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多层抗爆结构冲击响应无网格MPM法分析 被引量：8
1
作者 王宇新 陈震 +1 位作者 张洪武 孙明 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第12期186-192,共7页
在两层钢板中间夹衬泡沫铝等多孔材料构成多层复合结构被应用于抗爆、抗冲击的结构设计中,能够有效地降低冲击载荷对结构的破坏作用。为了研究多层复合结构的抗爆机理和变形破坏过程,使用材料非线性本构模型和无网格物质点法对在高速冲... 在两层钢板中间夹衬泡沫铝等多孔材料构成多层复合结构被应用于抗爆、抗冲击的结构设计中,能够有效地降低冲击载荷对结构的破坏作用。为了研究多层复合结构的抗爆机理和变形破坏过程,使用材料非线性本构模型和无网格物质点法对在高速冲击载荷作用下各层材料的弹塑性大变形进行数值模拟。MPM法利用了欧拉法和拉格朗日法两者的优点,不仅与网格无关,也避免了有限元法中网格畸变,而且在对涉及多物质分界面的问题计算时,因MPM法的耦合条件自动满足,不需要考虑材料界面的变形和破坏,为计算多层抗爆结构的冲击响应建立了一个有效的无网格法数值模拟平台。 展开更多
关键词 冲击动力学 无网格法 抗爆结构 大变形 多孔材料
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冰和直立结构相互作用的静冰力可靠性分析 被引量：2
2
作者 李洪升 郑靖明 岳前进 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期106-112,共7页
我国渤海每年约有 3个月的结冰期 ,冰与海洋结构的相互作用远较波浪为甚 ,因此有必要进行冰与海洋结构相互作用的可靠性分析 .首先 ,采用热力学的方法根据每年实测的环境参数对海冰平整冰厚进行数值模拟计算 ,然后根据计算结果对不同重... 我国渤海每年约有 3个月的结冰期 ,冰与海洋结构的相互作用远较波浪为甚 ,因此有必要进行冰与海洋结构相互作用的可靠性分析 .首先 ,采用热力学的方法根据每年实测的环境参数对海冰平整冰厚进行数值模拟计算 ,然后根据计算结果对不同重现期的极值冰厚采用极值统计法给出了极值分布 ,并与其他文献作比较 .其次 ,以应变速率为海冰强度的主要影响参数 ,给出了海冰强度的概率分布 .最后 ,以Schwarz公式为静冰力计算公式 ,结合得到的冰厚和冰强度的概率分布 ,采用映射变换法进行不同重现期静冰力的可靠度分析计算 ,并用蒙特卡罗重点抽样法进行模拟 . 展开更多
关键词 海冰参数 静冰力 重现期 可靠度 海洋结构 相互作用 冰厚 蒙特卡罗重点抽样法
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面向车身结构分析的骨架驱动模型变形方法 被引量：1
3
作者 李宝军 杨磊 +2 位作者 刘明增 胡平 王博 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期7-12,共6页
提出一种面向车身结构分析的骨架驱动模型变形方法,实现有限元模型的有效重用.根据给定车身结构有限元模型的几何特点,定义描述车身结构的骨架曲线与包围车身结构的控制体.建立骨架曲线与模型控制体的约束关系,用户可对骨架曲线进行编辑... 提出一种面向车身结构分析的骨架驱动模型变形方法,实现有限元模型的有效重用.根据给定车身结构有限元模型的几何特点,定义描述车身结构的骨架曲线与包围车身结构的控制体.建立骨架曲线与模型控制体的约束关系,用户可对骨架曲线进行编辑,得到目标控制体形状.最终应用体变形方法,重构内嵌的有限元模型.数值实例表明,骨架驱动的模型变形方法能够实现有限元模型的有效重用,并为用户提供了直观便捷的交互方式. 展开更多
关键词 模型变形 骨架曲线 结构知识 车身结构 有限元模型
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基于点基局部光滑点插值法的结构动力分析 被引量：2
4
作者 张桂勇 鲁欢 +2 位作者 王海英 于大鹏 孙铁志 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第17期241-248,共8页
针对传统有限元法采用线性三角形单元刚度过硬、计算的固有频率值较大,四边形单元对复杂构件不能自动剖分,点基光滑点插值法刚度过软、会导致计算动力问题失败以及求解固有频率值过低的问题,提出了点基局部光滑点插值法(NPS-PIM)。该方... 针对传统有限元法采用线性三角形单元刚度过硬、计算的固有频率值较大,四边形单元对复杂构件不能自动剖分,点基光滑点插值法刚度过软、会导致计算动力问题失败以及求解固有频率值过低的问题,提出了点基局部光滑点插值法(NPS-PIM)。该方法将有限元与点基光滑点插值法结合,对背景网格基础上形成的点基光滑域剖分、进行局部应变光滑,计算结构的动力问题。研究发现,该方法克服了点基光滑点插值法的时间不稳定性和求解固有频率值过低的缺陷;在采用同样线性三角形单元网格对问题域进行离散的情况下,计算得到的固有频率较传统有限元法有明显提高。该方法简便实用、易于实现,具有较好的工程应用前景。 展开更多
关键词 动力响应 有限元 点基光滑点插值法 局部应变光滑
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结合虚拟点的单元基光滑点插值法在结构动力学分析中的应用
5
作者 张桂勇 陶东松 +1 位作者 陈泽聪 陈毓珍 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期142-149,共8页
为了解决有限元方法采用线性三角形单元时系统刚度过硬、导致结构动力学分析中求得的结构固有频率过高的问题,采用结合虚拟点的单元基光滑点插值方法(CS-PIM)进行结构动力学分析,通过对虚拟点数量与位置的调整,提高了浓缩形函数的精度,... 为了解决有限元方法采用线性三角形单元时系统刚度过硬、导致结构动力学分析中求得的结构固有频率过高的问题,采用结合虚拟点的单元基光滑点插值方法(CS-PIM)进行结构动力学分析,通过对虚拟点数量与位置的调整,提高了浓缩形函数的精度,在不增加计算成本的情况下,克服了传统虚拟点布置方法中存在的系统刚度过软、固有频率值过低以及存在虚假模态等时间不稳定现象,能够准确模拟系统刚度,为动力学分析提供精确且稳定的解。该方法使用可以自动划分的线性三角形背景网格离散问题域,对复杂形状的问题适应性强,操作简便,具有良好的工程应用前景。 展开更多
关键词 结构动力学分析 光滑点插值法 浓缩形函数 系统刚度 固有频率
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水下上弧形板结构的水动力特性研究 被引量：7
6
作者 王科 施鹏飞 +3 位作者 陈彧超 边疆 信晗 程小明 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期549-557,共9页
文章应用边界单元法,依据波浪绕射和辐射理论研究了一种新型的板式防波堤结构—上弧形板结构。研究中通过与另外三种板式防波堤结构(下弧形板结构,单板结构,双层板结构)的对比,验证了这一新型结构具有更好的消波效果。文中重点分析了这... 文章应用边界单元法,依据波浪绕射和辐射理论研究了一种新型的板式防波堤结构—上弧形板结构。研究中通过与另外三种板式防波堤结构(下弧形板结构,单板结构,双层板结构)的对比,验证了这一新型结构具有更好的消波效果。文中重点分析了这种新型结构的散射波浪力、透射系数和反射系数,并且为了进一步揭示这种结构的消波原理,对该结构周围的流场进了分析。研究发现:(1)上弧形板结构在横荡方向上所受波浪力最小。(2)当潜深波高比为0.05时,该结构的消波效果比其他三种结构增强约50%。(3)通过对上弧形板结构的速度流场分析,发现上弧形板结构上部有明显回流。 展开更多
关键词 上弧形板结构 边界单元法 透射系数 速度流场分析
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搅拌摩擦焊接过程中材料的三维流动分析 被引量：9
7
作者 张洪武 张昭 陈金涛 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期719-723,共5页
通过有限元方法对搅拌摩擦焊接过程中焊接构件材料的三维流动进行了研究,结果显示,在搅拌摩擦焊接工艺中,材料的等效塑性应变云图与焊接构件显微结构分布图有一定联系。在后退侧搅拌头的后方是材料流动较弱的区域,在后退侧搅拌头的前方... 通过有限元方法对搅拌摩擦焊接过程中焊接构件材料的三维流动进行了研究,结果显示,在搅拌摩擦焊接工艺中,材料的等效塑性应变云图与焊接构件显微结构分布图有一定联系。在后退侧搅拌头的后方是材料流动较弱的区域,在后退侧搅拌头的前方则是材料流动最为剧烈的区域,材料越靠近焊接构件的上表面,其流动性越强。搅拌头前方的材料在搅拌头的推动下向上涌起,同时被旋推到搅拌头的后方,在肩台的作用下,这部分材料将会被压向下方以填充由于搅拌头的移动而留下的空间,这个过程周而复始,从而使搅拌摩擦焊接可以顺利进行。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊接 有限元方法 材料流动 等效塑性应变
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球笼式万向节钢球运动分析与仿真 被引量：6
8
作者 齐朝晖 王刚 张志刚 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期147-153,共7页
钢球是球笼式万向节的核心部件之一,它的运动规律对万向节的功能有至关重要的影响。证明钢球球心的内外轨道一定是相交的,在此基础上给出钢球在内外轨道约束下的运动学微分方程,利用所得结果严格证明球笼式万向节的等速性。通过求解钢... 钢球是球笼式万向节的核心部件之一,它的运动规律对万向节的功能有至关重要的影响。证明钢球球心的内外轨道一定是相交的,在此基础上给出钢球在内外轨道约束下的运动学微分方程,利用所得结果严格证明球笼式万向节的等速性。通过求解钢球运动,对钢球相对于星形套、钟形壳以及球笼的运动进行运动学仿真。仿真结果揭示钢球运动的共性特征:全部钢球都分布在一个以内外轨道中心连线中点为圆心的圆上,钢球在分布圆上的方位角变化率在输入角速度数值附近周期性变化,且各不相等;钢球相对内外轨道的弧线位移大小相等、方向相反;钢球相对球笼槽中心存在沿径向和切向位移,相对位移均随时间周期性变化。研究结果为球笼式万向节的设计提供了参考。 展开更多
关键词 球笼式万向节 等速性 钢球运动 运动学仿真
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含非理想空间棱柱铰的多体系统接触分析 被引量：6
9
作者 齐朝晖 罗晓明 黄志浩 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期570-578,共9页
传统的接触分析方法通过物体间的相对运动确定接触位置.将这种方法用于多体系统中铰内的接触分析时,无论铰内间隙是否十分微小都必须解除铰的运动学约束,从而导致求解效率和求解精度方面的诸多弊端.基于铰约束反力与铰内接触力之间的力... 传统的接触分析方法通过物体间的相对运动确定接触位置.将这种方法用于多体系统中铰内的接触分析时,无论铰内间隙是否十分微小都必须解除铰的运动学约束,从而导致求解效率和求解精度方面的诸多弊端.基于铰约束反力与铰内接触力之间的力系等效关系,以及铰内可能接触点运动之间内在的运动学关系,以矩形截面的棱柱铰为例,提出了一种对空间棱柱铰进行摩擦接触分析的方法,可在不解除铰的运动学约束的前提下得到铰内接触模式和接触力.数值算例验证了方法的可行性. 展开更多
关键词 多体系统 空间棱柱铰 摩擦接触 约束反力
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周边桁架式可展开天线展开分析与控制 被引量：13
10
作者 齐朝晖 常进官 王刚 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期61-68,共8页
提出了一种模拟周边桁架式可展开天线展开过程的系统化方法。详细考虑了桁架节点单元具体构造,尤其是过线滑轮参数对系统展开过程的影响,通过分析系统关键点和展开角度的运动学关系以及求解空间滑轮的公切线,提出了精确计算天线展开过... 提出了一种模拟周边桁架式可展开天线展开过程的系统化方法。详细考虑了桁架节点单元具体构造,尤其是过线滑轮参数对系统展开过程的影响,通过分析系统关键点和展开角度的运动学关系以及求解空间滑轮的公切线,提出了精确计算天线展开过程中驱动拉绳长度的方法。给出了天线展开速度与电机牵引拉绳的驱动速度之间的关系,通过控制电机牵引拉绳速度来控制天线的展开过程。数值算例校验了方法的可行性,该方法可应用于一般的空间滑轮绳索系统。 展开更多
关键词 周边桁架式可展开天线 展开分析 控制 空间滑轮绳索系统
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剪切型非线性滞迟系统随机地震响应的虚拟激励分析 被引量：10
11
作者 王军 林家浩 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期23-30,共8页
运用虚拟激励法结合等效线性化法分析了剪切型多自由度滞迟系统的平稳随机地震响应 .对于滞迟等效线性系统 ,对每一步迭代不需要求解高阶李亚谱诺夫方程 ,而只须求解一个低阶复系数代数方程即可 ;可以只计算所需要的方差向量 ,因而计算... 运用虚拟激励法结合等效线性化法分析了剪切型多自由度滞迟系统的平稳随机地震响应 .对于滞迟等效线性系统 ,对每一步迭代不需要求解高阶李亚谱诺夫方程 ,而只须求解一个低阶复系数代数方程即可 ;可以只计算所需要的方差向量 ,因而计算效率较高 .特别是对于较多自由度的滞迟系统 . 展开更多
关键词 非线性 工程结构 虚拟激励 等效线性化 剪切型 滞迟系统 随机地震响应
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搅拌摩擦焊接中搅拌头的受力分析 被引量：10
12
作者 张昭 张洪武 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期857-862,共6页
采用基于固体力学的有限元方法研究搅拌摩擦焊接过程中,不同过程参数情况下搅拌头的受力情况。研究发现,搅拌摩擦焊接过程中搅拌头上应力的最大值发生在搅拌头前进方向上搅拌头与焊缝中心线接触点的附近,且vonMises应力的最大值随搅拌... 采用基于固体力学的有限元方法研究搅拌摩擦焊接过程中,不同过程参数情况下搅拌头的受力情况。研究发现,搅拌摩擦焊接过程中搅拌头上应力的最大值发生在搅拌头前进方向上搅拌头与焊缝中心线接触点的附近,且vonMises应力的最大值随搅拌头平移速度的增加而增加,随搅拌头转速的增加而较小。搅拌头前方的接触压力较大,后方接触压力较小,后退侧的接触压力较前进侧大。搅拌头的不停旋转决定了搅拌头受到交变载荷作用,导致疲劳成为搅拌头破坏的原因之一。焊缝中心线附近的等效塑性应变和结构纹理呈现洋葱状结构。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊接 有限元 应力分布 疲劳
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搅拌摩擦焊接中材料变形及残余应力分析 被引量：13
13
作者 张昭 张洪武 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期61-66,共6页
采用数值模拟手段,分析了在搅拌摩擦焊接过程中不同材料的变形情况及其残余应力的分布,研究了材料变形与残余应力之间的关系,并建立了异种金属搅拌摩擦焊接的模型。研究结果表明,搅拌摩擦焊接过程中材料的流动主要集中在焊接构件的后退... 采用数值模拟手段,分析了在搅拌摩擦焊接过程中不同材料的变形情况及其残余应力的分布,研究了材料变形与残余应力之间的关系,并建立了异种金属搅拌摩擦焊接的模型。研究结果表明,搅拌摩擦焊接过程中材料的流动主要集中在焊接构件的后退侧,且在搅拌摩擦焊接过程中铝合金较钢表现出更好的流动性能。残余应力分布呈现典型的双峰特征,残余应力的最大值发生在热影响区的边界。拉伸残余应力较大的区域与等效塑性应变较大的区域具有较好的对应关系。异种金属焊接会增大焊接构件搅拌区内较软材料一侧的残余应力。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊接 材料流动 残余应力 异种金属
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海洋立管两自由度振动的涡激损伤分析 被引量：3
14
作者 孙雷 董晓磊 +2 位作者 宗智 董婧 周力 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第19期99-103,共5页
将随机振动理论中的虚拟激励法引入到海洋立管涡激振动计算中,建立了相应的数值方法,编制计算程序实现了海洋立管在流向与横向两个自由度上的随机振动响应分析。对横向振动进行了实验模型计算,通过与实验对比,检验了将虚拟激励法应用于... 将随机振动理论中的虚拟激励法引入到海洋立管涡激振动计算中,建立了相应的数值方法,编制计算程序实现了海洋立管在流向与横向两个自由度上的随机振动响应分析。对横向振动进行了实验模型计算,通过与实验对比,检验了将虚拟激励法应用于立管涡激振动的可行性;并记录了此方法的计算时间,验证了此方法的快速性。应用P-M准则,对响应进行分析得到立管的年损伤率,实现了深海立管的疲劳损伤预报。本分析方法可为海洋立管涡激振动响应计算和工程设计提供参考。 展开更多
关键词 涡激振动 疲劳损伤 随机振动 虚拟激励法
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水下平板式防波堤流场分析 被引量：5
15
作者 王科 张志强 贺大川 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期360-368,共9页
潜在自由水面以下的水平单板可作为一种新型的防波堤形式。为进一步揭示板式防波堤结构的消波原理,文章以水下平板式防波堤为例,利用边界单元法对平板周围的流场进行分析。研究发现:其主要消波原理为利用板上部水体产生的板上逆流与入... 潜在自由水面以下的水平单板可作为一种新型的防波堤形式。为进一步揭示板式防波堤结构的消波原理,文章以水下平板式防波堤为例,利用边界单元法对平板周围的流场进行分析。研究发现:其主要消波原理为利用板上部水体产生的板上逆流与入射波浪发生强烈作用,在板的两端产生消浪区,使得流体区域内的水质点运动速度减小。 展开更多
关键词 边界单元法 板式防波堤 速度流场
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多体系统中深沟球轴承旋转铰内接触分析 被引量：3
16
作者 齐朝晖 王刚 李坦 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期426-433,共8页
将传统方法用于铰内接触分析时,需要通过物体的相对运动细节判断接触位置.但实际机械系统中的铰,其内部缝隙非常小以至于几乎与计算误差的数量级相同.在这种情况下,传统方法中的数值病态非常严重,难以得到合理的结果.结合深沟球轴承旋... 将传统方法用于铰内接触分析时,需要通过物体的相对运动细节判断接触位置.但实际机械系统中的铰,其内部缝隙非常小以至于几乎与计算误差的数量级相同.在这种情况下,传统方法中的数值病态非常严重,难以得到合理的结果.结合深沟球轴承旋转铰的构造细节,分析了钢球与轨道接触时运动学描述参数之间的关系、钢球在有效承载时的受力特征以及铰内接触形式的特点.在此基础上,提出了一种确定多体系统中深沟球轴承旋转铰内接触力和接触位置的方法.所提方法不需要解除铰的运动学约束,也不必求解非线性互补方程,因此在数值稳定性和计算效率方面具有优势.数值算例验证了该方法的可行性. 展开更多
关键词 多体系统 深沟球轴承 铰内接触 约束反力
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半潜式采油平台波浪漂移力分析研究 被引量：3
17
作者 王科 贺大川 +1 位作者 施鹏飞 陈彧超 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期406-412,共7页
对于半潜式采油平台而言,波浪漂移力是设计其锚泊系统的重要依据,文章依据波浪辐射和绕射理论,采用高阶边界元方法并考虑了半潜式采油平台几何形状的对称性,应用近场解法得到半潜平台6个方向的波浪漂流力。研究中还采用了在半潜平台直... 对于半潜式采油平台而言,波浪漂移力是设计其锚泊系统的重要依据,文章依据波浪辐射和绕射理论,采用高阶边界元方法并考虑了半潜式采油平台几何形状的对称性,应用近场解法得到半潜平台6个方向的波浪漂流力。研究中还采用了在半潜平台直角边和角点处布置双重和多重节点的方法,该方法极大地提高了波浪漂移力的计算准确性和数值稳定性,特别是在高频波浪区域。 展开更多
关键词 半潜平台 波浪漂移力 高阶边界元方法 近场解法
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含损伤复合材料AGS结构固有频率数值预测 被引量：1
18
作者 白瑞祥 初嘉鹏 +1 位作者 王蔓 陈浩然 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期119-124,共6页
通过共振峰法求解了蒙皮内含分层损伤复合材料格栅加筋板的固有频率.分别采用复合材料板单元梁单元模拟蒙皮和肋骨,结合Adams应变能法与Rayleigh阻尼相结合的阻尼模型,并引入Hertz型非线性接触单元模型来避免上、下子板间的嵌入现象,推... 通过共振峰法求解了蒙皮内含分层损伤复合材料格栅加筋板的固有频率.分别采用复合材料板单元梁单元模拟蒙皮和肋骨,结合Adams应变能法与Rayleigh阻尼相结合的阻尼模型,并引入Hertz型非线性接触单元模型来避免上、下子板间的嵌入现象,推导了求解含损伤复合材料格栅加筋结构动力响应的有限元列式.在上述模型和理论基础上,首先采用精细积分法求解含损伤AGS结构的动力响应,再由外载频率与板内最大动挠度曲线的峰值确定结构的各阶固有频率,从而为蒙皮含分层损伤AGS结构固有频率的数值预测提供了一个较为有效的途径. 展开更多
关键词 分层损伤 共振峰 固有频率 AGS结构
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应变局部化分析中两类不同材料模型的讨论 被引量：9
19
作者 张洪武 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期80-84,共5页
特定情况下单相固体材料率相关模型与多孔介质中的渗流作用均对问题的动力应变局部化分析产生内尺度律效应,对两类问题基本解之间的关系进行讨论,给出了两类不同材料模型解之间的若干联系.
关键词 应变局部化 单相固体材料 多孔介质 渗流 内尺度律
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爆轰对纳米晶体微结构的影响 被引量：1
20
作者 曲艳东 李晓杰 闫鸿浩 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第A03期249-254,共6页
利用X射线衍射对爆轰法制备的纳米晶粒如二氧化钛和纳米发光粉(SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+))进行了初步研究。通过比较纳米晶粒的XRD微结构参数(晶粒度、晶面指数(hkl)、晶格常数、晶面间距等)和常规粗晶的差异,以及平均畸变度的计算,定... 利用X射线衍射对爆轰法制备的纳米晶粒如二氧化钛和纳米发光粉(SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+))进行了初步研究。通过比较纳米晶粒的XRD微结构参数(晶粒度、晶面指数(hkl)、晶格常数、晶面间距等)和常规粗晶的差异,以及平均畸变度的计算,定量地揭示了爆轰对纳米晶粒微结构的影响。研究表明,爆轰会对合成的纳米氧化物以及复合氧化物的微结构能产生不同的畸变效应。不同的晶粒尺度,不同的前驱体,产生的晶格畸变呈现各向异性晶格膨胀和收缩现象,如液相混合炸药制备的纳米氧化钛产生的平均畸变度是固相炸药制备纳米氧化钛的1.98倍,甚至达到2.72倍,同时随着晶体粒径的增大,平均畸变度减小;而爆轰法制备的SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)纳米发光粉,在晶粒度变化不大的条件下,经过600～800℃的热处理后却产生了先增大后减小的平均畸变度。 展开更多
关键词 纳米晶 晶格畸变 爆轰合成 微结构
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