700 MPa级热轧高扩孔钢组织性能研究

以一种低碳+铌钛微合金试验钢为对象,通过研究轧制过程中不同冷却速度对高扩孔钢组织和性能的影响,开发出了700 MPa级热轧高扩孔钢,并研究和分析了扩孔试验后产生的裂纹情况。结果表明:当终轧温度870℃,卷取温度500℃,冷却速度30℃/s时,金相组织为铁素体和贝氏体,其中当铁素体体积分数约占60%时,抗拉强度达到719 MPa,扩孔率为81%,综合性能最好,满足用户使用要求。扩孔试验表明,当试验钢以微孔聚集制度形成裂纹及扩展时,缩小两相之间硬度差是降低裂纹扩展的有效手段。

Mo合金化对800 MPa级大梁钢组织和性能影响

研究了Mo元素对800 MPa级大梁钢组织和性能的影响。结果表明:Mo元素具有推迟珠光体的转变,抑制多边形铁素体和珠光体形成的作用;经热轧后,加Mo钢组织为针状铁素体+点状马氏体和奥氏体岛状物(MA岛),未加Mo钢组织为多边形铁素体+点状MA岛。

四主轴头五轴机床多工步加工路径优化

针对四主轴头多工步加工空行程耗时多的问题,基于空行程路径最短原则研究了无碰撞多工步加工路径优化方法。以四主轴头机床为对象确定了关节坐标系,在单面加工空行程规划基础上,建立了多面空行程计算模型和防碰撞多工步路径优化模型。基于同一面优先排序原则,在内层混合粒子群算法(GA-PSO)基础上融合了贪心算法,提出了双层混合粒子群优化算法(GA-PSO)。其中内层算法用于优化单一面上路径轨迹,外层算法用于优化多面间加工顺序。通过内外层优化算法间的不断迭代分层优化空行程,实现了整体多工步路径优化。对双层GA-PSO算法进行了算例分析,与遗传算法相比具有更快的收敛速度和更短的加工路径,最后通过虚拟仿真进一步验证了该路径优化算法的可行性。

基于径向基神经网络的废旧铝分离技术研究

建立了一套废旧铝喷气式分离系统,使用不同气压吹不同体积的废旧铝进行实验,测量其被吹离距离,获得230组训练集、80组测试集数据,从而建立径向基网络模型,拟合优度可达93%,均方根误差低至2.99。结果表明该套系统构造简单、识别效果准确,可以根据废旧铝具体情况预测出吹离距离,选取合适大小的气流进行自适应分离操作,实现对不同成分的废旧铝进行精细分离的目的。

基于动态设计分析法的某舰用双层隔振箱体抗冲击分析

舰船遭遇水下爆炸冲击时,舰载隔振箱体的抗冲击性能对保证舰船作战能力至关重要。文章建立了某舰用双层隔振箱体有限元模型,结合国军标冲击动力学部分相关规定,基于动态设计分析(DDAM)法计算箱体的三向冲击载荷谱,对箱体的抗冲击特性进行仿真计算,分析了隔振元件刚度对箱体抗冲击特性的影响。结果表明:双层隔振箱体承受三向冲击载荷时不会发生损坏,不同冲击方向及外、内箱体的冲击响应差异较大。隔振元件刚度对箱体低阶模态的冲击设计谱值有较大影响;外、内箱体的冲击位移响应随隔振元件刚度的变化趋势相反;箱体间相对位移响应随隔振刚度增加而逐渐减小。

温度对橡胶隔振器刚度阻尼特性的影响

在不同温度(20~80℃)下对橡胶材料进行了单轴静态拉伸试验与动态频率扫描试验,分析了应力应变关系、储能模量及损耗模量随温度的变化规律,拟合获得了不同温度下表征橡胶力学性能的超弹性和粘弹性本构模型参数。对某倒V形橡胶隔振器进行了不同温度本构参数下的静态与动态仿真,结果表明,温度对橡胶隔振器力学性能有较大影响,研究结果可为橡胶隔振器的工程应用提供参考。

钒微合金化对低合金耐磨钢组织与性能的影响

为了研究钒微合金化对低合金耐磨钢组织和性能的影响,在低碳低合金耐磨钢中添加0.13%的钒,通过光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、室温拉伸实验、–20℃低温冲击实验、布氏硬度实验等手段研究了钒微合金化对低碳低合金耐磨钢的微观组织和性能的影响。结果表明:实验钢经同一条件处理后均得到回火马氏体组织,马氏体板条中均有ε-碳化物析出,2#钢组织中有V的碳氮化物析出;实验钢均达到了国家标准中NM450级别耐磨钢要求。V合金化处理对实验钢的组织和性能的影响不明显,反而增加了合金成本;磨损条件和耐磨钢是影响耐磨钢磨损性能的主要因素,磨损机理均为磨削磨损。

铬在不同卷取温度下对X65管线钢组织性能的影响

分别对铬含量为0.30%和不含铬的X65管线钢采用550℃和450℃的卷取温度进行轧制实验。并通过拉伸实验、硬度实验、冲击实验、落锤实验、金相组织观察等检测分析方法,研究了0.30%铬含量(质量分数)对X65管线钢的组织性能的影响。结果表明:在高温卷取时,0.30%铬含量对X65管线钢的性能和组织影响不明显,但在低温卷取时,含0.30%铬的X65管线钢的淬硬性加大,强度有明显的提升,而塑韧性有一定程度的降低。

丁腈橡胶大应变率范围本构模型建立

为建立丁腈橡胶一类高分子聚合物在大范围应变率加载条件下的本构模型,采用超弹性-粘弹性模型描述丁腈橡胶的力学特性,通过低应变率拉压试验、中应变率动态扫频试验、高应变率霍普金森压杆冲击试验获取丁腈橡胶材料应力应变、储能模量和损耗模量数据。使用遗传算法对不同试验数据实际值与理论值误差的平方和函数进行优化,获得五阶Prony级数描述的粘弹性模型,分析了Prony级数阶数对拟合效果的影响规律。以某型船用减振器为对象,通过试验获取其静态刚度、动态刚度、阻尼比和冲击刚度,并在ABAQUS中进行相同工况的仿真验证,仿真刚度及阻尼比误差均小于10%。结果表明:考虑不同应变率工况下的多种试验数据,采用遗传算法优化获得丁腈橡胶材料本构模型,能够在大范围应变率加载条件下描述橡胶的弹性及阻尼损耗特点。

690MPa级海洋工程用钢的高温热塑性

利用LINSEIS L78 RITA相变仪和Gleeble3800热模拟试验机,测定了FH690海洋工程用钢相变转化的温度点和热塑性区。结果表明：在1150～780℃温度范围时,断面收缩率都在60%以上,热塑性很好;在1300～1150℃温度范围时,属于第Ⅰ脆性区,断裂原因为有大量的液相薄膜存在;在780～620℃温度范围时,断面收缩率逐渐降低,属于第Ⅲ脆性区,出现塑性最低值39.5%,原因是由奥氏体转化成的铁素体膜引起的。

基于线激光在机测量的一面两孔特征寻位方法

针对生产现场中工件精确测量和寻位问题,基于计算机数字控制机床(CNC)平台和线激光搭建了一套在机测量系统,并对工件一面两孔特征的快速寻位方法进行研究。利用球面的各向同性,通过标准球实现线激光在机测量系统的全局标定。将平面和孔作为找正特征,基于线激光传感器获取的测量数据,设计拟合算法并对相关特征的尺寸位置信息进行计算,最后利用试验件进行快速寻位实验。实验结果表明,该在机测量系统具有较高的精度和稳定性,能够满足生产加工中的工件寻位找正要求。

Al含量对高锰轻质钢组织和力学性能的影响

以四种具有不同Al含量的Fe-19Mn-xAl-0.3Si-0.8C(x=3.5、6、8、11)热轧高锰轻质钢为研究对象,通过室温拉伸、XRD、金相检测和断口扫描等研究手段,研究Al元素对力学性能、显微组织、应变硬化行为以及断裂行为的影响。研究结果表明,随着Al含量的增加,铁素体含量增加、奥氏体晶粒尺寸减小、屈服强度和抗拉强度增加、伸长率和应变硬化能力下降,并呈现三个阶段的应变硬化特点。Al含量分别为3.5wt%、6wt%和8wt%时钢的断裂方式为韧性断裂,而Al含量为11wt%的钢呈韧性和准解理混合型断裂。

基于响应面法的激光诱导击穿光谱实验装置参数优化研究

激光诱导击穿光谱技术(LIBS)具有无需制备样品、多元素同时测量和快速检测等优点,在物质检测领域得到了广泛应用,选择合适的实验装置参数是其取得良好检测效果的重要基础。在单因素实验的基础上,以激光能量、延迟时间和焦深为影响因素,以光谱信背比作为响应指标,建立了一种优化激光诱导击穿光谱实验装置参数的多因素响应面模型。研究了不同影响因素及它们之间的耦合作用对光谱质量的影响,得到的最优实验参数为激光能量114 mJ,延迟时间1.86μs,焦深1.75 mm。最后,对响应面法所得的最优实验参数进行实验验证,得出谱线信背比均值为7.45,较单因素实验法提高了1.92%,相对标准偏差为3.16%,较单因素实验法下降了0.94%。结果表明,响应面法比单因素实验法更加有效、可靠。

船用抗冲减振器冲击动力学建模与优化分析

为研究某船用动力设备抗冲减振器的冲击动力学特性,基于等效线性化思想与单自由度假设建立了带间隙减振器冲击数学模型,采用卷积积分对受半正弦冲击的运动方程进行了求解,并与仿真计算结果进行对比,分析了5个模型参数对冲击响应的影响,并采用试验设计、RBF网络建模以及NSGA-II算法优化减振器参数。结果表明:橡胶刚度阻尼、碟形弹簧刚度与冲击响应呈单调相关,碟形弹簧阻尼为0.11a(a为无量纲化比例系数)时绝对加速度取得最小值,安装间隙量为2.5 mm时取得最大值;参数优化后相对位移减小了16.43%,绝对加速度减小了10.94%。

“杨辉神算题”另解

《小学生之友》智力探索版2007年第11期上刊登了一篇《神算少年杨辉》的文章,其中老秀才给杨辉出了这样一道题:一个长方形的面积等于864平方米,已知宽比长少12米,问长和宽的和是多少米?