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金属材料梯度结构强韧化机理及其制备技术的研究进展
1
作者 方秀荣 毛源旺 +2 位作者 徐慧慧 刘海仑 杨富强 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第1期171-180,共10页
顺应工业装备轻量化、高性能的发展要求,装备核心零部件用高比强度材料取代原有合金材料已势在必行。但高比强度金属材料在制备过程中强度-韧/塑性倒置的问题,影响了我国关键零部件的自主研发和批量化生产。近年来,金属材料梯度微观组... 顺应工业装备轻量化、高性能的发展要求,装备核心零部件用高比强度材料取代原有合金材料已势在必行。但高比强度金属材料在制备过程中强度-韧/塑性倒置的问题,影响了我国关键零部件的自主研发和批量化生产。近年来,金属材料梯度微观组织结构表现出的优异强韧化性能,以及相关制备技术的发展,为批量生产兼具高强韧性的轻质构件指明了发展路径。以纳米金属材料研究为出发点,梳理了梯度微观结构的强韧化机理及梯度化程度对强韧化行为的影响,讨论了实现机械式强韧化的塑性制备技术,以及制备工艺力学条件对构造梯度微观结构的影响机制,为强韧协同的梯度微观结构金属材料的工程化制备提供新思路。 展开更多
关键词 微观梯度结构 变形机理 强韧协同 塑性成形
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基于改进型YOLOv5算法的IN718镍基合金激光熔覆孔隙高精度检测及其控制方法 被引量：1
2
作者 盛杰 王勇 +6 位作者 徐天翊 林相奇 孟宪凯 周建忠 陈峰 李果 黄舒 《中国表面工程》 北大核心 2025年第3期139-151,共13页
为了提升激光熔覆损伤修复件中孔隙的检测精度,以调整激光熔覆工艺参数,从而减少熔覆层气孔、开裂等缺陷,提升激光熔覆层质量,开展IN718镍基合金不同工艺参数下的激光熔覆试验,并开发一种改进型SP-YOLOv5孔隙检测算法。在输入层与卷积... 为了提升激光熔覆损伤修复件中孔隙的检测精度,以调整激光熔覆工艺参数,从而减少熔覆层气孔、开裂等缺陷,提升激光熔覆层质量,开展IN718镍基合金不同工艺参数下的激光熔覆试验,并开发一种改进型SP-YOLOv5孔隙检测算法。在输入层与卷积层之间增加Coordatt注意力机制模块,从而增强特征图的空间位置信息权重;改写YOLOv5网络结构,以增强网络模型对孔隙类小目标的检测能力;采用Soft-NMS代替原有NMS(非极大值抑制)进行检测结果后处理,进一步降低网络漏检率;将SP-YOLOv5算法孔隙检测结果与YOLOv5、Faster RCNN、RCNN以及ImageJ软件分析结果进行对比,得出SP-YOLOv5算法模型比其他算法模型的精度最高提升了10.57%;在此基础上,通过对激光熔覆熔池温度、熔池面积及熔覆层横截面孔隙率、熔宽、熔高、熔深等的测量,基于Stacking算法建立激光熔覆工艺参数与孔隙率的回归预测模型,并采用目标优化算法获得了较优激光熔覆工艺参数组合(激光功率1330 W、扫描速度460 mm/min、送粉率13 g/min),对熔覆件进行孔隙参数测量,结果显示,在这些优化参数下,Stacking模型预测的孔隙率与实际测量值的一致性达到97.5%,验证了优化方法的有效性,研究结果可为激光熔覆层孔隙缺陷的有效控制提供理论依据。 展开更多
关键词 激光熔覆 孔隙 计算机视觉 深度学习 目标 优化
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基于深度迁移学习的Ti-6Al-4V合金微铣削毛刺尺寸预测 被引量：2
3
作者 吴凤和 王宇 +3 位作者 张会龙 张宁 马轩 王志勇 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第4期63-69,共7页
针对钛合金微铣削加工易产生毛刺缺陷影响使用的问题,提出一种基于深度迁移学习的Ti-6Al-4V微铣削顶部毛刺尺寸预测方法。首先,以工艺参数(主轴转速、轴向切深、径向切宽和每齿进给量)为网络输入,以顶部毛刺长度为预测目标,建立了微铣... 针对钛合金微铣削加工易产生毛刺缺陷影响使用的问题,提出一种基于深度迁移学习的Ti-6Al-4V微铣削顶部毛刺尺寸预测方法。首先,以工艺参数(主轴转速、轴向切深、径向切宽和每齿进给量)为网络输入,以顶部毛刺长度为预测目标,建立了微铣削毛刺尺寸的预测模型。其次,使用625个切削仿真样本进行预训练。最后,基于迁移学习机制,借助100个切削试验样本对预训练结果进行微调,从而将仿真规律迁移至试验规律。结果表明,迁移学习模型对顺、逆铣两侧毛刺尺寸的平均预测精度分别达到了95.77%、95.45%,为钛合金微铣削毛刺的预测及控制提供了一种有效方法。 展开更多
关键词 微铣削毛刺 TI-6AL-4V合金 毛刺 尺寸预测 迁移学习 深度学习
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一种基于CHABOCHE模型参数的疲劳寿命预测模型 被引量：2
4
作者 张禄 任春晓 +1 位作者 高金 刘宏利 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期258-268,共11页
通过对相邻应力之比、材料S-N特性曲线双对数斜率及前一级疲劳累积损伤3项要素的分析,提出一种基于CHABOCHE模型参数的非线性疲劳寿命预测模型。该模型在参考多个非线性疲劳模型作用系数构成要素基础上,分析疲劳寿命预测模型所涉及构成... 通过对相邻应力之比、材料S-N特性曲线双对数斜率及前一级疲劳累积损伤3项要素的分析,提出一种基于CHABOCHE模型参数的非线性疲劳寿命预测模型。该模型在参考多个非线性疲劳模型作用系数构成要素基础上,分析疲劳寿命预测模型所涉及构成函数要素,结合已有疲劳试验数据分析,并引入CHABOCHE模型的参数,提出一种用于疲劳寿命预测的新的作用系数。运用两级及多级疲劳试验数据,分别计算并对比MINER模型、MANSON-HALFORD模型、YG模型、YUE模型、HAGHGOUEI模型、GAO模型、ZHAO模型、ZHANG模型、SUBRAMANYAN模型、HASHIN模型及新模型的疲劳寿命预测结果。研究结果表明:本文提出的新模型的疲劳寿命预测精度更高,该模型在多级应力载荷下的金属材料结构设计与疲劳寿命预测方面具有工程应用价值及实际意义。 展开更多
关键词 CHABOCHE模型 非线性模型 多级应力 疲劳损伤 寿命预测
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热辅助条件下微织构刀具铣削力预测方法研究 被引量：2
5
作者 佟欣 王佰艺 +1 位作者 李鑫宇 杨树财 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第3期274-287,共14页
刀具表面织构化处理能够显著改善刀具的切削性能。但激光加工有着急速升温与骤冷的加工特点,这会导致重熔层堆叠和微裂纹等问题。针对上述问题,引入热辅助激光加工技术。由于钛合金是难加工材料,因此铣削过程中刀具承受较大的铣削力,这... 刀具表面织构化处理能够显著改善刀具的切削性能。但激光加工有着急速升温与骤冷的加工特点,这会导致重熔层堆叠和微裂纹等问题。针对上述问题,引入热辅助激光加工技术。由于钛合金是难加工材料,因此铣削过程中刀具承受较大的铣削力,这会导致机械系统的动态响应及振动,进而影响刀具寿命和加工表面质量。因此,准确预测铣削力可以及时调整切削参数,在保证加工质量的同时,使铣削力处于合理范围,从而提高加工效率、降低刀具磨损。综上,以硬质合金球头铣刀为研究对象,将热辅助工艺与激光加工技术相结合,搭建铣削试验平台,提出一种基于蜣螂算法(DBO)优化变分模态分解(VMD)参数,并结合小波包阈值降噪(WPT)的方法来对原始信号进行降噪处理;使用希尔伯特-黄变换(HHT)进行时频分析,探讨不同热辅助温度下的刀具铣削性能变化规律。在此基础上,结合贝叶斯优化(BO)、卷积神经网络(CNN)、双向长短期记忆网络(BiLSTM)以及多头注意力机制(Multihead-Attention),建立回归分析模型用于实时监测和预测铣削力;通过验证,该模型在训练集上的R^(2)值达到了0.9967,而在测试集上R^(2)值达到了0.99194,证明了该模型的准确性。为微织构制备过程中的缺陷修复提出了一种新方法,同时为钛合金铣削加工中的铣削力预测提供了一种有效的方法。 展开更多
关键词 微织构刀具 钛合金 热辅助激光加工 铣削力 BO-CNN-BiLSTM-Multihead-Attention预测模型
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耦合焊接残余应力的横波可控震源振动器平板疲劳寿命预测 被引量：2
6
作者 陈振 陈能鹏 +3 位作者 冉庆杰 王乔木 魏超成 鞠浩文 《工程设计学报》 北大核心 2025年第1期102-111,共10页
振动器平板是耦合横波可控震源振动器与大地的关键媒介,而平板齿与平板的焊接部位在地震波激发工况下受力复杂,易发生疲劳失效,导致平板的使用寿命较低。针对传统结构疲劳寿命分析方法不考虑焊接残余应力的问题,采用等应变原理建立应力... 振动器平板是耦合横波可控震源振动器与大地的关键媒介,而平板齿与平板的焊接部位在地震波激发工况下受力复杂,易发生疲劳失效,导致平板的使用寿命较低。针对传统结构疲劳寿命分析方法不考虑焊接残余应力的问题,采用等应变原理建立应力耦合准则,并对平板焊接焊缝危险部位开展焊接残余应力与工作载荷应力的耦合计算。随后,基于修正的S—N曲线和耦合应力谱,采用Miner准则分析平板在焊接残余应力与工作载荷应力耦合作用下的疲劳寿命。结果表明:在焊接残余应力与工作载荷应力的耦合作用下,平板发生疲劳破坏的工作寿命为8.69a,与实际8a工作寿命的相对误差为8.6%。耦合焊接残余应力的振动器平板疲劳寿命预测方法具有较高的精度和稳定性,可为横波可控震源的维护与优化提供新的思路与方法。 展开更多
关键词 横波可控震源 振动器平板 焊接残余应力 工作载荷应力 应力耦合 S—N曲线
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高速激光熔覆复合材料靶板气动冲击行为研究 被引量：1
7
作者 柴蓉霞 龙雪 +2 位作者 肖力 苏成明 姜潇远 《振动与冲击》 北大核心 2025年第9期231-240,281,共11页
激光熔覆技术对煤矿机械零部件冲击、摩擦、腐蚀性能等起到重大的作用,激光熔覆后复合材料的力学性能对煤矿井下环境的适应性决定激光熔覆技术的进一步推广,为进一步研究熔覆后的复合材料性能,采用气动水平冲击试验装置模拟煤矿井下冲... 激光熔覆技术对煤矿机械零部件冲击、摩擦、腐蚀性能等起到重大的作用,激光熔覆后复合材料的力学性能对煤矿井下环境的适应性决定激光熔覆技术的进一步推广,为进一步研究熔覆后的复合材料性能,采用气动水平冲击试验装置模拟煤矿井下冲击环境,以煤矿机械常用材料27SiMn钢基体表面熔覆Fe基合金涂层的复合靶板为研究对象,利用有限元模拟与试验相结合的研究方法,分析了不同冲击压强下靶板的损伤行为和能量吸收特性。结果表明:数值仿真得到的表面损伤面积、弹坑深度、损伤形态和范围与试验结果误差不超过10%,验证了仿真模型的准确性;随着冲击压强的增加,靶板的损伤形式从塑性变形和微裂纹萌生逐步演变为剪切破坏和完全断裂;激光熔覆Fe基合金涂层能够吸收和分散部分冲击能量,有效减缓了基体材料的冲击损伤。为研究煤矿机械设备表面冲击损伤行为提供试验方法和理论分析依据。 展开更多
关键词 煤矿机械 冲击行为 仿真分析 吸能特性 损伤失效
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基于压入响应的异种金属焊接接头材料力学性能计算方法 被引量：1
8
作者 薛河 杨超 +4 位作者 张雨彪 宁硕 张嘉庆 朱佳珺 张建龙 《机械工程材料》 北大核心 2025年第3期121-127,共7页
通过ABAQUS有限元分析软件模拟压入试验并结合控制单一变量法,在Hollomon本构模型的基础上,分析了不同材料力学性能参数(屈服应力和应变硬化指数)与载荷-位移曲线加载段压入响应参数(加载曲率和加载指数)的关系,建立由加载段压入响应参... 通过ABAQUS有限元分析软件模拟压入试验并结合控制单一变量法,在Hollomon本构模型的基础上,分析了不同材料力学性能参数(屈服应力和应变硬化指数)与载荷-位移曲线加载段压入响应参数(加载曲率和加载指数)的关系,建立由加载段压入响应参数反求材料力学性能参数的预测公式,以有限元分析时输入的屈服应力和应变硬化指数作为约定真值,验证预测方法的准确性;通过该预测方法获得SA508钢/52M合金堆焊层/52M合金对接焊缝/316L钢异种金属焊接接头的材料力学性能参数分布。结果表明:预测公式计算得到屈服应力和应变硬化指数的最大相对误差绝对值分别为10.5%,6.29%,所建立的公式可以较为准确地预测异种金属焊接接头局部区域的材料力学性能参数。计算得到异种金属焊接接头两侧热影响区的屈服应力和应变硬化指数变化明显,随着距熔合线距离的增加,屈服应力减小,而应变硬化指数增大;母材以及52M合金堆焊层和对接焊缝的屈服应力和应变硬化指数分布相对稳定。 展开更多
关键词 异种金属焊接接头 载荷-位移曲线 压入响应参数 力学性能参数
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空间流体润滑材料研究进展
9
作者 霍丽霞 张静静 +5 位作者 郭芳君 刘师洋 贺颖 曹珍 张凯锋 高鸿 《材料导报》 北大核心 2025年第15期1-7,共7页
空间有效载荷的核心传动机构通常没有备份,一旦失效将造成有效载荷功能的丧失。这种单点失效模式使得流体润滑材料成为保证空间活动机构可靠运转的重要材料,因此提升现有空间流体润滑材料的综合性能与开发新的空间高效流体润滑材料,是... 空间有效载荷的核心传动机构通常没有备份,一旦失效将造成有效载荷功能的丧失。这种单点失效模式使得流体润滑材料成为保证空间活动机构可靠运转的重要材料,因此提升现有空间流体润滑材料的综合性能与开发新的空间高效流体润滑材料,是推进新一代空间载荷活动机构研制的重要途径。本文介绍了目前空间领域广泛应用的流体润滑材料的种类及结构特性,综述了各类型空间流体润滑材料性能的改进提升方法与应用现状等,对现有空间流体润滑材料面临的难点及未来发展方向和趋势进行了展望,以期为高性能空间活动机构的研发与润滑设计提供参考。 展开更多
关键词 流体润滑材料 全氟聚醚 多烷基取代环戊烷 硅烃 离子液体 凝胶润滑剂 空间应用
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基于ABAQUS的起落架足垫着陆接触力分析
10
作者 孙自强 徐伟 +1 位作者 闫明 金映丽 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第4期517-523,共7页
【目的】随着无人飞行器对飞行安全要求的不断提升,起落架系统的动力学特性研究已成为无人机设计领域的重要课题。聚焦六杆式起落架橡胶足垫的着陆接触力学行为,针对其非线性力学特性建模难题展开系统性研究。通过构建精确的动态接触模... 【目的】随着无人飞行器对飞行安全要求的不断提升,起落架系统的动力学特性研究已成为无人机设计领域的重要课题。聚焦六杆式起落架橡胶足垫的着陆接触力学行为,针对其非线性力学特性建模难题展开系统性研究。通过构建精确的动态接触模型,揭示橡胶缓冲件在冲击载荷下的力学响应机制,为起落架足端缓冲装置的结构优化提供理论支撑。【方法】基于连续接触力法理论框架,构建了橡胶材料的非线性接触力学模型。该模型耦合Hertz接触理论与Mooney-Rivlin应变能函数,通过非理想弹性碰撞关系表征橡胶材料的超弹性特性及其接触面动态耦合效应。在ABAQUS平台中,采用Mooney-Rivlin超弹性本构模型建立了有限元模型,并结合隐式动力学求解器对着陆碰撞过程进行了数值模拟。同时,构建了带力传感器的落震实验台,获取实测数据用于模型验证。该方法结合理论建模、软件仿真与实验验证,有效克服了传统经验公式的局限性。【结果】研究系统分析了多物理参数对接触力学特性的影响。当着陆高度在50~200 mm变化时,接触力峰值成正比增长,增幅达1.78 kN。当负载质量在5~20 kg变化时,接触力峰值与其呈近似线性关系,增幅达1.02 kN。此外,足垫厚度的增加对冲击力的减小作用有限,而足垫形状优化可有效改善接触抖动现象。对比研究表明,相较于传统圆柱形足垫,圆锥形足垫受力更均匀,能有效减少接触抖动。实验验证表明,在着陆高度为100 mm的工况下,仿真模拟与实测数据的接触力峰值误差约为6%,关键参数的相位偏移控制在3 ms以内,充分证明了模型的有效性。【结论】研究表明,接触力与着陆高度、足垫厚度呈近似正比例关系,但足垫厚度影响较小;优化足垫形状可显著降低接触抖动,其中圆锥形足垫具有最佳缓冲性能。本研究的理论创新体现在以下方面:融合连续接触力法与超弹性本构模型,建立适用于橡胶缓冲件的动态接触预测方法,突破了传统方法难以处理非线性耦合效应的技术瓶颈;系统分析多物理因素对足端接触力的影响,实现了缓冲结构性能的量化评价,为足端参数优化提供了可靠的理论依据。 展开更多
关键词 橡胶足垫 着陆碰撞 连续接触力法 弹性接触 力学模型 有限元软件 接触力分析 吸能缓冲
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230合金高温蠕变变形行为与本构模型研究
11
作者 王弘昶 侯鑫阳 +6 位作者 王煦嘉 龙瑶 李玲 石悠 李强 张宇翾 宫建国 《压力容器》 北大核心 2025年第1期10-18,共9页
为了研究230合金(UNS N06230合金)蠕变变形行为与演化规律,保障热管堆、航空航天等领域中的高温部件的安全运行。开展了230合金在不同温度和应力水平下的单轴蠕变试验,分析了230合金蠕变特性与温度和应力水平的关系,建立了基于Kachanov-... 为了研究230合金(UNS N06230合金)蠕变变形行为与演化规律,保障热管堆、航空航天等领域中的高温部件的安全运行。开展了230合金在不同温度和应力水平下的单轴蠕变试验,分析了230合金蠕变特性与温度和应力水平的关系,建立了基于Kachanov-Rabotnov模型与θ投影法的蠕变本构模型。结果表明:230合金的蠕变变形特性与温度有很强的相关性,温度为750℃时,存在较明显的蠕变第一阶段;温度为900℃时,蠕变第一阶段基本消失,蠕变变形曲线主要由第二、三阶段主导。Kachanov-Rabotnov蠕变损伤力学本构模型可以较好地描述230合金高温下的蠕变变形行为。研究结果可以为采用230合金的高温设备的长期安全运行提供保障。 展开更多
关键词 230合金 蠕变 本构模型 损伤力学
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7Ni钢GTAW焊接接头组织与性能研究
12
作者 张卫斌 邹妮康 +6 位作者 杨凯 刘江 郭佳伟 席连云 赵瑞辉 徐晶晶 石凤健 《压力容器》 北大核心 2025年第3期11-19,共9页
针对7Ni钢工程应用关键的焊接问题,采用钨极氩弧焊(GTAW)方法,选择Ф2.4 mm的ERNiCrMo-4焊丝和平焊位置对厚度10 mm的7Ni钢板进行焊接,通过光学显微镜和扫描电镜对焊接接头的组织进行观察,并通过拉伸、冲击、弯曲、硬度等试验,对焊接接... 针对7Ni钢工程应用关键的焊接问题,采用钨极氩弧焊(GTAW)方法,选择Ф2.4 mm的ERNiCrMo-4焊丝和平焊位置对厚度10 mm的7Ni钢板进行焊接,通过光学显微镜和扫描电镜对焊接接头的组织进行观察,并通过拉伸、冲击、弯曲、硬度等试验,对焊接接头的性能进行评价。结果表明,7Ni钢GTAW焊接接头熔合良好,宏观和无损检测没有发现裂纹、气孔等焊接缺陷;焊缝组织主要为柱状和树枝晶状奥氏体及析出相,硬度最低;热影响区的组织主要为板条状马氏体,硬度最高;焊接接头抗拉强度达到794 MPa,焊缝区和热影响区平均冲击吸收能量分别为102.3 J和118.7 J,侧膨胀量分别为1.23 mm和1.31 mm,冲击性能良好,试样侧弯性能合格,表明GTAW是一种适于7Ni钢焊接的方法。研究可为7Ni钢焊接工艺的制定提供参考。 展开更多
关键词 LNG储罐 7Ni钢 钨极氩弧焊 显微组织 力学性能
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光伏单晶硅片冲洗过程中应力分布的研究
13
作者 李涛 吕国强 +2 位作者 李遇贤 钱益超 张杰 《材料导报》 北大核心 2025年第7期39-45,共7页
在光伏单晶硅片冲洗过程中,产生的最大应力可能导致硅片损伤,硅片上应力的分布及硅片上最大应力位置的确定对于降低硅片的损伤程度有重要意义。首先基于矩形板的Levy解模型,计算冲洗过程中不同尺寸硅片上的挠度和应力值;然后,运用ABAQU... 在光伏单晶硅片冲洗过程中,产生的最大应力可能导致硅片损伤,硅片上应力的分布及硅片上最大应力位置的确定对于降低硅片的损伤程度有重要意义。首先基于矩形板的Levy解模型,计算冲洗过程中不同尺寸硅片上的挠度和应力值;然后,运用ABAQUS有限元软件对硅片冲洗过程中产生的应力进行仿真。结果表明,运用矩形板Levy解模型计算时,特定比值下,当硅片的长宽比b/a=2、1、0.5时,最大应力值出现在自由边上(y=b)或固支边上(y=0)。当硅片宽度a固定、长度b逐渐增加时,在固支边上长宽比b/a=0.5时应力值最大,在自由边上长宽比b/a=0.9时应力值最大;当硅片的长宽比b/a=0.1~1.5时,硅片的最大应力分布在固支边上;当硅片的长宽比b/a=1.5~2时,硅片的最大应力分布在自由边上。通过最大挠度确定最大应力位置,虽然能减少大量计算,但是不够全面和准确。运用ABAQUS有限元分析得出的结果与矩形板Levy解模型计算得出的应力分布规律一致,但是应力值存在一定的误差。将矩形板Levy解模型得出的结果与莫尔理论结合,推导出硅片上冲洗压力与硅片厚度的关系公式。利用该公式,当硅片厚度确定时,能计算出硅片上承受的最大冲洗压力;当冲洗压力确定时,能得出硅片冲洗时不被破坏的最小厚度。 展开更多
关键词 光伏单晶硅 矩形板Levy解 单晶硅片冲洗 应力
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M2高速钢表面激光多道熔覆WC-12Co涂层的数值模拟与实验研究
14
作者 陈翔 郭海华 +2 位作者 李金华 姚芳萍 何为 《应用激光》 北大核心 2025年第3期56-70,共15页
通过COMSOL Multiphysics多物理场数值模拟耦合软件在M2高速钢基材表面上熔覆多道WC-12Co涂层,研究多道熔覆中不同道次间的温度传递影响规律,从而探究熔覆涂层成功制备的工艺参数选择,并应用仿真温度影响规律进行实验验证。结果表明,每... 通过COMSOL Multiphysics多物理场数值模拟耦合软件在M2高速钢基材表面上熔覆多道WC-12Co涂层,研究多道熔覆中不同道次间的温度传递影响规律,从而探究熔覆涂层成功制备的工艺参数选择,并应用仿真温度影响规律进行实验验证。结果表明,每道次熔覆层受到相邻后续两道次熔覆涂层制备时的温度传递影响较大,而相邻后续第三道以后熔覆涂层影响较低;多道熔覆过程中前四道与后续道次升温速率不同;采用较低功率进行多道熔覆对减少热量累积以及成功制备熔覆涂层更为有利。当激光功率900 W时,熔覆涂层制备时的激光能量与相邻后续道次间的热影响程度匹配性较好,得到了宏观形貌较好、组织内部细小且无缺陷的熔覆涂层。 展开更多
关键词 多道熔覆 数值模拟 温度传递 M2高速钢 WC-12CO涂层
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考虑纤维截面形状的木棉毡流阻率的分析模型
15
作者 谢新星 李旻 +2 位作者 上官文斌 杨杉苗 张曲 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第5期944-950,1063,共8页
针对现有模型不适用于木棉纤维材料流阻率预测的问题,测试了不同体密度的木棉毡。首先,使用已有的预测模型计算了木棉毡的流阻率;其次,通过对测试值拟合,给出了适用于木棉毡流阻率预测的经验模型;最后,考虑不同体密度下木棉纤维的截面... 针对现有模型不适用于木棉纤维材料流阻率预测的问题,测试了不同体密度的木棉毡。首先,使用已有的预测模型计算了木棉毡的流阻率;其次,通过对测试值拟合,给出了适用于木棉毡流阻率预测的经验模型;最后,考虑不同体密度下木棉纤维的截面形状与排布,基于Tarnow模型和哈根-泊肃叶流动假设,通过推导微单元中的平均速度和摩擦力,给出了纤维圆形截面和扁平截面下木棉毡流阻率的分析模型,并使用压扁率对模型进行了修正。结果表明:与测试值对比,已有模型的木棉毡流阻率预测精度较低;修正模型适用于介于两种截面之间的过渡状态,修正后的模型在体密度20~180 kg/m^(3)范围内具有较高的预测精度。 展开更多
关键词 木棉毡 纤维截面形状 分析模型 修正模型 流阻率预测
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激光蚀刻对CFRTP/AL复材层间结合性能影响的综合实验
16
作者 戴明华 徐铭 +3 位作者 刘新 张红哲 薛冰 于欣 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第2期169-176,共8页
提出基于激光精密加工改善CFRTP/AL复材层间结合性能的方法,并将其引入本科实验教学,设计了多学科交叉的综合实验。基于单因素分析法,探究了激光蚀刻工艺参数对微织构形貌的影响;设计单搭接正交实验,研究了激光功率、激光速度和光斑间距... 提出基于激光精密加工改善CFRTP/AL复材层间结合性能的方法,并将其引入本科实验教学,设计了多学科交叉的综合实验。基于单因素分析法,探究了激光蚀刻工艺参数对微织构形貌的影响;设计单搭接正交实验,研究了激光功率、激光速度和光斑间距对CFRTP/AL复材层间结合性能的影响;确定了最佳工艺组合,分析了结合界面的失效形貌和失效机理。实验结果表明,激光蚀刻可以有效提高CFRTP/AL复材的层间结合性能。由科研转化的该综合实验不仅可以扩宽学生的认知视野,锻炼创新实践能力,还可以培养其科研思维、探索精神和基本科研能力。 展开更多
关键词 激光加工 复合材料 层间结合性能 实验教学
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大气等离子喷涂制备电机轴承氧化铝绝缘涂层的研究进展
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作者 张晓东 刘慧娴 +2 位作者 李国强 王昊 王铀 《轴承》 北大核心 2025年第12期17-31,共15页
氧化铝陶瓷涂层凭借其高电阻率、耐磨损以及耐腐蚀特性,成为电机轴承绝缘防护的关键材料,可有效抑制轴电流腐蚀并延长轴承服役寿命。回顾了大气等离子喷涂制备氧化铝绝缘涂层的研究进展,着重介绍了粉体(粒径、晶型及其含量)、喷涂工艺参... 氧化铝陶瓷涂层凭借其高电阻率、耐磨损以及耐腐蚀特性,成为电机轴承绝缘防护的关键材料,可有效抑制轴电流腐蚀并延长轴承服役寿命。回顾了大气等离子喷涂制备氧化铝绝缘涂层的研究进展,着重介绍了粉体(粒径、晶型及其含量)、喷涂工艺参数(粒子飞行速度和温度、喷涂距离、喷涂功率、喷涂角度、喷涂气氛、送粉率)以及基体预热对涂层显微组织(相组成、孔隙率、层间结合等)及力学性能(显微硬度、结合强度等)的影响,结果表明:通过改变喷涂距离、喷涂角度、喷涂功率等参数可以降低涂层孔隙率(小于5%),并提升α相Al_(2)O_(3)含量及界面结合强度,但高熔点带来的层间缺陷仍是限制其绝缘性能的关键瓶颈。现有工作通过复合掺杂与后处理工艺改善了涂层致密性,为开发高可靠性轴承绝缘涂层提供了理论依据。目前,绝缘涂层在实际应用中面临可靠性、经济性、性能局限的问题,可以通过优化原料选择、提升工艺、开发新型材料以及后处理工艺解决,未来需进一步平衡涂层绝缘性能、机械强度与工业成本之间的协同优化。 展开更多
关键词 滚动轴承 电动机 喷涂 氧化铝 绝缘 涂层 显微组织 力学性能
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热轧碳钢/不锈钢复合板结合界面电解腐蚀的毛细效应
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作者 李海斌 徐惠婷 +2 位作者 唐伟 吕海波 帅美荣 《材料研究学报》 北大核心 2025年第5期362-370,共9页
针对复合板界面的氧化失效问题,研究了两道次真空热轧Q235碳钢/304不锈钢复合板结合界面以及奥氏体侧晶界在电解抛光后的形貌演变,同时结合复合界面微孔电解过程反应机理,深入探究不同轧制工况下的界面元素分布、微孔洞生长、晶界能以... 针对复合板界面的氧化失效问题,研究了两道次真空热轧Q235碳钢/304不锈钢复合板结合界面以及奥氏体侧晶界在电解抛光后的形貌演变,同时结合复合界面微孔电解过程反应机理,深入探究不同轧制工况下的界面元素分布、微孔洞生长、晶界能以及气体压力之间的映射关系。结果表明:双道次轧制压下率为30%/10%时,界面几乎无微孔洞缺陷;同时奥氏体晶界电解后形成凹槽,晶界宽度约2μm。当第二道次压下率增至20%和25%,奥氏体晶界宽度分别减小至约1.8μm和1.3μm,晶界能随之降低。当双道次轧制压下率为35%/25%时,奥氏体晶界宽度又增长至1.5μm。结合界面区不锈钢表层的孔洞以及奥氏体晶界电解后形成连接凹槽,这主要归功于界面微孔毛细效应致使孔洞内壁快速发生电化学氧化效应,反应速率与析出气体的压力值呈正相关,与微孔直径呈负相关;且孔洞数量越多,腐蚀越快,形成平行于轧向的凹槽越宽。 展开更多
关键词 金属材料 真空轧制复合 不锈钢复合板 界面 毛细效应 附加压力
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钛合金抗蠕变性能研究进展
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作者 李聪 侯江鹏 +3 位作者 陈维 周立波 李微 陈荐 《机械强度》 北大核心 2025年第12期31-47,共17页
钛合金具有突出的综合性能,因而广泛应用于航空航天、能源化工等领域。随着工业技术的发展,对钛合金的蠕变强度也提出更高的要求。为了改善其抗蠕变性能,开展了大量工作。然而到目前为止,这些工作都比较零散,缺乏系统性的梳理和总结。... 钛合金具有突出的综合性能,因而广泛应用于航空航天、能源化工等领域。随着工业技术的发展,对钛合金的蠕变强度也提出更高的要求。为了改善其抗蠕变性能,开展了大量工作。然而到目前为止,这些工作都比较零散,缺乏系统性的梳理和总结。针对此问题,对近年来钛合金抗蠕变性能的研究工作进行了归纳和总结,从合金元素、显微组织、室温蠕变以及蠕变模型4个方面综述了关于钛合金蠕变强度的研究进展,以期为钛合金的设计、制备及其抗蠕变性能的提升提供一定的依据和科学指导。 展开更多
关键词 钛合金 抗蠕变性能 合金元素 显微组织 蠕变模型
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高熵稀土锆酸盐热障涂层材料的导热机理研究 被引量：1
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作者 张磊 李斌茂 +1 位作者 雷丽军 范薇 《机械设计与制造工程》 2025年第2期129-133,共5页
发动机核心热端部件表面低导热热障涂层材料的应用是为了提高其热转换效率,利用固相反应法制备了(Dy_(1/3)Sc_(1/3)Y_(1/3))_(2)Zr_(2)O_(7)(0.33Dy)、(Dy_(1/4) Sc_(1/4) Y_(1/4) La_(1/8) Yb_(1/8))_(2)Zr_(2)O_(7)(0.25Dy)和(Dy_(1/5... 发动机核心热端部件表面低导热热障涂层材料的应用是为了提高其热转换效率,利用固相反应法制备了(Dy_(1/3)Sc_(1/3)Y_(1/3))_(2)Zr_(2)O_(7)(0.33Dy)、(Dy_(1/4) Sc_(1/4) Y_(1/4) La_(1/8) Yb_(1/8))_(2)Zr_(2)O_(7)(0.25Dy)和(Dy_(1/5) Sc_(1/5) Y_(1/5) La_(1/5) Yb_(1/5))_(2)Zr_(2)O_(7)(0.20Dy)3种成分的稀土锆酸盐陶瓷,并对其物相结构、热导率及其导热机理进行了研究。结果表明,0.33Dy和0.25Dy的物相结构为单相萤石结构,而0.20Dy为焦绿石和萤石双相混合结构。0.25Dy陶瓷的热导率较Dy _(2)Zr_(2)O_(7)降低了20%~30%,分子动力学模拟表明0.25Dy陶瓷较低的热导率源于其较小的声子自由程和声子振动态密度。 展开更多
关键词 发动机 热障涂层 稀土锆酸盐 物相结构 导热机理
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