斜波压缩下剪切力对铁α→ε相变的影响研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11872347
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A1202.冲击动力学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Materials phase transition under shock compression has attracted great interest in past decades,as it has important applications in weapon physics, high pressure physics and other fields. The differences between the dynamic phase transition and the static experimental results are not only due to the loading rate effects (non-equilibrium characteristics), but also to the non-hydrostatic stress state of the dynamic loading. Despite a small amount of experiments have confirmed the conclusion predicted by numerical simulation that the shear stress has significant influence on the material phase change process , but the more adequate experimental verification is still a big challenge due to the experimental technique limits.. This application intends to use the latest developed magnetically applied press-shear loading technique to realize the control of stress state, and then to give a quantitative description of hydrostatic pressure and shear stress state, finally to obtain accurate effects of shear stress on the phase transition pressure and characteristic time. By large-scale molecular dynamics simulations of phase transition of iron under the pressure-shear stress state, we intend to obtain the influence of shear stress on the path of phase transition, phase transition barrier and phase transition pressure of iron. Based on the results of physical experiments and molecular simulations, we expect to obtain quantitative understanding of the effect of shear stress on the phase transition process of iron, and to give a direct answer to the long-standing problems how the shear stress influence the phase transition process of materials.
材料的冲击相变研究是冲击动力学界长期关注的问题,在武器物理、高压物理等领域具有重要的应用价值。材料动态相变与静态实验结果的差异,不仅源于加载的率效应(非平衡特征),也和动态加载下的非静水压状态有关。尽管已有少量的实验结果对模拟计算预测的剪应力对材料相变过程具有重要影响这一结论给予了证实,但更为充分的实验验证和分析在实验技术上仍存在很大的挑战。. 本项目拟利用最新发展的磁压剪实验技术,通过对材料内部应力状态的调控,实现相变前材料内部静水压力和剪切应力分布的定量化描述,获得切应力对铁相变压力和相变特征时间影响的准确认识。利用大规模分子动力学计算,开展压-剪复杂应力状态下铁的相变模拟,分析切应力对铁相变路径、相变势垒和相变压力的影响。基于物理实验和分子计算结果,获得切应力对铁相变过程影响的定量化认识,对切应力如何影响材料的冲击相变过程这一长期悬而未决的难题给予直接的回答。

结项摘要

动高压加载下材料的非平衡相变在材料动力学和武器物理研究中具有重要的价值。本项目采用分子动力学计算和磁驱动等熵压缩实验相结合的方式,开展了预制剪切应力对铁α→ε相变过程的影响研究,试图获得切向应力对铁相变过程影响的定量化认识。分子动力学模拟结果表明预剪切力的存在提升了相变成核速度,最终使得相变波传播速度增大,但是预剪切力的存在未改变单晶铁的相变机制。当冲击压力超过多晶铁的相变压力阈值时不多时,预剪力能起到促进相变的作用,导致相变速率加快和相变份额增大。当冲击压力超过铁的相变压力较多时,预剪力对铁α→ε相变过程影响减弱。等熵压缩实验结果表明多晶铁和单晶铁的相变起始压力差异并不大,主要是因为单晶铁发生弹塑性转变后其内部细观结构与多晶铁类似。多晶铁的磁压剪实验结果表明,压-剪状态下纯铁的动态相变起始于11.8GPa,高于静高压-剪状态下的相变起始压力10.8GPa,但低于准等熵压缩下的13.2GPa,这表明剪切应力有助于降低铁的α→ε相变阈值。相关研究成果对于深入了解铁相变的物理机制和高精度物理模型建立提供了基础性数据。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
斜波压缩下锡的相变和层裂行为
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    力学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    种涛;莫建军;傅华;李涛;罗斌强
  • 通讯作者:
    罗斌强

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其他文献

斜波压缩实验数据的正向 Lagrange 处理方法研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    爆炸与冲击
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗斌强;张红平;赵剑衡;孙承纬
  • 通讯作者:
    孙承纬
铝弹丸超高速撞击防护结构的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    高压物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林健宇;罗斌强;徐名扬;宋卫东;柏劲松;裴晓阳;于继东;李平
  • 通讯作者:
    李平
太帕压力下声速连续测量的高精度靶制备
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    高压物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张红平;张黎;罗斌强;李建明;王峰;谭福利;李牧
  • 通讯作者:
    李牧
磁驱动准等熵压缩下铁的相变
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国科学:物理学 力学 天文学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗斌强;张旭平;吴刚;赵剑衡
  • 通讯作者:
    赵剑衡
磁驱动斜波压缩实验结果的不确定度分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    高压物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗斌强;张红平;种涛;王桂吉;谭福利;赵剑衡;孙承纬
  • 通讯作者:
    孙承纬

其他文献

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罗斌强的其他基金

磁驱动斜波加载下铁的强度数据处理与实验研究
  • 批准号:
    11502252
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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