【摘 要】
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激波加载下材料的损伤、破坏的特点在冲击压缩科学中具有重要的意义。我们用分子动力学模拟的方法研究了表面含有沟槽的金属铅在三角波加载下的动态破碎过程,以及破碎形成的团簇的空间分布规律。不同于传统的气泡-尖钉的结构,我们观察到了近表面范围内的明显的破坏现象。由于周期性沟槽的存在,固有的衰减波和反射波的叠加效应会导致自由面下产生明显的拉应力。因此,伴随着微射流的形成,金属铅近表面附近会发生复杂的破碎过程,
【机 构】
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中国科学院材料力学行为和设计重点实验室,中国科学技术大学近代力学系,合肥230027 北京应用物理
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激波加载下材料的损伤、破坏的特点在冲击压缩科学中具有重要的意义。我们用分子动力学模拟的方法研究了表面含有沟槽的金属铅在三角波加载下的动态破碎过程,以及破碎形成的团簇的空间分布规律。不同于传统的气泡-尖钉的结构,我们观察到了近表面范围内的明显的破坏现象。由于周期性沟槽的存在,固有的衰减波和反射波的叠加效应会导致自由面下产生明显的拉应力。因此,伴随着微射流的形成,金属铅近表面附近会发生复杂的破碎过程,包括横向的拉伸破坏以及杵体的形成。杵体的破坏方式与射流类似,破碎后形成的团簇的体积分布规律满足指数形式的分布关系。因此,基于格雷迪能量原理,我们可以通过射流和杵体间应变率的关系定量的描述他们形成的团簇特征体积的关系。
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本文通过差热扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)以及润湿实验,定量表征熔融CMAS与经过不同Al2O3含量改性后的YSZ的熔融及润湿行为。同时也研究了Al2O3改性对于YSZ性能的影响,包括对热导率、杨氏模量和断裂韧性的影响。进一步,本章分别计算了不同Al2O3含量下的CMAS相图以及各稳定相的摩尔百分数,以此来分析涂层优化的机理,同时为实验结果提供理论依据。本章工作最主要的目的在于系统的研
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热障涂层(Thermal barrier coating,TBC)作为一种脆性的隔热陶瓷涂层,由于它分散的力学性能和恶劣的服役环境,导致其服役寿命呈现出很大的不确定性和分散性。在此,我们建立了一种基于概率分析的可靠性评价方法,并且分析了高温含尘气流冲刷下影响航空发动机涡轮叶片热障涂层可靠性的关键因素。首先,建立了一个单粒子冲蚀下的大气等离子喷涂(Air plasma spray, APS)热障涂层
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吸入发动机内部的大气灰尘(主要成分为Ca,Mg,Al,Si,简称CMAS),贴附在涡轮叶片表面的热障涂层上,高温下熔化并沿着孔隙裂纹渗入热障涂层。进一步,CMAS腐蚀涂层晶粒晶界,使涂层局部膨胀变形,增加涂层内应力,降低陶瓷层隔热性能及应变容限,使得热涂层产生了不容忽视的重大失效问题。为了加强热障涂层抗CMAS腐蚀的能力,必须加深涂层和CMAS腐蚀过程机理研究。本文分为三部分,第一部分理论推导CM
Because of its unique physical properties,domain wall (DW) in ferroelectrics not only plays a key role in the electrical properties of ferroelectric film but also has shown tremendous prospect in the
研究汇聚激波诱导不同物质界面的RM不稳定现象在惯性约束核聚变领域有重要的工程背景和学术意义。基于欧拉网格的宏观流体力学方法由于数值扩散问题往往需要非常高阶精度算法才能获得准确的界面演化结果。本文采用基于HLL黎曼求解器的光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics)[1]自编程序,从拉格朗日角度模拟了圆柱形汇聚冲击波冲击多边形轻/重气界面诱导RM不稳定现象的演
离子在纳米级通道内输运的结构与动态性质的研究,对于探究普遍存在于化学、生物学领域内诸多现象的基本机制至关重要。比如说,在水溶液中,钾离子和氯离子具有相似的迁移率。然而,当它们在埃尺度通道内输运时,迁移率有显著的差异。为此,我们通过分子动力学模拟的方法,通过对比分析它们在通道内输运时,其水合层结构的细微差异以及在通道内的最佳位置的不同,给出了详细的介绍。相反的电荷会引起离子周围水分子不同的偶极取向,