增材制造数字化模型平面与非平面切片及路径规划研究进展 被引量：7

1

作者 周祥曼 费世港 +2 位作者 田启华 付君健 吴海华 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第16期38-68,共31页

增材制造技术基于“离散-堆积”原理,通过对三维数字化模型进行数据预处理、切片与路径规划,并生成增材系统可识别的执行代码,驱动增材设备实现零件的快速制造,近年来,该技术在航空航天、汽车、船舶、医疗、建筑等行业得到了广泛应用。... 增材制造技术基于“离散-堆积”原理,通过对三维数字化模型进行数据预处理、切片与路径规划,并生成增材系统可识别的执行代码,驱动增材设备实现零件的快速制造,近年来,该技术在航空航天、汽车、船舶、医疗、建筑等行业得到了广泛应用。切片与路径规划是增材制造三维数字化模型数据处理的核心步骤,决定着制造过程的工艺变量、零件形状精度和性能。首先综述了目前增材制造中基于CAD模型、点云模型、STL模型、体素模型等多种数字化模型切片方法研究进展,并从各模型生成精度、切片算法原理、算法效率等方面展开了评述;其次,对平面与非平面的等厚度、变厚度、变方向及分区组合等多种切片算法,以及平面单区域、多区域、局部特征及非平面等多种路径规划算法进行了综述,初步分析和梳理了切片及路径规划算法的设计要点;最后,总结了目前增材制造数字化模型平面与非平面切片及路径规划的研究现状,并对其发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 增材制造(AM) 数字化模型 数据预处理 切片与路径规划 平面与非平面

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6H-SiC纳米磨削机理的分子动力学研究

2

作者 耿瑞文 周星辰 +5 位作者 田助新 谢启明 李立军 吴海华 双佳俊 杨志豇 《材料导报》 北大核心 2025年第10期46-53,共8页

6H-SiC作为先进半导体材料的代表,具有出色的物理性能和化学稳定性,在光电子、航空航天等高新技术产业中起着关键作用。高硬度和低断裂韧性的物理特性使6H-SiC在超精密加工过程中充满挑战。因此,本工作采用分子动力学模拟的方法,探究了6... 6H-SiC作为先进半导体材料的代表,具有出色的物理性能和化学稳定性,在光电子、航空航天等高新技术产业中起着关键作用。高硬度和低断裂韧性的物理特性使6H-SiC在超精密加工过程中充满挑战。因此,本工作采用分子动力学模拟的方法,探究了6H-SiC在不同磨粒形状(球形、圆台形、四棱台形)下的纳米磨削行为,并深入分析了磨削深度对纳米磨削特征的影响。结果表明:四棱台形磨粒在材料去除效率方面表现最佳,但伴随着最大的亚表面损伤;在较深的磨削条件下球形磨粒的材料去除率超过了圆台形磨粒,并且亚表面损伤小。此外,随着磨削深度的增加,材料去除机制发生转变,磨削力和磨削温度也有所增加,同时磨粒形状对磨削质量的影响也更加显著。研究结果为6H-SiC等硬脆性材料工艺参数优化提供了理论依据。 展开更多

关键词 6H-SIC 分子动力学 纳米磨削 磨削深度 磨粒形状 亚表面损伤

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BaFe_(12)O_(19)/PLA复合材料的制备及性能研究

3

作者 叶喜葱 杨鹏 +2 位作者 杨超 高琦 吴海华 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2023年第3期88-95,共8页

以钡铁氧体(BaFe_(12)O_(19))为微波吸收剂、聚乳酸(PLA)为基体,经过球磨、单螺杆熔融挤出制备BaFe_(12)O_(19)/PLA复合线材,利用熔融沉积成型(FDM)制备出BaFe_(12)O_(19)/PLA复合材料.分别利用XRD、SEM和矢量网络分析仪对所制备的不同... 以钡铁氧体(BaFe_(12)O_(19))为微波吸收剂、聚乳酸(PLA)为基体,经过球磨、单螺杆熔融挤出制备BaFe_(12)O_(19)/PLA复合线材,利用熔融沉积成型(FDM)制备出BaFe_(12)O_(19)/PLA复合材料.分别利用XRD、SEM和矢量网络分析仪对所制备的不同比例的BaFe_(12)O_(19)/PLA复合材料进行物相研究、微观形貌分析和电磁性能表征.拉伸测试结果表明:随着BaFe_(12)O_(19)含量的提升,BaFe_(12)O_(19)/PLA复合材料的力学性能持续下降,当BaFe_(12)O_(19)含量在20%时,拉伸强度和断裂延伸率较纯PLA分别下降了15.69%、36.83%;当BaFe_(12)O_(19)含量在30%时,拉伸强度和断裂延伸率出现了较大幅度的下降,分别为41.28%、66.23%.计算不同BaFe_(12)O_(19)含量和厚度的反射损耗,研究BaFe_(12)O_(19)的含量和厚度对复合材料吸波性能的影响.发现随着BaFe_(12)O_(19)含量的提升,复合材料的吸波性能没有随之持续增强,当BaFe_(12)O_(19)含量在20%时,厚度为7.5 mm,最小反射损耗在17.20 GHz处达-43.22 dB,低于-10 dB的最大有效带宽出现在厚度为8.5 mm时,为3.60 GHz(14.40~18.00 GHz). 展开更多

关键词 熔融沉积成型(FDM) 钡铁氧体 聚乳酸 复合材料 电磁性能

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不同增强粒子对PLA/TPU复合线材力学性能的影响 被引量：1

4

作者 钱鹏 刘力 +3 位作者 胡正浪 杨增辉 张忍静 吴海华 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第4期84-89,共6页

聚乳酸(PLA)因具有优异的生物相容性而备受关注,但其制品脆性大、韧性不佳,应用范围受限.本文分别以还原氧化石墨烯(rGO)、纳米SiO_(2)和rGO-SiO_(2)作为增强粒子制备了rGO/TPU/PLA、SiO_(2)/TPU/PLA、rGO-SiO_(2)/TPU/PLA等3种复合线材... 聚乳酸(PLA)因具有优异的生物相容性而备受关注,但其制品脆性大、韧性不佳,应用范围受限.本文分别以还原氧化石墨烯(rGO)、纳米SiO_(2)和rGO-SiO_(2)作为增强粒子制备了rGO/TPU/PLA、SiO_(2)/TPU/PLA、rGO-SiO_(2)/TPU/PLA等3种复合线材,研究FDM成型件力学性能变化规律,探究不同粒子的增强增韧机理.研究结果表明:当rGO的加入质量分数控制在3%以下时,拉伸强度会有所增加,当超过3%时,因石墨烯局部团聚导致其韧性明显下降;纳米SiO_(2)的加入改善了PLA与TPU界面结合性,使得韧性大幅度增加,而拉伸强度略有增加;与单一增强粒子相比,SiO_(2)和rGO结合在一起改善了其在基体中的分散效果,rGO-SiO_(2)杂化粒子的增强增韧效果更佳,FDM成型件的抗拉强度、韧性均得到了明显提升. 展开更多

关键词 熔融沉积成型 石墨烯复合线材 rGO-SiO_(2)杂化粒子 增韧 增强

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6H-SiC高速纳米磨削的去除行为及亚表面损伤机制的分子动力学仿真研究 被引量：1

5

作者 耿瑞文 双佳俊 +3 位作者 谢启明 杨志豇 周星辰 李立军 《机床与液压》 北大核心 2024年第21期191-198,共8页

6H-SiC在光电子等领域应用广泛,作为典型的硬脆性材料,其材料去除行为及亚表面损伤机制目前尚不清晰,高效地获得光滑、平坦、低损伤的表面仍十分困难。采用分子动力学模拟的方法研究磨削速度对6H-SiC去除行为及亚表面损伤的影响。结果表... 6H-SiC在光电子等领域应用广泛,作为典型的硬脆性材料,其材料去除行为及亚表面损伤机制目前尚不清晰,高效地获得光滑、平坦、低损伤的表面仍十分困难。采用分子动力学模拟的方法研究磨削速度对6H-SiC去除行为及亚表面损伤的影响。结果表明:磨削时原子层有两条去除路径,即向左上方形成切屑,向右下方形成加工表面。在磨削深度为1 nm、磨削速度为100 m/s的条件下,工件通过相变、堆垛层错、晶格畸变和原子空位产生塑性变形,从而导致工件材料的去除。随着磨削速度增加,磨粒所受的平均切向磨削力和摩擦因数都减小。相比100 m/s,磨削速度为200、400 m/s时,平均切向磨削力分别减少了52.3%和55%,摩擦因数分别减少了7.4%和11.9%。增大磨削速度可以减小工件亚表层的损伤深度,提高工件表面材料的去除率,改善工件表面的加工质量。 展开更多

关键词 6H-SIC 分子动力学 材料去除行为 亚表面损伤机制 高速纳米磨削

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仿生类弧形层级蜂窝结构的耐撞性研究

6

作者 李响 李宁创 +2 位作者 孙爽 付君健 文康 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第19期63-70,共8页

蜂窝结构是目前应用最广泛的吸能结构之一,以益母草根茎、四方竹及蛛网为仿生原型,仿生设计一种类弧形层级蜂窝结构。采用简化超折叠单元理论推导出仿生类弧形层级蜂窝结构在轴向冲击载荷下平均碰撞力的解析值,通过数值模拟的方法验证... 蜂窝结构是目前应用最广泛的吸能结构之一,以益母草根茎、四方竹及蛛网为仿生原型,仿生设计一种类弧形层级蜂窝结构。采用简化超折叠单元理论推导出仿生类弧形层级蜂窝结构在轴向冲击载荷下平均碰撞力的解析值,通过数值模拟的方法验证了理论值的准确性,分析了层级数量与尺寸参数对结构耐撞性的影响。研究结果表明,增加层级数量可以有效降低类弧形蜂窝结构的峰值碰撞力,同时也可大幅度提高结构的平均碰撞力,1级与2级结构的平均碰撞力相比0级提升明显,分别提高了25.46%和29.98%;增加壁厚与壁长可以明显改善结构的耐撞性,其中,壁厚对结构平均碰撞力和比吸能的影响更加显著。 展开更多

关键词 类弧形蜂窝 仿生 层级 轴向压缩 耐撞性

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固溶+时效处理对钴基合金组织演变和腐蚀行为的影响

7

作者 王珂胜 石增敏 +3 位作者 朱哲 申烁 戴雷 吴海华 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第2期557-572,共16页

采用电弧熔炼方法制备了CoCrMoNi合金,研究了铸态合金固溶和时效处理中的组织演变规律及组织的耐腐蚀性能。结果表明:铸态合金的γ-FCC+ε-HCP两相组织胞状枝晶结构随固溶处理逐渐消失转变为等轴晶结构,同时发生ε-HCP相向γ-FCC相的转... 采用电弧熔炼方法制备了CoCrMoNi合金,研究了铸态合金固溶和时效处理中的组织演变规律及组织的耐腐蚀性能。结果表明:铸态合金的γ-FCC+ε-HCP两相组织胞状枝晶结构随固溶处理逐渐消失转变为等轴晶结构,同时发生ε-HCP相向γ-FCC相的转变和合金元素的相间扩散;γ-FCC相的层错条纹随晶粒粗化而生长,形成与ε-HCP板条相间分布形貌,层错密度随固溶时间先增大而后降低。固溶合金时效处理过程中发生γ-FCC相向ε-HCP相的逆转变、层错缺陷的湮灭和M_(23)C_(6)碳化物的析出。固溶合金的强度和伸长率随固溶时间先增加而后降低;时效合金的强度和伸长率随时效时间的延长而增加。固溶处理可提高合金的耐氯盐腐蚀性能,时效处理则降低合金的耐腐蚀性能。γ-FCC和ε-HCP两相体积分数及形貌分布是决定合金塑性和耐腐蚀性能的主要因素。 展开更多

关键词 钴铬钼镍合金 固溶处理 时效 层错 耐腐蚀性

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组合型类蜂窝夹芯结构设计及面内力学性能研究 被引量：7

8

作者 李响 段宇 +3 位作者 宋小俊 王艳苗 秦红玲 曹祥斌 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期168-176,共9页

为提高蜂窝夹芯结构共面方向的承载性能,从仿生序构角度,提出一种组合型类蜂窝夹芯结构,并对其面内力学性能进行研究。首先,从深海鱼的骨骼结构中仿生设计出一种功能基元,并将该基元4个一组在空间组合成一个基本单元,再将此单元在水平... 为提高蜂窝夹芯结构共面方向的承载性能,从仿生序构角度,提出一种组合型类蜂窝夹芯结构,并对其面内力学性能进行研究。首先,从深海鱼的骨骼结构中仿生设计出一种功能基元,并将该基元4个一组在空间组合成一个基本单元,再将此单元在水平和垂直方向上阵列得到一种四边形里嵌套八边形的组合型类蜂窝夹芯结构;然后,根据胞元理论将该结构进行简化,采用经典梁弯曲理论与胡克定律推导出其面内等效力学参数公式;采用压缩实验和数值模拟进行力学参数的对比验证,得到该结构面内等效弹性模量的实验值、仿真值与理论值之间的误差分别为13.68%和10.60%,验证了组合型类蜂窝夹芯结构面内等效力学参数的准确性。在相同等效密度下,将所设计的组合型类蜂窝夹芯结构和该课题组以前提出的“超轻多孔”类蜂窝夹芯结构进行等效力学性能对比实验,结果表明:所设计的组合型类蜂窝夹芯结构的面内等效弹性模量是类蜂窝夹芯结构的20倍左右,其刚度有显著提升,该研究成果为新型蜂窝结构创新设计提供了思路。 展开更多

关键词 夹芯结构 组合型类蜂窝 面内力学性能 等效力学参数 压缩实验

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基于GASF-BMKELM的滚动轴承故障诊断方法

9

作者 杨锡发 王林军 +3 位作者 邹腾枭 吴振雄 李响 陈保家 《三峡大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期96-103,共8页

针对传统故障诊断方法难以充分提取故障信息以及神经网络依赖初始参数选择的问题,提出一种基于格拉姆角和场(Gramian angular summation field,GASF)与贝叶斯优化多核极限学习机(Bayesian optimization multi-kernel extreme learning m... 针对传统故障诊断方法难以充分提取故障信息以及神经网络依赖初始参数选择的问题,提出一种基于格拉姆角和场(Gramian angular summation field,GASF)与贝叶斯优化多核极限学习机(Bayesian optimization multi-kernel extreme learning machine,BMKELM)的故障诊断方法.首先,应用小波包节点对数能量与格拉姆角和场(GASF)将原始振动信号变换为小波包对数能量图特征;其次,使用多项式核函数与径向基核函数加权组合构建多核极限学习机(multi-kernel extreme learning machine,MKELM),同时,利用贝叶斯优化算法优化多核极限学习机的参数来提升诊断模型的故障识别能力;最后,以小波包对数能量图特征作为输入,再使用BMKELM模型完成故障特征识别与分类.通过两个数据集进行验证分析,实验结果表明,所提方法的准确率分别为99.39%和98.89%,具有较高的故障识别率和稳定性. 展开更多

关键词 滚动轴承 格拉姆角和场 小波包对数能量图 多核极限学习机 贝叶斯优化算法 故障诊断

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选择性激光烧结成型多孔石墨预制体 被引量：2

10

作者 吴海华 梅永健 +1 位作者 贺俊超 钟磊 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第3期85-89,共5页

三维互穿网络结构复合材料因具有组成相的优异性能而备受关注,而多孔预制体是获得高性能互穿网络结构复合材料的关键.本文尝试利用选择性激光烧结技术快速制备多孔石墨预制体,重点研究了热固性酚醛树脂加入量、碳化升温速率等对石墨预... 三维互穿网络结构复合材料因具有组成相的优异性能而备受关注,而多孔预制体是获得高性能互穿网络结构复合材料的关键.本文尝试利用选择性激光烧结技术快速制备多孔石墨预制体,重点研究了热固性酚醛树脂加入量、碳化升温速率等对石墨预制体的抗弯强度、导热性能以及孔洞连通性的影响,通过自浸渗工艺实现石蜡与多孔石墨预制体复合,为新型石蜡/石墨复合相变储热材料制备提供了新工艺.研究结果表明:通过增加热固性酚醛树脂加入量有助于提高石墨预制体的导热性能和抗弯强度,但对孔洞的连通性会产生不利影响;较高的碳化升温速率有利于保证多孔石墨预制体的孔洞连通性,但降低了导热性能和抗弯强度.新型石蜡/石墨复合相变储热材料的抗弯强度、导热系数分别达到4.25 MPa、1.34 W/(m·K),石蜡质量占比达到37%. 展开更多

关键词 复合相变储热材料 多孔石墨预制体 选择性激光烧结 导热性能 孔洞连通性

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不同固体润滑下人字闸门底枢摩擦特性的销盘试验研究 被引量：2

11

作者 徐翔 张祖悦 +3 位作者 王兴华 黄柏军 秦红玲 赵新泽 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1044-1052,共9页

人字闸门底枢长期在水下的低速重载下运行,易出现由磨损导致的故障,为此,三峡五级船闸的闸门已采用油脂和固体润滑剂混合润滑方式以减少摩擦磨损.为了研究石墨、二硫化钼和聚四氟乙烯固体粉末对底枢摩擦副材料(45钢和锡青铜)摩擦学性能... 人字闸门底枢长期在水下的低速重载下运行,易出现由磨损导致的故障,为此,三峡五级船闸的闸门已采用油脂和固体润滑剂混合润滑方式以减少摩擦磨损.为了研究石墨、二硫化钼和聚四氟乙烯固体粉末对底枢摩擦副材料(45钢和锡青铜)摩擦学性能的影响,以三峡人字闸门底枢为研究对象,依据计算结果设计销/盘配对副面结构,在MMW-1A立式万能摩擦磨损试验机上开展磨损试验研究,并结合表面三维形貌测试和铁谱测试对摩擦磨损结果进行分析,结果表明:在试验条件下,聚四氟乙烯的摩擦系数最小,石墨次之,二硫化钼的摩擦系数最大;磨损量从小到大依次为石墨、聚四氟乙烯和二硫化钼;石墨润滑条件下磨损形式仅为单一的黏着磨损,二硫化钼和聚四氟乙烯润滑条件下磨损形式为黏着磨损和疲劳磨损,且石墨润滑产生的磨粒粒径要小于二硫化钼和聚四氟乙烯润滑产生的磨粒粒径,综上认为石墨是三者中性质较优的固体润滑剂.在此基础上开展了石墨润滑下的13 h连续磨损试验,得到其摩擦系数和磨损量的变化规律,为人字闸门底枢摩擦副的固体润滑设计提供理论依据. 展开更多

关键词 人字闸门底枢 固体润滑 试验参数 摩擦学性能 磨损机理

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类方形蜂窝夹层结构的声振特性研究

12

作者 陈永清 仇琨 +3 位作者 李响 殷圣地 赵恒 潘志宇 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2023年第4期311-320,共10页

基于Reddy高阶剪切变形理论和双三角函数法,建立了类方形蜂窝夹层结构振动固有频率理论模型和隔声特性理论模型,运用Workbench和声学软件Virtual Lab分别对此夹层结构进行振动模态分析和声振耦合分析。结果表明,影响类方形蜂窝夹层结构... 基于Reddy高阶剪切变形理论和双三角函数法,建立了类方形蜂窝夹层结构振动固有频率理论模型和隔声特性理论模型,运用Workbench和声学软件Virtual Lab分别对此夹层结构进行振动模态分析和声振耦合分析。结果表明,影响类方形蜂窝夹层结构隔声量的3个主要因素按所占权重由大到小依次为夹芯壁厚、面板厚度、夹芯高度。与传统六边形蜂窝夹层结构相比,类方形蜂窝夹层结构隔声性能更好。 展开更多

关键词 类方形蜂窝夹层结构 声振特性 固有频率 隔声量 减振降噪

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轻质高强类蜂窝夹层结构轴向压缩屈曲失效分析 被引量：4

13

作者 李响 宋小俊 曹祥斌 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期137-143,共7页

基于传统力学理论和Engesser法,建立类蜂窝夹层结构受压载荷模型,推导轴向压缩载荷作用下的临界屈曲载荷计算公式,通过实验与数值模拟相结合的方式验证了该理论公式准确性。同时,运用理论分析和数值模拟相结合的方法研究了类蜂窝芯胞元... 基于传统力学理论和Engesser法,建立类蜂窝夹层结构受压载荷模型,推导轴向压缩载荷作用下的临界屈曲载荷计算公式,通过实验与数值模拟相结合的方式验证了该理论公式准确性。同时,运用理论分析和数值模拟相结合的方法研究了类蜂窝芯胞元个数、面板厚度以及胞元参数等对结构稳定性的影响,进而得到等效密度与屈曲载荷对胞元参数响应关系。研究结果表明,在不考虑结构轻质时,增大上、下面板厚度和胞元壁厚可提高屈曲载荷,增强结构可靠性;在考虑结构轻质时,增大斜边边长在有效减小等效密度的同时,可有效增大整体屈曲载荷。 展开更多

关键词 类蜂窝夹层结构 稳定性 屈曲载荷 数值模拟

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Hf含量对Ti_(49-X)Ni_(44)Cu_(6)Y_(1)Hf_(X)形状记忆合金的组织与超弹性的影响

14

作者 赵光伟 李达 +4 位作者 陈健 方东 黄才华 石增敏 叶永盛 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期154-159,共6页

Ti-Ni-Cu基形状记忆合金具有相变滞后小、可回复应变大、热稳定性好等优良性能。本工作采用非自耗真空电弧熔炼制备了Ti_(49-X)Ni_(44)Cu_(6)Y_(1)Hf_(X)(X=0,2,6,10)形状记忆合金,并研究了Hf含量对其组织、相变行为与超弹性等的影响。... Ti-Ni-Cu基形状记忆合金具有相变滞后小、可回复应变大、热稳定性好等优良性能。本工作采用非自耗真空电弧熔炼制备了Ti_(49-X)Ni_(44)Cu_(6)Y_(1)Hf_(X)(X=0,2,6,10)形状记忆合金,并研究了Hf含量对其组织、相变行为与超弹性等的影响。结果表明,合金在室温下的主要组织为B2奥氏体与少量化合物相,加载与卸载过程中发生了B2B19′马氏体相变。随Hf含量增加,Ti_(49-X)Ni_(44)Cu_(6)Y_(1)Hf_(X)合金的马氏体相变温度降低,合金的压缩强度和断裂应变均有所降低,应力诱发马氏体的临界应力增加。在压缩应变为3%~11%的应力递增压缩循环过程中,合金出现加工硬化现象,并且可回复应力随着预应力的增加而增加。Hf含量为10%的合金在压缩应变为11%时具有最大的可回复应变7.9%,其中超弹性应变为5.2%。在压缩应变固定为7%的循环压缩过程中,10%Hf的样品循环稳定性较好,可以完全回复。 展开更多

关键词 形状记忆合金 Ti-Ni-Cu-Y-Hf合金 马氏体相变 超弹性

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Fe-Cr-Ni-Al合金铸造过程的数值模拟及组织性能

15

作者 戴雷 申烁 方东 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2023年第6期101-107,共7页

利用Procast软件模拟计算对Fe-Cr-Ni-Al合金的温度场和冷却速率进行分析,通过实验研究各冷却速率对铸态组织、枝晶间距以及显微硬度的影响.结果表明:采用阶梯状铸件能够较好地拟合Fe-Cr-Ni-Al合金铸件的温度场分布以及冷却速率的变化情... 利用Procast软件模拟计算对Fe-Cr-Ni-Al合金的温度场和冷却速率进行分析,通过实验研究各冷却速率对铸态组织、枝晶间距以及显微硬度的影响.结果表明:采用阶梯状铸件能够较好地拟合Fe-Cr-Ni-Al合金铸件的温度场分布以及冷却速率的变化情况.随着冷却速率的增加,奥氏体相占比减小,铁素体相占比增大,过冷度增加使合金组织一次枝晶间距减小,组织中存在σ相,铁素体相区与奥氏体相区显微硬度值随冷却速率增大都呈增高趋势. 展开更多

关键词 Fe-Cr-Ni-Al合金 数值模拟 微观组织 显微硬度 枝晶间距

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基于IFCG算法的桥梁多轴车辆移动载荷识别

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作者 武宏淳 王林军 +2 位作者 李明强 李响 陈保家 《计算力学学报》 2025年第4期655-663,共9页

桥梁车辆移动载荷识别MFI(Moving Force Identification)是结构动力学领域中的一个典型反问题.针对现有基于共轭梯度方法的载荷识别方法对多轴车辆荷载识别效果不佳的问题,提出了一种基于改进分数阶共轭梯度算法IFCG(Improved Fractiona... 桥梁车辆移动载荷识别MFI(Moving Force Identification)是结构动力学领域中的一个典型反问题.针对现有基于共轭梯度方法的载荷识别方法对多轴车辆荷载识别效果不佳的问题,提出了一种基于改进分数阶共轭梯度算法IFCG(Improved Fractional Conjugate Gradient)的载荷识别方法.基于车辆行驶过程在时域中建立车桥动力系统,通过模态叠加原理得到桥梁动态响应,将MFI问题转化为无约束优化问题;其次,引入新的搜索方向标量,使所提算法能够针对多轴以及高噪声情况下保持精度和识别效率;接着,通过识别两轴车辆移动载荷验证了所提方法的有效性;然后,对分数阶次进行定量对比研究,选择最优分数阶次;最后,通过识别多种工况下的三轴车辆载荷,将所提方法与现有方法进行对比,验证了IFCG方法在不同工况下的桥梁多轴车辆MFI都具有较高的识别精度和速度. 展开更多

关键词 移动载荷识别 分数阶 多轴车辆荷载 共轭梯度法 识别精度

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