基于Nelder-Mead算法的PVD加热器结构优化

为提高蒸发镀膜机内基板温度均匀性,以蒸发镀膜机为研究对象进行建模,采用COMSOL有限元软件对真空环境下的基板加热器温度场进行有限元仿真,并耦合PID算法用于温度控制,揭示了基板温度分布规律。在此基础上对基板温度均匀性的影响因素进行研究,并借助Nelder-Mead单纯形法对加热系统进行优化。结果表明,当顶加热丝间距与侧加热丝间距为1∶1.23、加热距离为440 mm、反射距离为3.56 mm时,基板表面最大温差由优化前的16.5℃降低至9.9℃,温度均匀性得到改善。最后,结合实测数据分析显示,仿真结果与实测数据误差为6%,验证了优化的有效性。

基于BP人工神经网络喷射成形7055铝合金的本构模型

基于Gleeble热力模拟技术对喷射成形7055铝合金的高温流变应力特征规律进行研究,并构建耦合应变量的唯象型Arrhenius本构方程用以预测合金的流变应力,同时基于BP人工神经网络构建该材料的神经网络型本构方程对比预测流变行为。结果表明:喷射成形7055铝合金的流变应力状况受变形参数的影响较为显著,与变形温度呈负相关,并与应变速率呈正相关。利用两类本构模型预测该合金的流变应力,其中唯象型Arrhenius本构方程的平均相对误差δ值大于2%,该模型的预测误差随变形温度升高呈上升趋势,且在热加工温度区间下(450℃左右),平均绝对误差及平均相对误差达到峰值,较难精准预测该变形区间内合金的流变应力特征。而BP人工神经网络模型的预测准确度更高,平均相对误差δ值仅为0.813%,且具有较高的温度稳定性。

计及可控负荷及分布式电源接入的配电网网架布局规划方法

配电网中可控负荷的不断增加和越来越多分布式电源的接入,会对原有配电网网架规划带来一定程度的影响。通过建立配电网网架规划模型,包括变电站出线、线路布局和网络优化模型,给出了与变电站规划方案对应的网架规划方案,并以综合投资的经济性最优为目标函数,研究了计及可控负荷及分布式电源接入的配电网网架布局规划方法。选取某规划区为例,进行了不同方案的配电网网架布局规划及经济指标对比,验证了该配电网网架布局方法较传统方法在配电网网架规划、网络优化和经济性方面的优势。

铬钼高温铁素体钢的形变特性与动态再结晶模型

利用先进的Gleeble热模拟技术对铬钼高温铁素体钢12CrMoG进行了950~1150℃、0.001~10 s^-1的热压缩试验,系统研究了其形变特性与动态再结晶行为。实验结果表明:高温低应变速率下的流变曲线呈现明显的动态再结晶行为;构建了应变量为0.2的高温本构模型,热变形激活能为384.54 kJ·mol^-1,表明12CrMoG钢具有优良的热加工性能;构建了不同应变量下的热加工图,结合微观组织分析,避开了热加工失稳区间并明确了不同应变量下的最佳热加工窗口;基于Avrami方程构建了临界动态再结晶模型及体积分数模型,确定了临界应力与峰值应力的线性关系,预测了高温形变过程中的动态再结晶行为。本研究为铬钼高温铁素体钢12CrMoG的实际热加工工艺及其工程应用提供了科学的指导与依据。

高温合金NiCr22Mo9Nb的热塑性行为与加工图研究

采用先进的热力模拟技术对高温合金NiCr22Mo9Nb合金进行热压缩试验,系统研究了合金在900~1100℃,0.01~5.00 s^(-1)变形条件下的热塑性行为。根据热压缩实验数据,给出不同变形参数下该合金的流变应力曲线。考虑绝热温升效应对流变应力曲线的影响,通过外推法对高应变速率曲线进行绝热温升修正,基于修正后的流变应力曲线构建该合金Arrhenius型本构模型。根据动态材料模型推导该合金在不同应变下的加工图,并分析不同变形参数下该合金的变形组织演化规律。结果表明,该合金的流变应力曲线呈现动态再结晶软化特征;在高应变速率5.00 s^(-1)下发生明显的绝热温升现象,并且随着变形温度的升高绝热温升效应减弱;该合金在900~1100℃时的热变形激活能为485.31k J·mol^(-1);结合该合金的热加工图和不同区域变形组织特征,合金的完全再结晶区域为变形温度T=1050~1100℃、应变速率ε=0.10~0.25 s^(-1),失稳区域为T=900~1100℃、ε=0.3~1.8 s^(-1),建议该合金的最佳热加工窗口为完全再结晶区域。