及失效机理。自主搭建了基于石英灯辐照加热的循环热冲击试验平台,基于该平台开展了SiC/SiC复合编织管的循环热冲击试验考核,并对循环热冲击后的复合编织管进行了径向压缩测试,探究了复合编织管力学性能与破坏机理,拟合得到了热冲击强度退化经验公式。研究结果表明,搭建的循环热冲击试验平台能够模拟快速升降温的实际服役环境,最高升温、降温速率在试验过程中分别可达约40、60℃/s。随着热冲击循环次数的增加,SiC/SiC复合编织管环向拉伸强度下降,且降幅随之增大。热冲击产生的热应力导致纤维周围的基体产生微裂纹,弱化了纤维束与基体之间的连接,这是复合编织管强度降低的原因之一。拟合的强度退化经验公式能够准确描述强度退化规律,可以满足工程应用需求。

新型TB9钛合金屈服强度的应变率效应

TB9钛合金具有良好的力学性能,被广泛应用于航空航天领域,其材料强度随服役过程中应力作用的加载速率变化而发生改变。采用三次真空自耗熔炼工艺制备TB9钛合金材料,并对其开展了室温拉伸和压缩试验,研究了该材料在应变率为0.0005~0.1 s^(-1)范围内的力学性能及其变形行为,讨论了应变率对该材料压缩和拉伸屈服强度的影响。结果表明:应变率由0.0005 s^(-1)升高至0.1 s^(-1)时,TB9钛合金材料的平均压缩屈服强度由955.96 MPa升高至1090.94 MPa,平均拉伸屈服强度由971.01 MPa升高至1096.31 MPa,压缩屈服强度应变率敏感系数为0.02273,拉伸屈服强度应变率敏感系数为0.02110;随着应变率的增大,TB9钛合金拉伸试件断面韧窝尺寸及深度均会变小,这是由于应变率大时,瞬间局部能量增加,裂纹萌生和扩展速度加快所致。此外,采用线性函数拟合了TB9钛合金材料室温下屈服强度增强因子与自然对数应变率之间的关系,可用于预测TB9钛合金在工程应用中的力学行为。

波浪能发电装置单浮体垂荡运动响应的研究

在点吸收式波浪能发电装置中研究圆柱形单浮体的垂荡运动响应,利用水动力计算软件AQWA对圆柱形单浮体进行仿真分析,通过对不同吃水深度下不同直径、高度组合的单浮体进行建模仿真,得出不同吃水深度下垂荡RAOs的变化规律。在P-M波谱下进行时域分析,得出浮体重心位移响应曲线。在此数据的基础上在造波水池中进行实验,验证不同吃水深度下直径300 mm、高度460 mm单浮体垂荡RAOs的变化规律。结果表明,在误差允许范围内,实验所得数据与数值模拟数据相吻合,证明数值模拟结果可信,可为单浮体在发电装置中的垂荡运动响应计算提供参考。