空间飞轮轴承等离子体浸没离子注入氮层性能研究

研究了氮等离子体浸没离子注入(PIII)技术处理后空间飞轮轴承内圈的摩擦学性能。通过原子力显微镜分析改性前后试样表面形貌,利用X射线电子能谱分析试样表面成分及结构,通过显微硬度计测量改性前后及不同注入时间下试样表面硬度,考察改性前后试样摩擦系数变化情况。结果表明,空间飞轮轴承内圈进行表面注氮后,表面形成Cr-N化合物,形成第二相及固溶强化使得试样表面硬度显著增加,摩擦系数明显减小,耐磨性增加,轴承组件工作电流明显减小。

基于OpenMP的快速并行分层算法

为了充分利用现有的多核CPU计算资源,提出一种基于OpenMP框架的快速并行分层算法,并对其性能进行讨论.该算法利用模型自然分组特征建立拓扑关系分组,使得模型拓扑数据结构的建立时间缩短;在此基础上,采用基于OpenMP的多线程计算,将拓扑结构的建立过程和求取层片轮廓的过程并行化计算,可以取得接近CPU核数的加速比,因此分层时间明显降低.对于复杂三维模型的超大STL文件进行分层处理,实例计算表明文中算法是一种高效且易于实现的方法.

管子对接多道焊接计算效率与精度分析

研究了焊接分段移动热源和焊接区网格尺寸对管子对接焊接过程计算精度和效率的影响,得到一种相对合理的网格尺寸和热源的分段方法以满足大型管子焊接应力三维模拟计算精度和效率的要求.结果表明,焊接区和热影响区的网格尺寸≤3.3mm,并且采用分段移动热源的方法,可以满足计算精度的要求,并大大的提高了三维模拟计算的效率.

基于磁性法的钢中残余奥氏体含量测定方法与装置

阐述了磁性法测定钢中残余奥氏体含量的原理和方法,并研制了一种基于磁性法的钢中残余奥氏体含量测定装置。该测定装置可以实现换向法、甩脱法和动态法等3种残余奥氏体含量测定方法,其中换向法和甩脱法以不同方式静态测定残余奥氏体含量,动态法能够在试件拉伸过程中连续、快速地动态测定残余奥氏体含量与应变的对应关系。该测定装置以LabVIEW为平台,构成了虚拟仪器系统,对数据进行采集、分析和处理,实现了可视化操作、自动测量、曲线显示和数据保存等功能。使用该装置采用3种方法分别对M50NiL轴承钢中的残余奥氏体含量进行了测定,试验结果表明该测定装置能够精确地测定钢中的残余奥氏体含量。

φ0.05mm深孔钻削有限元分析及工艺研究

微细钻头用于加工铝合金上直径小于0.1 mm、深径比10的小孔,钻头的主要破坏形式为根部折断和端部崩刃。针对刃具根部折断,本文分析了钻孔偏心及交变载荷产生的机理,使用Ansys仿真钻头偏心与抗弯强度关系,取钻头使用安全系数3～5时,计算得出钻头允许偏心位移4.47～8.16μm。三维钻削与二维切削转化力学模型分析表明,刃口端部为切削受力强度薄弱点,要满足安全系数3～5,则每转进给量要小于0.155μm。切削试验表明,采用主轴转速25 000 r/min、进给量0.5 mm/min,可实现0.05 mm硬质合金钻头连续加工30个深径比为10的微孔,孔径尺寸精度±5μm。

回火参数对NiCrMoV转子钢焊缝时效韧性的影响

为了揭示回火参数对耐热钢焊缝时效韧性的影响机理,针对采用不同回火参数处理的超临界汽轮机低压转子模拟件焊缝进行了时效韧性的研究。研究发现当回火温度利于碳化物析出聚集时,经过350℃×3 000 h时效后室温冲击韧性明显下降。通过对金相试样进行扫描电镜观察发现,时效后试样中的析出物较时效前显著增加。透射电镜观察发现析出物聚集长大后基体内的位错密度明显下降,因此热强性退化。若适当提高回火温度,经过相同的时效处理后仍然能够保持较高的冲击韧性,且析出物没有明显变化。由此证明,回火参数对碳化物析出行为的作用是其影响时效韧性的主要途径。本研究可为回火参数的优化提供一定参考。

碳纳米管在太阳能电池中的应用研究进展

碳纳米管(CNTs)由于具有独特的一维结构、良好的化学稳定性、优异的电荷传导性能以及独特的光电性能,近些年被广泛应用于太阳能电池材料。综述了CNTs在聚合物太阳能电池、染料敏化太阳能电池以及无机太阳能电池中的应用研究进展。

6N01铝合金MIG焊接头疲劳裂纹扩展性能研究

研究了6N01铝合金MIG焊接头不同区域的疲劳裂纹扩展速率,对接头的宏观形貌、显微组织、显微硬度和疲劳断口进行了分析。结果表明,焊缝区为等轴树枝晶,接头热影响区主要由淬火区和过时效软化区组成。疲劳裂纹在焊缝中的扩展速率最高;热影响区内,应力值范围较低时,疲劳裂纹扩展速率低于母材,随着应力值范围的增加,其扩展速率高于母材。疲劳断口分析表明,裂纹在焊缝中以不规则和粗糙的脆性疲劳条纹形式扩展,而在热影响区则以塑性的疲劳条纹扩展,扩展抗力较高。

纯镍N6挤压坯料的高温变形行为及加工图

目的以来源于挤压坯料的纯镍N6作为研究对象,分析其高温压缩变形行为及微观组织演化,为挤压工艺参数设计提供有效依据。方法利用Gleeble-1500D热-力模拟试验机,对实验样品在温度900~1200℃和应变速率0.01~10 s-1范围进行热压缩变形,获得了材料真应力-真应变曲线,利用光镜观察了变形后的微观组织。结果建立了双曲正弦函数形式的本构方程,得到材料的本构参数为Q=272.77 k J/mol,α=0.01024 MPa-1,n=4.045。基于动态材料模型建立了材料的热加工图,判断材料具有低温低应变速率和高温高应变速率2个适宜的加工区间。结论纯镍N6极易发生晶粒长大,温度和应变速率对变形组织影响显著,在变形条件为1200℃/1 s-1时,晶粒平均尺寸已经到达84.83μm。加工图失稳区间内的微观组织呈现不均匀性,为粗大变形晶粒与细小再结晶晶粒混杂的两级结构,因此在热挤压加工工艺设计中需要避开相应的参数区域。

激光与石墨烯相互作用的研究现状及发展趋势

石墨烯的问世引起了全世界范围的研究热潮,激光技术是使石墨烯深入走向应用领域的有力的技术手段,已成为先进制造技术的焦点之一。介绍了不同种类的激光制备石墨烯工艺过程的反应机制,包括脉冲激光沉积、激光诱导化学气相沉积外延生长、双光束干涉以及激光打开碳纳米管等。阐述了激光对石墨烯薄膜的破坏、切割、减薄、发光等调控石墨烯的质量和光电性能的方法与原理,并讨论了激光图案化石墨烯在气体传感器,超级电容器等领域的应用。总结了激光技术在石墨烯的制备与应用领域的发展趋势。

投影栅三维形面测量中亚像素匹配算法

根据相位值寻找匹配点是投影栅三维形面测量系统的关键技术之一,匹配精度在一定程度上决定了系统最终的三维重建精度,而整像素匹配无法满足高精度三维形面测量的需要。根据相邻像素相位近似线性分布的特点,提出了一种基于相位线性插值的亚像素匹配算法。模拟实验表明:应用该匹配算法后,三维重建测量精度有很大提高,匹配速度很快。验证实验显示:应用该匹配算法后投影栅三维形面系统的测量精度可达0.03mm,能够满足一些高精度测量需求。

厚壁焊缝中超声传播特性研究及检测条件选择

为了优化厚壁焊缝尤其是奥氏体焊缝的超声检测条件,对焊缝和母材中超声传播特性进行研究。实验研究了焊缝和母材中的超声衰减系数随探头频率的变化规律,以及探头的K值对检测结果的影响,并研究了焊缝和母材中超声的频散规律,以及声速和衰减的各向异性。研究结果表明,焊缝中声速小于母材,而衰减系数是母材的数倍,并且焊缝中频散严重。提出了合理的超声检测条件：选择K值尽量小的窄脉冲纵波斜探头,探头频率1~2 MHz,并且要保证探头具有足够的接收灵敏度和带宽,检测位置的确定应尽量减小焊缝中声程。

薄壁开口定向氮掺杂碳纳米管的制备及其优异的场发射性能

以乙腈为碳源，二茂铁为催化剂，用化学气相沉积（CVD）法，制备了薄壁开口定向氮掺杂的多壁碳纳米管。在780℃～860℃的生长温度范围内，随着温度的升高，碳纳米管的场发射效应增强。当生长温度为860℃时，制备碳纳米管的开启电场为0．27V／μm，阀值电场为0．49V／μm，增强因子为1．09×10^5。与其他材料相比，这种碳纳米管体现了非常优越的场发射性能。

基于变形及固有频率测量的纤维增强复合材料风机叶片等效弹性参数反求方法

该文建立了一种基于变形及固有频率测量的风机叶片等效弹性参数反求方法。该反求方法通过构造偏差方程将弹性参数反求工作转化为函数优化问题。运用了数字图像相关算法测试叶片在静载及冲击载荷下的位移信息,并采用基于可变容限技术的遗传算法优化偏差函数,求解等效弹性参数。计算的等效弹性参数得到了叶片结构静载试验数据的验证,该弹性参数用于计算叶轮组的模态信息,该模态信息与单叶片的模态相对应。