水凝胶紫外光固化建模仿真

利用COMSOL Multiphysics仿真软件对紫外光固化进行建模和仿真,探究了单体浓度、引发剂浓度和氧气浓度对紫外光固化反应速度的影响。仿真结果表明:随着单体浓度和引发剂浓度的增加,反应逐渐加快;而随着氧气浓度的增加,反应先加快而后减慢,即氧阻聚现象。通过PEGDA水凝胶紫外光固化实验验证了单体浓度与反应速度的关系。

基于CSO-LSSVM模型的选择性激光烧结成型工艺参数优化

成型收缩是影响选择性激光烧结技术(selective laser sintering,SLS)制件精度的关键因素,而工艺参数对材料烧结情况和收缩变形程度有着明显影响,因此选择合理的参数组合对减小精度误差和改善成型性能质量有着重要意义。为降低SLS成型件工艺参数优化试验成本,文章开发了一种名为CSO-LSSVM成型精度预测模型用于工艺参数的预测。该模型的设计思路是:首先,通过Sine映射、非线性切换因子和针孔成像反向学习等3种改进策略全方面协调增强了蛇优化器(snake optimizer,SO)的收敛精度和寻优速度,接着,将改进后的蛇优化器(chaotic multi-strategy enhanced snake optimizer,CSO)与最小二乘支持向量机(least square support vector machine,LSSVM)结合,整定关键核函数参数,提高模型预测精度和泛化能力。为验证CSO-LSSVM模型的有效性和优越性,利用Matlab软件在真实数据集基础上将其与LSSVM、BP(back propagation)神经网络以及极限学习机(extreme learning machine,ELM)模型进行对比。结果表明:文中所提方法具有更高的预测精度,其误差评价指标均方根误差、平均绝对百分比误差和平均绝对误差分别为0.5462、9.4877、0.4017。该模型可为SLS成型加工提供最优工艺参数,有效指导加工。

基于临界剪应变势差的复合材料层间失效参数标定及冲击模型建立

提出了一种应用于校准和验证碳纤维增强复合材料(CFRP)层压板分层相关的层间参数标定方法及基于*MAT_58的冲击模型。层间参数标定方面,主要利用短梁剪切试验面外剪应变与正应变云图提取层间失效条件下的临界剪应变势差计算复合材料层间剪切强度。进一步对材料进行10J和200J能量水平的落锤冲击试验和叠层壳及细化网格尺寸模拟,以验证层间参数的有效性和建模实用性。结果表明,P16M2模型分层阈值载荷误差为5.09%,峰值力误差为8.99%,证明了层间参数的有效性,同时根据各模型在仿真精度及计算成本方面表现,增加叠层壳的层数较细化网格尺寸更为有效。

受感组件密封失效分析及改进

受感组件在压力信号器高低温试验后出现密封失效。通过故障模式分析、仿真计算和试验等方法,探究受感组件密封失效的原因,并进行改进。结果表明,螺纹预紧力衰减是导致受感组件密封失效的直接原因。由于受感组件壳体材料硬度不足,在试验中发生微观屈服变形,使螺纹无法有效配合而导致预紧力衰减,同时壳体与盖体积相对变化量不一致,加剧受感组件在试验中的预紧力衰减。改进壳体材料后,有效缓解受感组件的预紧力衰减,解决该型受感组件密封失效的问题。

新型反应堆压力容器主螺栓螺纹副性能试验研究

以国内某新型号压水反应堆压力容器主螺栓螺纹副为研究对象,对其进行了各安装工况下的旋拧模拟试验和拉伸标定试验。结果表明:新型主螺栓螺纹副的各安装参数推荐值可为主螺栓安装偏心度应不大于0.5 mm,主螺栓旋转速度应不大于30 rad/min,主螺栓剩余平衡配重应不大于40 kg,主螺栓允许的最大旋转力矩可不超过90 N·m;新型主螺栓剩余拉伸量计算值与拉伸标定值几乎一致,新型主螺栓绝对拉伸载荷与剩余拉伸载荷比值约为1.22,在工程经验范围值内,证明了新型主螺栓螺纹副结构设计的合理性,且新堆型主螺栓在所有工况下拉伸过程中的最大允许绝对拉伸量为4.13 mm。

磁记忆检测方法及其应用研究

研究金属磁记忆检测新方法在应力腐蚀问题中的应用.以低碳管线钢试件为研究对象,使之拉伸或折弯以产生残余变形和应力,利用磁记忆检测仪对这些拉伸和折弯后的试件进行检测,根据给出的评价标准对试件表面的应力变形状态进行评价分析,为应力腐蚀实验中研究应力和腐蚀之间的关系提供了依据.

X12转子钢蠕变-疲劳裂纹扩展行为的研究

在600℃条件下进行蠕变疲劳裂纹扩展速率实验,施加不同的载荷和保载时间,研究力值和保载时间对蠕变疲劳裂纹扩展速率的影响,并通过金相检测观察裂纹扩展路径。结果表明:在低应力条件下,蠕变疲劳裂纹扩展速率随着保载时间缩短而增大;在高应力条件下,蠕变疲劳裂纹扩展速率随保载时间延长而减小;相对含有疲劳成分裂纹而言,蠕变裂纹的扩展路径显得更加圆滑。

矿用刮板输送机中部槽磨损性能研究

通过EDEM软件构建刮板输送机中部槽离散元模型,为刮板输送机中部槽磨损提高仿真分析方法支持。具体模型构建后分别从煤的物理性质和不同工况条件两个角度分析刮板输送机中部槽磨损影响因素。另外,将刮板输送机中部槽磨损模型仿真分析方法应用于工程实际,检验模型仿真方法应用价值。

应变强化奥氏体不锈钢焊接接头冲击试验研究

为了研究9%应变强化工艺对焊接接头冲击性能的影响,给应变强化奥氏体不锈钢焊接接头冲击试验指标的制定提供依据,以奥氏体不锈钢S30408为研究材料,对9%应变强化前、后焊接接头焊缝区和热影响区的标准尺寸和5mm厚小尺寸夏比V型缺口试样进行-196℃低温冲击试验.研究结果表明:9%应变强化对冲击功与侧向膨胀量在统计学上无影响;试样的冲击功与侧向膨胀量均保持线性关系,且线性关系在应变强化前、后在统计学上无明显差异;除焊缝区标准试样外,其余试样在冲击功满足指标要求时,对应的侧向膨胀量也能满足指标要求;应变强化前、后小尺寸试样冲击功与标准尺寸试样冲击功比值在焊缝区内均大于0.5,在热影响区内均等于0.5.

基于磁记忆法的焊接缺陷检测技术研究

研究焊缝缺陷处的磁记忆信号变化规律.建立了地磁场下焊缝的磁偶极子模型,并模拟了其在有、无缺陷时的变化曲线,根据模型曲线的变化情况总结出了焊缝处存在缺陷时磁场强度的变化规律.通过检测自制焊接试件的磁记忆信号与模型进行对比.缺陷处的检测曲线与模型模拟的曲线具有很好的一致性.建立的磁偶极子模型能够反映实际焊缝处的磁记忆信号情况,可以对焊缝处缺陷进行评价.

钢板表面缺陷在线视觉检测系统研究

本文设计了一套智能无损检测系统以实现对钢板表面缺陷的在线检测.检测系统由新型LED光源,明暗域结合成像光学系统、高速高分辨率线阵CCD器件、FPGA嵌入式处理系统和缺陷自动分类子系统等组成.系统对钢板表面的气泡、夹杂、结疤、划伤和压痕等主要缺陷进行无损检测,并基于Bayes决策理论,实现缺陷的自动分类功能.本系统在实验室检测指标为:宽度最大为1 800 mm,运行速度不大于1.5 m/s,振动幅度小于1 mm,横纵向检测分辨率为0.8 mm×0.8 mm,尺寸检测误差不大于1 mm.

微型材料的拉伸测试方法研究

微电子机械系统技术的迅速崛起 ,推动了微型材料拉伸测试方法的发展。文中列举几种典型的微型材料拉伸实验方法 ,具体说明其驱动方式、力和位移测试原理 ,并介绍实验中的难点 ,如试样加工、夹持和对中等方法。

中低碳钢静拉伸时磁记忆效应的实验研究

研究静拉伸情况下低碳X70管线钢和中碳45#钢的金属磁记忆效应.对X70钢试件进行了拉伸前后的金属磁记忆检测,总结了拉伸至塑性变形后试件表面磁场强度零值线的分布变化规律.在对45#钢所做的静拉伸实验中,发现磁记忆检测方法对于压磁效应具有一定的敏感性,为在弹性区域内检测应力的变化提供了可能性.

低碳钢扭转过程弱磁信号变化及金属磁记忆效应

研究地磁场存在条件下扭转过程中低碳A 3钢的弱磁信号变化和金属磁记忆效应.在扭转实验机上对A 3钢弱磁信号变化和转矩变化之间的关系进行了实验研究,通过记录试件表面磁场强度垂直分量和所施加的转矩值,绘制出二者之间的关系曲线,分析了弹塑性阶段弱磁信号变化特点.磁信号在弹塑性区域发生变化的主要原因是磁畴在应力作用下的定向分布和位错对磁畴转向的阻碍作用.根据实验结果提出了通过设立弱磁信号的梯度阈值进行构件应力状态及微损伤判别的新方法.

金属成型材料参数的反求技术

给出了快速准确地获得材料处于弹塑性大变形状态下各向异性弹塑性本构模型参数反求方法。首次提出了筛选试验测试点的活度规则,并以此来指导试验测试点的位置的选择;提出了仿真先验信息的概念,丰富了获取材料参数先验信息的途径;混合采用Levenberg-Marquardt方法和Gauss-Newton法的优化策略,给出了材料参数反求的基本公式和关键算法。数值算例表明,反求参数的初值以及反求区间的确定对于反求结果有着重要影响,为了确保反求过程的顺利进行,必须充分了解材料模型的先验信息,并充分利用筛选试验测试点的活度规则。同时数值算例计算还表明本文方法具有很高的计算精度和计算效率。

基于霍尔元件阵列的缺陷漏磁检测技术研究

利用高灵敏度霍尔器件,设计研制了多通道阵列式漏磁检测传感器及信号处理电路.对不同几何参数的铁磁性试件缺陷进行了检测实验研究,该漏磁检测系统可实现地磁场激励和人工弱磁激励下的缺陷信号图像显示.探讨了基于多通道漏磁信号的缺陷表示方法,并利用人工神经网络技术对基于多通道传感器漏磁信号的缺陷反演问题进行了初步研究,表明利用霍尔元件阵列检测装置和人工智能信息处理方法,可以实现多通道漏磁信号与缺陷参数的非线性拟合,进而实现漏磁检测中的缺陷定量化分析.

采用球压痕法测16MnR钢的拉伸性能

采用球压痕试验和常规拉伸试验两种方法对16MnR钢的拉伸性能进行了测试并进行了对比。结果表明:球压痕法能够准确、基本无损地测出试验钢的拉伸性能,其结果与常规拉伸试验结果比较符合,屈服强度和抗拉强度的最大误差分别为6.8%和1.9%。

高强度钢磨削时的金属磁记忆现象初探

对炮钢、弹钢等高强度钢在磨削过程中的金属磁记忆现象进行了初步探讨,得到的实验数据表明,在磨削前后,试件表面磁场强度发生了显著变化。但这种变化是非线性的,其中的规律尚有待于深入探讨。将磁记忆检测结果和X射线衍射法所测应力变化进行了对比分析,发现二者的变化具有一定的规律性。从金属材料学角度对这种现象进行了解释,并从磁弹性理论角度初步建立了圆筒状零件的被测磁场强度和应力梯度之间的关系模型。

加载速率对硅橡胶拉伸断裂行为的影响

为研究硅橡胶的拉伸断裂行为,以不同的加载速率对硅橡胶进行了拉伸试验,对拉伸试样断口进行了扫描电镜观察,对硅橡胶的断裂特征形成原因进行了分析,并对实际构件进行了对比分析。结果表明:随着加载速率的增加,硅橡胶的强度呈上升趋势,断裂伸长率略有降低,性能分散性减小;加载速率较低时,源区光滑平坦,呈镜面断裂特征;当加载速率达到500 mm.min-1时,源区、镜面区断裂特征发生变化,出现了明显的二次裂纹,且随着加载速率的增加,裂纹扩展区更加粗糙。

连续球压痕法评价钢的塑性

对B16、Q345R、A106和2.25Cr1Mo四种钢进行了连续球压痕试验,并按照所提出的方法对试验获得的载荷-位移曲线进行处理,通过引入损伤积累理论获得连续球压痕试验的压痕塑性表征参数;同时对四种钢进行了传统单轴拉伸试验以获得它们的断面收缩率,将连续球压痕试验得到的压痕塑性表征参数与断面收缩率进行比较。结果表明:对于断面收缩率大的钢,其压痕塑性表征参数也较大;在因试验条件限制而无法进行单轴拉伸试验时,压痕塑性表征参数可以作为材料塑性评定的补充参数。