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视频引伸计集成微试样力学测试装置研制
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作者 陈俊甫 王静 +4 位作者 付国栋 卫国英 张中泉 蔡晋辉 袁梦 《中国测试》 北大核心 2026年第1期112-119,158,共9页
微试样力学测试方法广泛应用于被测材料体积受限、无法满足标准尺寸要求的测试场合,目前尚缺乏可靠的微试样力学测试装置。基于此,开展视频引伸计集成微试样力学测试装置研制,首先阐明装置整机工作原理及设计参数,对微型力学加载台开展... 微试样力学测试方法广泛应用于被测材料体积受限、无法满足标准尺寸要求的测试场合,目前尚缺乏可靠的微试样力学测试装置。基于此,开展视频引伸计集成微试样力学测试装置研制,首先阐明装置整机工作原理及设计参数,对微型力学加载台开展机械结构和控制系统硬件设计;其次,对视频引伸计系统进行成像分析和硬件选型,设计目标识别算法;最后,采用LabVIEW平台开发集运动控制系统、数据采集系统和视频引伸计系统于一体的上位机测控软件。以低碳钢为例,采用经过校准的商业设备和自研装置开展材料力学测试,结果表明自研装置测量的弹性模量、屈服强度、抗拉强度、断后伸长量等力学性能参数相对误差均小于0.5%,表明视频引伸计集成微试样力学测试装置具有较高的精度和可靠性。 展开更多
关键词 微试样 力学测试 视频引伸计 目标识别算法 单轴拉伸测试
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电液激振系统单神经元PID闭环控制研究 被引量:2
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作者 贾文昂 陈泽吉 +2 位作者 陈统中 倪子帆 李胜 《浙江工业大学学报》 北大核心 2025年第3期310-315,345,共7页
以高频电液激振系统载荷力闭环控制以及提升系统鲁棒性为目标,提出了一种基于单神经元PID算法的电液激振控制系统。首先,阐述电液激振系统的结构组成,分别建立电液激振系统以及控制器的数学模型;然后,利用Matlab/Simulink平台对激振系... 以高频电液激振系统载荷力闭环控制以及提升系统鲁棒性为目标,提出了一种基于单神经元PID算法的电液激振控制系统。首先,阐述电液激振系统的结构组成,分别建立电液激振系统以及控制器的数学模型;然后,利用Matlab/Simulink平台对激振系统载荷力的幅值与偏移闭环进行仿真研究;最后,以电液疲劳试验机作为对象,采用阶跃试验测试单神经元PID算法作用下电液激振系统载荷力幅值与偏移的实际控制效果。试验结果表明:单神经元PID算法下,电液激振系统在不同工作频率输出载荷力的幅值与偏移闭环响应迅速,鲁棒性强。当频率为800 Hz时,载荷力幅值达到稳态所需要的调节时间为2.7 s。载荷力范围变动性最大为1.43%。在电液激振系统中应用单神经元PID控制算法可以实现载荷力幅值与偏移的闭环控制。 展开更多
关键词 电液激振系统 单神经元PID 激振阀 载荷力幅值与偏移闭环
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扫描电镜内原位微纳米压痕测试装置设计与试验研究
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作者 衣春学 刘仁霖 +2 位作者 张旭 黄虎 赵宏伟 《机械工程学报》 北大核心 2025年第20期30-39,共10页
扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)内的原位压痕测试技术是研究揭示接触载荷作用下材料变形损伤过程与机制的有效手段,但目前该技术基本被国外垄断。为此,设计研发具有自主知识产权的SEM内原位微纳米压痕测试装置,其结构尺寸... 扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)内的原位压痕测试技术是研究揭示接触载荷作用下材料变形损伤过程与机制的有效手段,但目前该技术基本被国外垄断。为此,设计研发具有自主知识产权的SEM内原位微纳米压痕测试装置,其结构尺寸为130 mm×56 mm×53 mm。详细阐述该装置的结构组成、机电系统框架和测试流程,并对其核心器件进行标定与性能测试。经标定,对应于500 mN载荷与19μm位移量程,该装置的载荷与位移噪声分别小于0.03 mN和2 nm,满足微纳米压痕测试性能要求。根据参考映射法,对该装置的机架柔度进行校准,校准后可获得与商业化压痕仪器基本重合的载荷-深度曲线。最后,利用立方角压头在SEM内开展锆基非晶合金的原位压痕试验,探究最大压入载荷与加载速率对非晶合金锯齿流变行为与压痕诱导剪切带特征的影响,验证该装置在SEM内开展微纳米压痕测试的实际应用价值。 展开更多
关键词 原位测试 微纳米压痕 扫描电镜 非晶合金 锯齿流变 剪切带
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基于声发射技术的CFRP/steel粘接接头损伤行为研究
4
作者 张志远 徐长航 +2 位作者 王文奥 李娜 王龙博 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第8期87-107,共21页
碳纤维增强复合材料/钢(CFRP/steel)粘接接头在桥梁和船体结构加固中应用广泛,其力学性能受搭接长度的显著影响。针对现有研究中损伤演化机理揭示不足、识别精度有限的问题,提出了一种融合声发射(AE)与数字图像相关(DIC)技术的损伤监测... 碳纤维增强复合材料/钢(CFRP/steel)粘接接头在桥梁和船体结构加固中应用广泛,其力学性能受搭接长度的显著影响。针对现有研究中损伤演化机理揭示不足、识别精度有限的问题,提出了一种融合声发射(AE)与数字图像相关(DIC)技术的损伤监测与搭接长度识别方法。选取25、50、75和100 mm这4种搭接长度,在准静态拉伸加载过程中采集AE信号的幅值、能量、质心频率、均方根(RMS)及持续时间等特征参数,并结合DIC的全场应变分布,分析接头的损伤起始、扩展以及失效模式的演化规律。研究表明,接头损伤过程可分为3个阶段,失效模式主要有钢变形、纤维断裂、基体开裂、粘结失效和内聚失效。另外,搭接长度对接头的力学性能有显著影响,其中搭接长度为100 mm的接头的极限拉伸载荷为60.70 kN,约为75 mm接头的2倍。然后,以声发射的特征参数为输入,构建了基于极限梯度提升树(XGBoost)的CFRP/steel粘接接头搭接长度识别模型,识别准确率高达94%。最后,在该模型中引入可加性解释模型(SHAP)量化各特征贡献度,结果发现质心频率、RMS与持续时间是关键特征。该研究揭示了搭接长度对接头损伤行为的作用机制,有效挖掘了声发射特征与接头损伤状态之间的关系,从而提升了损伤预测的准确性与解释能力,为CFRP/steel粘接接头的失效模式预测和结构优化设计提供了重要参考。 展开更多
关键词 CFRP/steel粘接接头 声发射 数字图像相关 损伤演化 XGBoost模型 SHAP模型
原文传递
P91钢前期蠕变状态磁巴克豪森噪声检测 被引量:1
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作者 徐志远 金俊奇 +3 位作者 唐宇科 王荣彪 崔西明 宋凯 《失效分析与预防》 2025年第3期191-198,共8页
长期服役于高温环境下的P91钢制承压构件容易产生蠕变损伤,威胁火电机组的安全运行。蠕变前期产生的微观组织变化及小尺寸蠕变孔洞,常用超声检测方法由于灵敏度较低无法精确检测。本文利用P91钢的铁磁性及磁巴克豪森噪声对微观组织变化... 长期服役于高温环境下的P91钢制承压构件容易产生蠕变损伤,威胁火电机组的安全运行。蠕变前期产生的微观组织变化及小尺寸蠕变孔洞,常用超声检测方法由于灵敏度较低无法精确检测。本文利用P91钢的铁磁性及磁巴克豪森噪声对微观组织变化敏感的特性,提出基于磁巴克豪森噪声的P91钢前期蠕变状态的无损检测方法。通过600℃/110 MPa加速蠕变试验测定P91钢蠕变寿命,在40%蠕变寿命内制备不同蠕变时长试件,分析其微观组织。开展P91钢磁巴克豪森噪声检测实验,研究磁巴克豪森噪声信号特征与蠕变时长的变化规律。结果表明,随着蠕变时长的增加,磁巴克豪森噪声信号均方根值、峰峰值、包络线峰值、振铃数等特征均先减小再增加,然后趋于平缓,符合三次函数变化关系,且与P91钢微观组织演变过程相对应。综合考虑灵敏度、鲁棒性和线性度,均方根值是评估P91钢前期蠕变状态的最佳特征。 展开更多
关键词 P91钢 前期蠕变 磁巴克豪森噪声 金相观察
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基于ANSYS的深低温下拉伸试验机仿真分析
6
作者 覃渝 向北平 《机械工程师》 2025年第1期52-56,共5页
针对金属材料在真空深低温环境下拉伸力学性能测试的问题,设计了一种可用于真空深低温环境下的拉伸试验机。该试验机整体内置于真空仓内,以G-M二级制冷机为冷源,采用热传导的方式为样品制冷。为验证装置的可靠性及安全性,采用有限元分... 针对金属材料在真空深低温环境下拉伸力学性能测试的问题,设计了一种可用于真空深低温环境下的拉伸试验机。该试验机整体内置于真空仓内,以G-M二级制冷机为冷源,采用热传导的方式为样品制冷。为验证装置的可靠性及安全性,采用有限元分析软件对装置进行了强度分析。同时,为保证试样能实现深低温条件,采用有限元分析软件对试样进行了稳态热分析。仿真分析结果表明,该装置结构设计合理,试样温度能满足要求,为装置的设计提供了理论支撑。 展开更多
关键词 深低温 拉伸试验机 强度分析 热分析
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喷丸强化对新型7055-T7751铝合金疲劳性能的影响 被引量:33
7
作者 李鹏 刘道新 +4 位作者 关艳英 成书民 赵远兴 曹亮 李欢 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期86-89,93,共5页
对7055-T7751新型铝合金表面进行了陶瓷丸喷丸强化处理,采用X射线衍射仪、表面轮廓仪、扫描电子显微镜、显微硬度计等研究了喷丸强度、喷丸覆盖率等工艺参数对铝合金表面残余应力场、表面粗糙度、表面损伤及表面加工硬化和疲劳性能的影... 对7055-T7751新型铝合金表面进行了陶瓷丸喷丸强化处理,采用X射线衍射仪、表面轮廓仪、扫描电子显微镜、显微硬度计等研究了喷丸强度、喷丸覆盖率等工艺参数对铝合金表面残余应力场、表面粗糙度、表面损伤及表面加工硬化和疲劳性能的影响。结果表明:优化工艺参数下的喷丸强化能够显著提高该铝合金的疲劳性能,并不是喷丸强度或喷丸覆盖率越高强化效果越好,而是存在合理的喷丸强化参数范围,在优化条件下铝合金可以获得良好的综合表面完整性,疲劳断裂抗力最高;确定的优喷丸参数为喷丸强度0.15mm,覆盖率100%,以此参数强化处理的7055-T7751铝合金的疲劳寿命是基材的2.7倍。 展开更多
关键词 7055-T7751铝合金 喷丸强化 疲劳性能
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多功能热力模拟实验机的研究与开发 被引量:9
8
作者 骆宗安 苏海龙 +1 位作者 张殿华 王国栋 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第12期1181-1183,共3页
成功研制出一种多功能热力模拟实验机,应用LabVIEWRT控制编程,可满足热力模拟实验机所要求的高响应控制和快速高精度测量等性能,控制和测量精度不低于目前国内外先进的同类设备;其功能多于常见的热力模拟实验机,在同一台设备上实现了拉... 成功研制出一种多功能热力模拟实验机,应用LabVIEWRT控制编程,可满足热力模拟实验机所要求的高响应控制和快速高精度测量等性能,控制和测量精度不低于目前国内外先进的同类设备;其功能多于常见的热力模拟实验机,在同一台设备上实现了拉伸、压缩、扭转及拉扭复合、压扭复合等多种实验功能·阐述了该实验机的设计功能、设备构成、人机界面、控制系统及主要指标· 展开更多
关键词 多功能 热力模拟实验机 控制 测量 LABVIEW RT
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金属材料快速加热方法的研究与实现 被引量:8
9
作者 骆宗安 苏海龙 +1 位作者 张殿华 王国栋 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期356-359,共4页
针对热力模拟实验中金属材料快速加热系统,采用直接电阻加热方式,分析了加热速度的估算方法;为克服大电流所形成电磁场对温度测量的影响,采用每10ms周期短暂断电采集温度策略,利用同步电压实现触发采集,提出当采集点偏离断电区时的判断... 针对热力模拟实验中金属材料快速加热系统,采用直接电阻加热方式,分析了加热速度的估算方法;为克服大电流所形成电磁场对温度测量的影响,采用每10ms周期短暂断电采集温度策略,利用同步电压实现触发采集,提出当采集点偏离断电区时的判断方法,并重新设置触发时间·介绍了智能控制在快速加热系统的应用·实践表明,快速加热系统在快速升温的同时,具有采集温度准确、控制精度高的特点· 展开更多
关键词 热力模拟 电阻加热 断电触发采集 温度测量 温度控制
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喷丸强化与表面完整性对300M钢疲劳性能的影响 被引量:31
10
作者 李瑞鸿 刘道新 +3 位作者 张炜 李轩 乔明杰 夏明莉 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2011年第9期1418-1423,共6页
为提高300M超高强度钢疲劳抗力,研究了喷丸强度、喷丸覆盖率及表面完整性对300M钢疲劳性能的影响规律,利用X射线衍射仪、表面轮廓仪、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计等,测试和分析了喷丸强化对300M钢表面残余应力场、表面粗糙度、表... 为提高300M超高强度钢疲劳抗力,研究了喷丸强度、喷丸覆盖率及表面完整性对300M钢疲劳性能的影响规律,利用X射线衍射仪、表面轮廓仪、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计等,测试和分析了喷丸强化对300M钢表面残余应力场、表面粗糙度、表面损伤及表面加工硬化的影响规律,探讨了喷丸强化对300M钢疲劳抗力的作用机制。结果表明:喷丸强化改善300M钢的疲劳抗力的效果与喷丸强度、喷丸覆盖率之间的关系不是单调变化规律,并非喷丸强度或喷丸覆盖率越高强化效果越好,而是存在较佳的喷丸强化参数范围,此条件下表面完整性高,疲劳抗力亦高。在喷丸强化工艺参数选取时,不宜盲目地追求过高的喷丸强度或喷丸覆盖率,而忽视金属材料的表面完整性。 展开更多
关键词 300M钢 喷丸强化 表面完整性 疲劳性能
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音圈式快速伺服刀架的分析与设计 被引量:7
11
作者 杨帆 杨海宽 +1 位作者 陈志华 王贵林 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期42-47,共6页
自由曲面光学零件面形复杂,快刀伺服车削加工是其高效加工手段。针对压电陶瓷型伺服刀架行程小,加工能力有限的问题,提出一种基于音圈式直线电机驱动的快刀伺服方案。音圈式快速伺服刀架行程大,可大大拓宽快刀伺服加工范围。以典型光学... 自由曲面光学零件面形复杂,快刀伺服车削加工是其高效加工手段。针对压电陶瓷型伺服刀架行程小,加工能力有限的问题,提出一种基于音圈式直线电机驱动的快刀伺服方案。音圈式快速伺服刀架行程大,可大大拓宽快刀伺服加工范围。以典型光学零件加工为例,对快速伺服刀架所应具备的关键性能指标进行分析,给出了音圈电机的结构,对音圈式伺服刀架进行了理论建模、控制器设计以及实际性能测试。测试结果表明,所设计的音圈式伺服刀架行程大、频响高,在刀架行程为±100μm时可达到300Hz的频响能力,同样行程下的频响指标优于国外同类产品。 展开更多
关键词 光学自由曲面 快刀伺服 音圈电机 行程 频响
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航空用TC18钛合金的车削加工工艺技术研究 被引量:14
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作者 杜东兴 刘道新 +1 位作者 孙瑜峰 李世平 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2011年第11期1805-1810,共6页
研究了难加工材料新型超高强度TC18钛合金的车削加工工艺技术。通过探讨机械加工表面粗糙度Ra对TC18钛合金疲劳寿命的影响规律,揭示了严格控制车削加工零部件表面粗糙度的重要性。利用正交试验法设计了车削加工工艺参数,以零件表面粗糙... 研究了难加工材料新型超高强度TC18钛合金的车削加工工艺技术。通过探讨机械加工表面粗糙度Ra对TC18钛合金疲劳寿命的影响规律,揭示了严格控制车削加工零部件表面粗糙度的重要性。利用正交试验法设计了车削加工工艺参数,以零件表面粗糙度Ra值为车削加工表面质量评价指标,采用直观分析法、方差分析法、Taguchi分析法以及多元线性回归分析法综合分析了车削加工试验结果。结果表明:机加工表面粗糙度对TC18合金疲劳寿命有重要的影响;车削加工走刀量f对TC18钛合金表面粗糙度影响最为显著。得到了一组优化的车削加工工艺参数,建立了预测车削加工TC18钛合金表面粗糙度与车削转速、走刀量和切削深度之间关系的定量方程,验证试验证明了其正确性。 展开更多
关键词 车削加工 TC18钛合金 正交试验 表面粗糙度 疲劳寿命
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电液伺服疲劳试验机波形幅值的模糊补偿 被引量:7
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作者 张福波 王贵桥 +1 位作者 杜林秀 王国栋 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 2008年第2期96-99,共4页
在应用电液伺服疲劳试验机对试件进行疲劳性能测试时,随着试验信号频率的增加,试验机所施加到试件上的实际载荷与设定载荷相比会出现幅值衰减的现象,直接影响试验结果的准确性。通过对实际输出波形幅值的检测,将设定幅值与检测幅值的偏... 在应用电液伺服疲劳试验机对试件进行疲劳性能测试时,随着试验信号频率的增加,试验机所施加到试件上的实际载荷与设定载荷相比会出现幅值衰减的现象,直接影响试验结果的准确性。通过对实际输出波形幅值的检测,将设定幅值与检测幅值的偏差及其偏差变化率作为模糊控制器的输入,经模糊推理得出补偿因子。应用补偿因子对波形的幅值进行实时修正,提高了试验结果的准确性。为充分保证控制过程的实时性,将内环PID(Proportional Integral Derivatie,简称PID)控制算法及外环波形补偿算法分别放在不同的线程中运行。试验结果表明,所提出的波形补偿算法具有精度高、快速性好的特点,能够满足高精度疲劳试验的要求。 展开更多
关键词 疲劳试验机 模糊控制 波形补偿 多线程
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随机振动条件下SMT焊点半经验疲劳寿命累积模型 被引量:14
14
作者 郭强 赵玫 孟光 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期24-26,36,共4页
研究了SMT焊点在随机振动条件下引起的振动疲劳情况,给出了SMT焊点半经验随机振动疲劳寿命累积模型,并通过对某SMT电路板进行随机振动疲劳测试,验证了模型的正确性。
关键词 SMT焊点 随机振动 疲劳寿命
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小能量多冲法对物理气相沉积膜层机械性能的评价 被引量:5
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作者 王小锋 刘道新 +2 位作者 唐长斌 张晓化 李文清 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2008年第4期451-455,共5页
利用自行研制的小能量多冲试验装置,对物理气相沉积(PVD)方法制备的CrMo合金膜和TiA lN陶瓷膜的结合强度、韧性、内聚强度等机械性能进行综合评价;探讨了膜层性质、冲头几何形状、基材硬度等因素对PVD膜层在小能量多冲条件下失效行为的... 利用自行研制的小能量多冲试验装置,对物理气相沉积(PVD)方法制备的CrMo合金膜和TiA lN陶瓷膜的结合强度、韧性、内聚强度等机械性能进行综合评价;探讨了膜层性质、冲头几何形状、基材硬度等因素对PVD膜层在小能量多冲条件下失效行为的影响规律;比较了膜层在承受动态多冲与静态压入载荷条件下失效行为的异同;分析了膜层在小能量多冲条件下的失效机制。结果表明:小能量多冲法能够很好地模拟膜层承受动态冲击载荷的服役工况。该方法既可以用于评价硬质陶瓷膜层的机械性能,也可用于合金膜层的力学性能表征;冲击力比冲击周次对膜层多冲失效行为的影响更为显著;四棱锥冲头较球型冲头更易于造成膜层的剥落失效,因而更有利于评价膜层的结合强度;承载能力高的基材有利于提高膜层的多冲抗力;膜层在四棱锥冲头多冲条件下主要发生膜基结合型破坏,而在静载压入条件下的失效则以开裂为主,反映了膜层的韧性及内聚强度。 展开更多
关键词 多冲试验 膜层 机械性能 结合强度 内聚强度 韧性
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基于AFM纳米硬度测量系统的实验(英文) 被引量:4
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作者 史立秋 孙涛 +1 位作者 闫永达 董申 《纳米技术与精密工程》 EI CAS CSCD 2006年第2期146-150,共5页
为了解决用AFM自身压痕软件进行纳米硬度测量时无法直接获得载荷-压深曲线和由于受到扫描陶管扫描范围的限制而进行多点压痕实验范围有限的问题,建立了三维微动工作台和原子力显微镜相结合的纳米压痕硬度测量系统.基于该系统,对单晶薄... 为了解决用AFM自身压痕软件进行纳米硬度测量时无法直接获得载荷-压深曲线和由于受到扫描陶管扫描范围的限制而进行多点压痕实验范围有限的问题,建立了三维微动工作台和原子力显微镜相结合的纳米压痕硬度测量系统.基于该系统,对单晶薄膜材料进行了单点压痕实验,得出该系统适合进行纳米硬度测量的结论;并对薄膜材料的纳米硬度和弹性模量进行了分析,讨论了尺寸效应对两者的影响.另外,进行了40×40的点阵压痕实验,得到了材料整个压痕面的三维形貌图和三维硬度图. 展开更多
关键词 纳米压痕 原子力显微镜 纳米硬度 弹性模量 纳米原位测量仪
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一种新的物理模拟手段——MMS-100热力模拟实验机的研制 被引量:4
17
作者 骆宗安 苏海龙 +2 位作者 张殿华 王国栋 刘相华 《塑性工程学报》 CAS CSCD 2003年第5期57-59,共3页
成功研制出具有自主知识产权的MMS—100热力模拟实验机,讨论了该设备的加热原理、液压系统、控制与测量系统、多功能实验及主要性能参数。
关键词 物理模拟 实验机 多功能 性能参数
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新型钢丝绳—滑轮综合性能实验机的开发 被引量:6
18
作者 周强 陶德馨 肖汉斌 《实验技术与管理》 CAS 2003年第4期33-35,共3页
本文介绍了一种新型钢丝绳-滑轮综合性能实验机.该实验机由计算机自动控制,配备先进的检测仪器,能全方位模拟钢丝绳-滑轮的实际工况,可完成钢丝绳-滑轮多项技术性能的实验.
关键词 钢丝绳 滑轮 综合性能实验机 自动控制 疲劳 开发
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半固态金属流变仪的研制 被引量:4
19
作者 张先念 张恒华 +1 位作者 邵光杰 许珞萍 《特种铸造及有色合金》 CAS CSCD 北大核心 2005年第8期507-510,共4页
根据同轴圆筒旋转法粘度测量原理自行研制了1台半固态金属流变仪,并通过测量甘油的粘度来检验流变仪的测量精度。在3个不同温度下测得的甘油绝对粘度值与标准值接近。用该台流变仪研究半固态A356铝合金的流变特性表明:半固态浆料稳态表... 根据同轴圆筒旋转法粘度测量原理自行研制了1台半固态金属流变仪,并通过测量甘油的粘度来检验流变仪的测量精度。在3个不同温度下测得的甘油绝对粘度值与标准值接近。用该台流变仪研究半固态A356铝合金的流变特性表明:半固态浆料稳态表观粘度随着剪切速率的增大而下降,且浆料温度越低,伪塑性越明显;当固相率小于10%时,在高剪切速率下浆料呈现出牛顿流体的特征;在连续冷却条件下,半固态浆料的表观粘度随着温度的降低而先缓慢后迅速增大,冷却速度显著影响半固态合金的表观粘度。 展开更多
关键词 半固态金属 流变仪 表观粘度 剪切速率
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