杨合 中国著名材料成形专家

您主要从事精确塑性成形先进理论与技术及其建模、计算机仿真的研究与教学工作,在面向重大复杂构件和薄壁轻量化构件精确塑性成形研究领域都取得了哪些重要的进展?

研究生专业技术课程科教融合的创新实践探索--以微弱信号检测与处理课程为例

研究生教育是我国高等教育体系的重要组成部分,肩负着培养具备创新能力的科技领域人才的神圣使命。在新工科背景下,如何实现课堂教学与科学研究融合、达到学术素养和工程能力共同提升的培养目标,已成为高校教育教学改革面临的新课题。该文选取北京航空航天大学仪器科学与技术和光学工程两个一级学科开设的专业技术课微弱信号检测与处理,阐述在研究生专业技术课程教学中,通过融入本学科在国内具有影响力和技术优势的光纤陀螺、光纤电流互感器、空芯光纤微弱散射光检测三个典型科研实例,进行科教融合、提高教学质量的创新实践探索。

局部加载控制不均匀变形与精确塑性成形研究进展

局部加载控制不均匀变形与精确塑性成形关键理论与技术研究,既是先进塑性成形学科前沿领域中的关键和挑战性课题,又是航空航天高技术发展的迫切需求。文章以局部不均匀加载实现通常极难的板面内弯曲成形为切入点,发展了控制不均匀变形以实现精确塑性成形的理论与技术,为我国先进飞机发展面临的大型复杂整体钛框成形制造难题的解决,提供了启示。建立了薄壁管数控弯曲失稳起皱、回弹、截面畸变预测和成形极限分析的模型、过程仿真和优化设计的方法;揭示了其关键影响因素和影响规律;实现了难度很大的薄壁管小弯曲半径数控弯曲精确成形。建立了多道次普旋、曲母线和带内筋件强旋等复杂过程三维仿真模型,提出了解决不均匀变形导致的复杂成形缺陷和旋轮轨迹优化设计难题的方法。解决了大型铝型材先进等温挤压中迫切需要解决的多场耦合作用下温度与速度效应和控制的重大难题。发展了复杂环件辗扩过程和控制仿真的三维有限元模型以及临界摩擦系数确定的解析-数值方法;总结了冷辗扩3种塑性变形行为及多因素耦合对辗扩过程的影响;提出了率相关晶体塑性模型在有限元中实现的稳健算法,实现了冷辗扩宏观变形行为的细观响应描述。

轻合金成形领域科学技术发展研究

铝、镁、钛等轻金属材料,由于具有比强度与比刚度高等特性,在汽车、轨道交通和航空航天等制造领域显示出越来越广泛的应用前景。研究与发展轻合金材料先进成形技术,对实现轻量化零构件高质量、低成本、短周期制造,缓解由于交通运输带来的能源、环保压力以及节能减排具有重大的意义。轻合金成形技术与科学,已经成为我国国民经济、国防建设与科学技术发展的关键学科领域之一,而轻合金高性能精确成形制造是既有挑战性又充满机遇的研究与发展前沿领域。评述轻合金成形技术领域国内外研究现状、存在问题与发展趋势,分析并提出该领域的研究前沿,给出我国轻合金凝固成形、塑性成形、建模仿真与优化的重点发展方向的展望与建议。

铝合金大型复杂薄壁壳体旋压研究进展

大型复杂薄壁壳体是航空航天等高技术产业迅速发展的迫切需求,带横向内筋大型复杂薄壁壳体是其中的典型代表。然而,带横向内筋大型复杂薄壁壳体多道次复合旋压却是一个多因素耦合作用下的复杂塑性成形过程。作者采用数值模拟和实验相结合的方法,以铝合金带横向内筋大型复杂薄壁壳体为代表,建立大型复杂薄壁壳体复合旋压全过程仿真平台与模型,研究不同条件下大型复杂薄壁壳体复合旋压及其特征结构旋压过程中的不均匀塑性变形行为和成形缺陷的形成机理。揭示不同塑性变形行为对工件内筋质量的影响规律,获得对不同塑性变形行为有决定性影响的因素,确定合理的毛坯、工艺和旋轮参数的选择准则。研究结果对发展大型复杂薄壁壳体精确成形技术具有重要的理论意义和实际应用价值。

管成形技术发展基础问题研究

管成形以其易于实现零件的轻量化、强韧化、高效、精确、低耗的特点 ,而成为先进塑性成形技术发展的一个重要方向 ,管先进塑性加工技术的诞生、应用和发展 ,离不开对重要基础问题的研究和掌握。

含钛和稀土高炉渣光催化降解活性艳红X—3B

实验制备了含钛高炉渣/稀土渣复合光催化剂,负载于玻璃表面,通过对水溶液中活性艳红X-3B的降解实验,研究了含钛高炉渣/稀土渣复合光催化剂的光催化效果,评价了含钛高炉渣/稀土渣复合光催化剂性能与溶液的pH值、不同光源、空气流量及热处理温度的影响关系,并与纯TiO_2光催化剂进行了对比实验。结果表明:经600℃处理的催化剂具有最好的光催化性,酸性条件、适当空气通入量、提高紫外光强度均有助于染料的降解。

含钛高炉渣催化剂光催化降解亚甲基蓝

实验制备了含钛高炉渣光催化剂,负载于玻璃表面,通过对水溶液中染料亚甲基蓝的降解实验,研究了含钛高炉渣的光催化效果,评价了含钛高炉渣光催化剂与热处理温度、溶液的pH值、不同光源、空气流量的影响关系.结果表明,经处理的含钛高炉渣催化剂具有光催化性,经600oC处理的催化剂的光催化性最好,适当的pH值与空气通入量、提高紫外光强度及缩短光源的波长均有助于染料的降解.

焙烧时间对钛酸钙光催化性能的影响

以CaCO3和TiO2为原料,焙烧温度为1500℃,焙烧时间分别为2、4、6、8、10h的条件下焙烧得到CaTiO3。应用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外变换光谱仪(FT-IR)、紫外-可见光漫反射光谱仪(UV-Vis)对焙烧后的物料进行了表征。实验结果表明,焙烧时间对合成CaTiO3的纯度影响很小;焙烧时间的延长使得CaTiO3微观形貌从不规则多边形向光滑曲面形变化,颗粒团聚现象越来越明显,堆积密实,尺寸增大;焙烧时间对钛酸钙光吸收能力的影响很小。在光催化性能评价实验中,随着焙烧时间的延长,亚甲基蓝的降解率和降解速率降低,反应速率常数最多可降低接近50%;钛酸钙降解亚甲基蓝溶液比较符合一级反应动力学特征。

选铁尾矿和钛精矿直接还原-磁选工艺回收铁实验研究

针对铁品位较低的选铁尾矿和钛精矿,探索了直接还原-磁选回收铁的工艺。综合考察了配碳量、焙烧温度、保温时间和冷却方式对直接还原金属化率的影响,找出了实验最优指标。通过XRD和化学分析讨论了不同焙烧温度下还原过程中物相的变化。结果表明:选铁尾矿中二价铁主要存在的物相(Fe,Mg)(Ti,Fe)O3在1300℃下较充分的被还原为金属铁。钛精矿中三价铁主要存在的物相Fe2TiO5在1300℃下较充分的还原为金属铁。在配碳量为6.29%,焙烧温度1300℃,保温时间1.0 h的最优条件下,选铁尾矿铁回收率达到80%,铁品位58%。在配碳量为10.36%,焙烧温度1300℃,保温时间1 h条件下,钛精矿铁回收率达到95%,铁品位78%。

钛合金大型复杂构件等温局部加载近β锻造组织控制研究进展

高性能钛合金大型复杂构件精确塑性成形是航空航天高端装备实现大运力、低能耗、长寿命的必然选择,然而,面临如何提高成形制造能力和如何实现成形成性一体化控制的挑战。等温局部加载近β锻造为该类构件的成形提供了一种先进的工艺途径。由于成形过程的特殊性、构件结构的复杂性以及钛合金组织对成形方式与条件的敏感性,使得如何实现微观组织控制并获得性能优异的三态组织成为该成形技术研究发展与应用迫切需要解决的关键问题和基础性难题。从钛合金等温局部加载多道次成形组织演化机制、不同加载区和过渡区组织均匀性控制和三态组织形成及等温局部加载参数优化进行分析并给出了最新的研究进展。

煅烧-碱浸法从钒铬还原渣中分离回收钒铬

通过煅烧-碱浸法从钒铬还原渣中分离回收钒铬,考察了煅烧反应过程并探讨了煅烧-碱浸条件对浸出钒的影响。结果表明:煅烧过程中Cr(Ⅲ)和V(Ⅳ)反应生成中间产物CrVO4,随后CrVO4分解为Cr2O3和V2O5;相同浓度条件下,在V2O5浸出效果方面NaOH要优于Na2CO3,提高浸出介质浓度和延长浸出时间有利于V2O5的浸出,而浸出温度对V2O5浸出无明显影响,钒铬还原渣在850℃煅烧1.5 h后经3 mol·L?1 NaOH在90℃浸出1.5 h,滤渣中的Cr2O3质量分数高于96%,钒、铬的浸出率分别为87.3%和小于1%,另外,利用酸性铵盐法能够沉淀滤液中97%的钒。

半导体多相光催化研究进展及应用技术

半导体光催化氧化技术是一种新型的现代化水处理技术 ,对多种有机物有明显的降解效果 ,具有广泛的前景 ,近年来 ,半导体光催化氧化已成为光化学领域和环保领域中的研究热点之一 .本文介绍了半导体多相光催化原理、光催化剂的制备和在环境保护、卫生保健等方面的应用 。

半导体多相光催化技术研究进展

多相光催化可利用太阳能有效地降解多种对环境有害的污染物。近年来半导体光催化氧化已成为光化学领域和环保领域中的研究热点之一。本文综述了半导体多相光催化原理及提高光催化的途径,提出了光催化技术存在的问题及发展方向。

面向叶片精锻过程的三维有限元模拟

对刚粘塑性有限元用于模拟分析叶片精锻过程的基本原理进行了论述 ;对模拟中需解决的关键问题提出了相应的算法和处理技术 ;开发了考虑工模具间的摩擦的三维刚粘塑性有限元模拟分析系统 .采用该系统 ,对航空发动机压气机简单叶片和带阻尼台叶片精锻过程进行了三维有限元模拟分析 .模拟过程中对榫头和叶身过渡处采用圆角连接 ,改善了金属的流动性和充填性 ,使叶片锻造三维有限元模拟的建模与分析更接近于实际过程 .结果表明 :采用作者所提出的基于边界构形的网格重划方法 -内缩法 ,进行畸变网格的重划是可行的 ;采用作者所提出的动态边界条件的处理方法以避免模具死锁问题是有效的 ;所开发的软件系统是可靠的 .

板带金属不均匀压下面内弯曲成形机理的研究

本文建立了不均匀压下刚塑性硬化板带面内弯曲变形过程的上限模型。该模型可以用于预估板带面内弯曲半径，预选成形参数。此外还以ＬＦ２１Ｍ及Ｌ４Ｍ冷轧板为试验材料进行了试验研究，试验实测结果不仅有助于阐明该过程的成形机理，还可以检验所建立的数值模型的精度。

含钛高炉渣抗金黄色葡萄球菌的性能

以含钛高炉渣(titanium-bearing blast furnace slag,TBBFS)为原料,制备了粉状抗菌材料。采用抑菌环抗菌标准确定材料的抗菌性能。通过对金黄色葡萄球菌(staphylococcus aureus,sa)的生物抗菌实验,评价经过改性处理后的TBBFS的抗菌性能。结果表明:在800℃焙烧后的TBBFS粉体具有良好的抗sa性能;无掺杂样品的抑菌环厚度为4.7mm,氯化银(AgCl)掺杂后材料的抗菌性增强,抑菌环随掺杂比例的上升略有增大,氧化铜(CuO)掺杂降低了材料的抗菌性能。

钛合金塑性成形关键技术进展(英文)

综述了钛合金塑性成形关键技术的发展状况。重点介绍了成形与微观组织演化的研究与发展。在成形方面,主要讨论了省力成形技术在钛合金大型复杂构件成形中的应用,并给出了相关的实例,如钛合金构件的等温成形、连续/间断局部加载成形等;讨论了精确成形技术中的回弹控制与工艺优化等关键问题;在缺陷控制技术方面,主要讨论了如何控制裂纹出现及充填不满等问题;在微观组织演化方面,首先讨论了微观组织的演化机制,如织构与组织形态的演化;其次,讨论了微观组织演化的几种数值建模方法,如内变量法、晶体塑性理论及元胞自动机模型。最后,提出了钛合金构件塑性成形技术领域目前存在的问题与挑战。

反应条件对钢渣除磷的影响

为了更好地利用钢渣具有较大的比表面积、孔隙率和密度,易于固液分离且不易形成二次污染等特点来处理废水,确定反应条件对钢渣除磷效果的影响,对污水中磷的初始浓度、钢渣用量、钢渣粒径、温度、p H值等因素进行了研究.研究结果表明,磷的初始浓度越大,反应平衡得越快,对除磷总量影响比较显著;随着钢渣用量增加、钢渣粒径减小,磷去除量显著增大;钢渣对磷的去除适宜在偏酸性条件下进行,p H=4时去除率最高;20~35℃条件下温度对钢渣处理效果的影响较小.

半导体多相光催化应用技术

近年来半导体光催化氧化已成为光化学和环保领域研究热点之一。半导体光催化材料能有效地降解对环境有害的污染物,使有害物质矿化为CO_2、H_2O及其它无机小分子物质,可用于废水处理、空气净化、杀菌除臭等。综述了半导体多相光催化原理、研究现状、产业化进程和在环境保护等方面的应用等。提出了光催化技术存在的问题及发展方向。