铝合金点阵激光选区熔化成形及其准静态与动态压缩性能研究

研究探索了铝合金点阵材料的激光选区熔化(SLM)制备工艺,通过调整激光功率和扫描速率,成功制备出BCC型AlSi10Mg点阵结构,并系统考察了SLM工艺参数、热处理对铝合金点阵结构准静态与动态压缩性能的影响。试验结果表明:SLM技术制备的AlSi10Mg合金点阵结构具有良好的成形性,其压缩性能随激光功率增加而显著提升,且展现出明显的应变率强化效应。树脂填充进一步增强了铝合金点阵结构的抗冲击性能,并降低了基于组织缺陷的应变率敏感性,为该结构在缓冲防护、抗冲击及轻量化防爆装置等工程领域应用提供了支持。

多孔泡沫热电器件断裂及其对能量转化性能的影响规律研究

热电器件能把废热转化为电能,减少二氧化碳排放,符合国家节能减排、逐步实现碳中和的发展需求.该文通过建立多孔热电器件的热、电传导分析模型,解释了多孔热电泡沫高输出功率的内在机制,并揭示了几何结构及孔隙率对断裂破坏的影响机理.在此基础上,阐明了断裂破坏对器件转化性能的影响规律.研究发现,随着孔隙率的增加,热电泡沫与金属层之间的界面剪切应力减小.同时,只要多孔热电泡沫的内部裂纹开始扩展就不会停止,直至器件完全破坏.此外,随着裂纹扩展,输出功率呈现先增加后减小的趋势.这是因为裂纹的形成间接增大了热电泡沫的孔隙率,导致器件与废热的接触面积增大,进而提高热电器件的输出功率;随着裂纹进一步扩展,其必然减弱热电器件的导热和导电性能,进而减小热电器件的输出功率.

热力学强度理论

材料结构强度的准确预报是工程结构设计与优化的关键,也是固体力学的核心问题之一.传统强度理论主要依赖于经验公式,虽种类繁多,但适用的材料和工况有较大的局限性.为确保安全,工程结构设计往往采用较大的安全系数,造成了极大的材料浪费,且依然无法杜绝恶性事故的发生.如何从普适的原理出发,突破传统强度理论的经验桎梏,发展新的材料结构强度评估理论,是一个亟待解决的科学与工程难题.本文简要总结了传统强度理论所存在的问题,概述了一些基于能量思想预报材料结构失效行为的方法,并重点介绍了作者提出的热力学强度理论体系.该理论体系将材料结构视为一个热力学系统,把材料结构失效强度的预报纳入被广泛认可的热力学框架.原则上,该理论对材料结构的失效模式没有限制,适用于多种失效模式的强度预报.以几个代表性实例来说明理论的正确性和广泛适用性,体现了极好的工程应用前景.