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[发明专利]一种陶瓷基小复合材料垂直冷镶嵌装置及镶嵌方法-CN201911226686.5有效
发明人：孙志刚;陈西辉;丁俊杰;宋迎东;牛序铭;陈壮壮 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2019-12-04 - 公布日： 2020-12-29 - 主分类号： G01N1/32 文献下载
摘要：本发明公开了一种陶瓷基小复合材料垂直冷镶嵌装置和镶嵌方法，包括基座、垂直立柱、镶嵌模具、水平固定装置、垂直移动装置、垂直固定装置和裁剪装置；镶嵌模具为下端封闭的圆桶状结构，水平固定装置包括横梁和夹头，垂直移动装置包括夹板、固定框、滑块和旋进螺杆，固定框为一中部具有观测装夹槽的口形框，设置有横向螺纹孔，滑块有两个，固定框的上侧边框中心和下侧边框中心各对称地设置有一竖向通孔，陶瓷基小复合材料制作的测试试样能竖向穿过两个竖向通孔和观测装夹槽，裁剪装置包括活动推拉杆、垂直螺杆以及垂直剪刀，本发明可以将测试试样固定牢靠的同时，使测试试样保持竖直，解决了陶瓷基小复合材料在冷镶嵌时的垂直固定问题。
一种陶瓷复合材料垂直镶嵌装置方法

[发明专利]一种碳化硅纤维束垂直冷镶嵌装置及镶嵌方法-CN201911226713.9有效
发明人：孙志刚;丁俊杰;陈西辉;宋迎东;牛序铭;陈壮壮 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2019-12-04 - 公布日： 2020-12-22 - 主分类号： G01N1/36 文献下载
摘要：本发明公开了一种碳化硅纤维束垂直冷镶嵌装置及镶嵌方法，包括基座，垂直立柱，镶嵌模具，水平固定装置，垂直固定装置，垂直标定杆和裁剪装置；基座上表面中部形成有条形槽，条形槽内一端固定有固定件，水平固定装置包括连接框、紧定螺钉和横梁，镶嵌模具为下端封闭的圆桶状结构，底面中心设置有一小孔，垂直固定装置包括弹簧测力计和固定框，弹簧测力计下端固定一个上固定片，一个下固定片，固定框沿宽中线边框两端固定有分体硅胶线和合体硅胶线，合体硅胶线与固定件固定连接，裁剪装置包括活动推拉杆、垂直螺杆以及垂直剪刀，本发明具有能解决刚性低、易弯曲的碳化硅纤维束材料在冷镶嵌时垂直固定问题的优点。
一种碳化硅纤维垂直镶嵌装置方法

[发明专利]一种陶瓷基复合材料在高温应力环境下的剩余强度计算方法-CN201910506146.6有效
发明人：孙志刚;陈鹏;陈西辉;宋迎东;牛序铭 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2019-06-12 - 公布日： 2020-11-20 - 主分类号： G06F30/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种陶瓷基复合材料在高温应力环境下的剩余强度计算方法，确定材料内部氧气浓度变化规律；确定纤维氧化缺口的变化规律；确定氧化层数和纤维总数；确定氧化前纤维应力分布；确定氧化前材料拉伸强度模型；确定氧化过程中纤维拉伸强度变化规律；确定氧化过程中纤维的断裂比例；确定氧化过程中纤维拉伸断裂概率和纤维应力分布；确定每层纤维氧化断裂时间的变化规律；确定氧化过程中的材料拉伸强度变化规律和氧化后材料的剩余寿命。本发明方法能真实有效的预测基体氧化和纤维氧化的形貌变化，能从细观尺度出发反映材料的宏观性能。
一种陶瓷复合材料高温应力环境剩余强度计算方法

[发明专利]一种用于管式炉进行氧化动力学测量的坩埚及其使用方法-CN202010743909.1在审
发明人：宋迎东;张悦;江荣;张磊成;陈西辉 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-07-29 - 公布日： 2020-11-13 - 主分类号： G01N5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于管式炉进行氧化动力学测量的坩埚及其使用方法，坩埚具有坩埚主体和把手；坩埚主体呈长方体状，把手由坩埚主体的一端向外延伸形成，坩埚主体和把手一体成型；坩埚主体设有若干个样品孔；样品孔为上下贯穿的通孔；样品孔呈倒锥台形，圆形的横截面由上至下逐渐缩小；样品孔的底部直径小于其所盛放样品的宽度。本发明具有结构科学合理、保证实验准确性等优点。
一种用于管式炉进行氧化动力学测量坩埚及其使用方法

[发明专利]一种无芯脆性纤维横向拉伸强度预测方法-CN202010599106.3在审
发明人：孙志刚;邹鹏健;陈西辉;刘茜;牛序铭;宋迎东 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-06-28 - 公布日： 2020-10-30 - 主分类号： G01N3/08 文献下载
摘要：本发明提供一种无芯脆性纤维横向拉伸强度预测方法，包括如下步骤：步骤1：制备纤维样本；步骤2：使用纳米压痕仪进行纤维压缩试验，获取破坏载荷数据；步骤3：根据破坏载荷计算载荷接触角，建立纤维压缩模型，将破坏载荷和载荷接触角代入纤维压缩模型计算纤维垂直径向面应力，纤维垂直径向面圆心处的的应力即为纤维样本最大横向拉伸强度。本发明计算精度高，考虑压缩接触面大小对纤维内部应力分布的影响，计算结果与有限元分析结果对比符合度较高。本发明计算流程高效便捷，只需要修改接触面角度、破坏载荷就能计算纤维横向拉伸强度，避免了有限元法建立模型、在曲面划分一定角度的载荷区域、施加约束载荷、划分网格等一系列复杂操作。
一种脆性纤维横向拉伸强度预测方法

[发明专利]一种金属基复合材料拉压疲劳迟滞回线预测方法-CN201910360738.1有效
发明人：孙志刚;张帆;陈西辉;牛序铭;许聪;宋迎东 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2019-04-30 - 公布日： 2020-10-27 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种金属基复合材料拉压疲劳迟滞回线预测方法，具体为：根据BHE剪滞模型确定单向碳化硅纤维增强钛基复合材料脱粘段和未脱粘段的纤维、基体、剪应力分布；确定脱粘区长度、界面初始脱粘应力与界面完全脱粘应力；确定反向滑移区长度以及反向滑移临界应力；确定复合材料拉伸加、卸载阶段的应力应变关系；确定复合材料压缩加、卸载阶段的应力应变关系；确定裂纹间距、界面剪应力随循环数的变化规律；确定给定循环数的纤维断裂分数；给定循环数N，结合以上步骤，得到复合材料随循环数变化的疲劳迟滞回线。本发明可以准确的预测出复合材料在不同基体裂纹间距、不同滑动界面剪应力、不同纤维断裂体积分数下以及不同循环数下的应力应变关系。
一种金属复合材料疲劳迟滞预测方法

[发明专利]一种陶瓷基小复合材料高温氧化炉内夹持装置与测试方法-CN201911109993.5有效
发明人：宋迎东;陈西辉;彭秋洪;孙志刚;牛序铭;丁俊杰 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2019-11-14 - 公布日： 2020-10-23 - 主分类号： G01N3/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种陶瓷基小复合材料高温氧化炉内夹持装置与测试方法，包括用于夹持测试试样的漏斗形试样夹具、下夹头、夹块、上夹头、试验机夹具以及安装装置，测试试样由上至下分为上夹持段、中间段和下夹持段，其中，测试试样上夹持段通过耐高温无机胶与上夹头固定，上夹头被试验机夹具夹持，测试试样下夹持段通过耐高温无机胶与下夹头固定，下夹头被试验机夹具夹持，测试试样中间段能完全处于高温炉均热区内，本发明解决了陶瓷基小复合材料在高温及超高温环境下的炉内夹持问题，将材料测试中间段完全处于高温炉均热区内，可以准确测试陶瓷基小复合材料下在高温及超高温环境下的蠕变寿命。
一种陶瓷复合材料高温氧化夹持装置测试方法

[发明专利]一种应力水氧耦合环境单向陶瓷基复合材料剩余强度与剩余刚度预测方法-CN202010517864.6在审
发明人：孙志刚;吴有训;陈西辉;宋迎东;牛序铭;吴伟晶;陈壮壮;熊严 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-06-09 - 公布日： 2020-10-16 - 主分类号： G16C60/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种应力水氧耦合环境单向陶瓷基复合材料剩余强度与剩余刚度预测方法；方法确定单向SiC/SiC复合材料内部水蒸气与氧气浓度、碳界面消耗长度及材料基体纤维氧化物厚度变化规律：结合水蒸气与氧气的扩散系数，建立单向SiC/SiC复合材料在水氧耦合环境下的氧化动力学方程，结合水蒸气及氧气的边界条件，求解方程得到水蒸气及氧气在材料内部不同时刻不同位置处的浓度，基于水蒸气及氧气浓度求出界面消耗长度及氧化物厚度变化规律；本发明为单向SiC/SiC复合材料的安全使用提供理论支持，且计算过程简洁有效，省去了实验方法的时间和人力成本。
一种应力耦合环境单向陶瓷复合材料剩余强度刚度预测方法

[发明专利]一种高温湿氧环境中SiC/PyC/SiC复合材料内部腐蚀形貌预测方法-CN202010473030.X在审
发明人：孙志刚;吴伟晶;陈西辉;宋迎东 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-05-29 - 公布日： 2020-10-09 - 主分类号： G16C60/00 文献下载
摘要：本发明公开一种高温湿氧环境中SiC/PyC/SiC复合材料内部腐蚀形貌预测方法，基于周期性假设将真实的复合材料简化为含微裂纹的单向复合材料单元；建立湿氧环境中SiC基体、SiC纤维和PyC界面的氧化动力学模型；基于传质学和氧化动力学建立裂纹通道和界面环形通道内的质量守恒微分方程；建立微分方程的边界条件和连续性条件；采用四阶龙格库塔法与二分法相结合的数值解法求解氧气浓度场和氧气浓度梯度场，进而求出复合材料内部的腐蚀形貌。本发明基于气体的质量守恒，能够实时预测复合材料基体裂纹内部氧化剂浓度、氧化层厚度、界面消耗长度以及气流通道形貌随时间和环境的耦合变化。
一种温湿环境 sic pyc 复合材料内部腐蚀形貌预测方法

[发明专利]一种陶瓷基复合材料应力氧化界面消耗长度观测方法-CN201911210429.2有效
发明人：宋迎东;陈西辉;丁俊杰;孙志刚;牛序铭;陈壮壮 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2019-12-02 - 公布日： 2020-08-11 - 主分类号： G01N3/18 文献下载
摘要：一种陶瓷基复合材料应力氧化界面消耗长度观测方法，可以直观观测陶瓷基小复合材料基体裂纹处界面消耗长度分布，解决了高温应力氧化环境下界面消耗长度难以试验获取的技术难题。本发明基于扫描电子显微镜和能谱仪等仪器，对陶瓷基小复合材料在应力氧化环境下基体裂纹处界面消耗长度分布进行观测，操作简单，测试结果准确。本发明提供的实施方案简单易施，测试成本低且固有通用性，不仅适用于陶瓷基小复合材料界面消耗长度的观测，也适用于其他单向陶瓷基复合材料界面消耗长度的观测。本发明提供的观测方案解决了陶瓷基小复合材料在应力氧化环境下细观力学建模的关键参数获取问题，对于进一步模拟材料氧化后的剩余力学性能奠定了坚实的基础。
一种陶瓷复合材料应力氧化界面消耗长度观测方法

[发明专利]陶瓷基复合材料在高温环境下疲劳迟滞回线的模拟方法-CN202010222803.7在审
发明人：孙志刚;刘炎;陈西辉;牛序铭;高希光 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-03-26 - 公布日： 2020-06-26 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种陶瓷基复合材料在高温环境下疲劳迟滞回线的模拟方法，包括以下步骤：确定饱和基体裂纹密度及裂纹宽度；确定氧气在复合材料基体裂纹中扩散通道的平均宽度；确定基体裂纹处氧化层离裂纹壁面的厚度，界面氧化长度，纤维缺口半径随氧化时间的变化规律；确定基体裂纹处氧化层离裂纹壁面的厚度，界面氧化长度，纤维氧化层厚度随加载循环数的变化规律；确定界面滑移区分布及复合材料应力应变关系；确定界面剪应力随循环数的变化规律；确定纤维失效百分数及体积分数随循环数的变化规律，本发明模拟方法可用于预测高温氧化环境下单向SiC/SiC复合材料的疲劳迟滞曲线，准确判断加载应力对陶瓷基复合材料造成的损伤。
陶瓷复合材料高温环境疲劳迟滞模拟方法

[实用新型]一种陶瓷纤维均匀氧化后剩余拉伸强度测试装置-CN201920968935.7有效
发明人： 陈西辉;宋迎东;陈壮壮;孙志刚;牛序铭 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2019-06-26 - 公布日： 2020-04-24 - 主分类号： G01N3/08 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种陶瓷纤维均匀氧化后剩余拉伸强度测试装置，氧化性气体充气系统和惰性气体充气系统分别与高温真空炉连通，加热腔体外接水冷循环系统，加热腔体分为A腔和B腔，A腔内设置有发热元件，A腔的扣合面上设置有凸台框A，B腔的扣合面上设置有凸台框B，凸台框A和凸台框B上相对的两个侧边表面均设置有若干个半圆槽，氧化试样的两端分别卡入凸台框上位于同一条直线上的两个半圆槽中，凸台框A的外围设置有试样固定装置，加热腔体置于高温真空炉内，且A腔的外壁和B腔的外壁分别通过推拉杆与高温真空炉的相对的两个内壁相接，B腔的外壁通过连接推拉杆连接位于高温真空炉外壁的摇杆。本实用新型的测试装置结构简单，可靠性强。
一种陶瓷纤维均匀氧化剩余拉伸强度测试装置

[发明专利]一种应力水蒸气环境下单向陶瓷基复合材料内部氧化形貌预测方法-CN201910520855.X有效
发明人：孙志刚;陈西辉;丁俊杰;宋迎东;牛序铭;李宏宇 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2019-06-17 - 公布日： 2020-04-07 - 主分类号： G16C20/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种应力水蒸气环境下单向陶瓷基复合材料内部氧化形貌预测方法，包括以下步骤：确定单向陶瓷基复合材料基体裂纹数；确定裂纹宽度变化规律；计算水蒸气在CO和H2混合气体中的扩散系数；测出实际氧化反应中生成CO和H2的具体比值；确定陶瓷基复合材料内部氧化形貌：求得水蒸气浓度场，确定陶瓷基复合材料在任意时间下的内部氧化形貌。本发明预测了在应力水蒸气环境下陶瓷基复合材料的内部氧化形貌，准确地得到材料在应力氧化后内部裂纹壁的氧化、水蒸气进入到裂纹底部后对纤维、界面和基体的氧化形貌，为之后计算应力水氧耦合环境下单向陶瓷基复合材料的氧化问题提供了理论支持和试验依据。
一种应力水蒸气环境单向陶瓷复合材料内部氧化形貌预测方法

[发明专利]一种陶瓷基复合材料氧化环境碳界面消耗体积确定方法-CN201910011318.2有效
发明人：孙志刚;陈西辉;靳彧;宋迎东;熊严;陈鹏 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2019-01-07 - 公布日： 2020-03-10 - 主分类号： G01N23/2251 文献下载
摘要：本发明公开了一种陶瓷基复合材料氧化环境碳界面消耗体积确定方法，具体为：统计材料横截面纤维总根数，测量界面平均厚度、纤维平均直径，获取基体裂纹个数及之间的间距，及材料两个端面与邻近裂纹之间的距离，并从小到大排序；将横截面上的纤维分为独立纤维、单点接触纤维、两点接触纤维及多点接触纤维，统计相应类型纤维的个数；计算每种类型纤维外侧碳界面的面积，及材料含有的碳质量分数；计算材料在不同氧化时刻下的界面消耗长度；比较界面消耗长度与基体裂纹间距的1/2、材料两个端面与邻近裂纹之间距离的1/2的大小关系，得到碳界面消耗的总长度，最后计算得到界面消耗体积。本发明可以准确给出材料氧化一定时间后碳界面消耗体积及其分布情况。
一种陶瓷复合材料氧化环境界面消耗体积确定方法

[发明专利]一种陶瓷基复合材料在应力氧化环境下质量变化预测方法-CN201910198773.8有效
发明人：孙志刚;陈鹏;陈西辉;宋迎东;李宏宇;牛序铭 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2019-03-15 - 公布日： 2020-03-06 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种陶瓷基复合材料在应力氧化环境下质量变化预测方法，包括确定材料在应力和高温作用下的基体裂纹数量的变化规律；确定材料在应力和高温作用下的基体裂纹宽度的变化规律；确定氧气在裂纹通道内的扩散系数；分别确定各组分的氧化速率；确定SiC纤维、基体反应前后的体积变化；确定材料在应力、高温氧化环境下的氧化动力学模型；确定裂纹扩散阶段和界面层扩展阶段的氧化动力学模型，确定氧化层变化规律和界面消耗规律；确定应力、高温环境下材料的质量变化规律；本发明方法考虑了应力与高温氧化对单向SiC/SiC复合材料的氧化机理的共同作用，为陶瓷基复合材料在应力氧化环境下的力学性能分析提供了相关理论支持。
一种陶瓷复合材料应力氧化环境质量变化预测方法