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陶瓷零件增材制造技术及在航空航天领域的潜在应用 被引量:20
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作者 吴甲民 陈敬炎 +7 位作者 陈安南 程立金 肖欢 刘荣臻 史玉升 李晨辉 朱小刚 王联凤 《航空制造技术》 2017年第10期40-49,58,共11页
陶瓷零件因其强度高、密度低、耐高温及耐腐蚀等特点在航空航天领域具有广阔的应用前景。然而,陶瓷零件的传统制造方法存在周期长、成本高、依赖模具且难以制造复杂结构等问题,极大限制了陶瓷零件在航空航天领域的应用。增材制造技术是... 陶瓷零件因其强度高、密度低、耐高温及耐腐蚀等特点在航空航天领域具有广阔的应用前景。然而,陶瓷零件的传统制造方法存在周期长、成本高、依赖模具且难以制造复杂结构等问题,极大限制了陶瓷零件在航空航天领域的应用。增材制造技术是一种基于"离散-堆积"成型原理、由三维数据驱动直接制造零件的方法。与传统制造方法相比,增材制造技术具有设计自由度高、产品研发周期短、制造成本低等优势,可以无需模具快速制造复杂结构陶瓷零件。在简要阐述增材制造原理和特点的基础上,系统地分析了采用三维打印、激光选区烧结、激光选区熔化、熔融沉积造型、分层实体制造、光固化成型等技术制造陶瓷零件的研究现状及存在的问题。最后,对陶瓷零件增材制造技术在航空航天领域的潜在应用进行了分析与展望。 展开更多
关键词 陶瓷零件 航空航天 增材制造
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基于数字孪生的航天结构件制造车间建模研究 被引量:56
2
作者 郭东升 鲍劲松 +3 位作者 史恭威 张启万 孙习武 翁海红 《东华大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期578-585,607,共9页
针对航天结构件制造车间物理空间与信息空间缺乏实时交互的问题,提出了基于数字孪生的车间建模框架,通过关注车间内产品、资源和工艺三个方面,分别对产品数字化定义、基于数字孪生的资源建模和工艺信息的数字化定义等问题进行了研究分... 针对航天结构件制造车间物理空间与信息空间缺乏实时交互的问题,提出了基于数字孪生的车间建模框架,通过关注车间内产品、资源和工艺三个方面,分别对产品数字化定义、基于数字孪生的资源建模和工艺信息的数字化定义等问题进行了研究分析。以企业航天结构件制造车间为案例,展开数字孪生技术在制造车间的应用验证,通过对案例结果的对比与分析,验证了数字孪生制造车间可有效地提高生产效率。 展开更多
关键词 数字孪生 虚拟车间 建模仿真 航天结构件
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航天产品装配工艺规划技术研究 被引量:13
3
作者 张磊 褚学宁 +1 位作者 刘振华 郭立杰 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第2期265-268,共4页
研究了基于MBD的航天产品装配工艺规划技术,首先针对航天产品的装配工艺特点进行装配信息建模,构建基于设计MBD模型的MBD装配模型,MBD装配模型包含了装配规划模型和装配仿真模型,分别用于装配工艺规划和装配工艺仿真;其次,引入结构化设... 研究了基于MBD的航天产品装配工艺规划技术,首先针对航天产品的装配工艺特点进行装配信息建模,构建基于设计MBD模型的MBD装配模型,MBD装配模型包含了装配规划模型和装配仿真模型,分别用于装配工艺规划和装配工艺仿真;其次,引入结构化设计思想,通过产品、工艺、工厂、资源四者的关联,构建基于MBD装配模型的P-P-P-R装配工艺模型;同时,通过信息集成,构建以P-P-P-R模型为核心的装配工艺信息模型;最后提出了基于装配工艺信息模型的装配工艺规划流程和内容。以某型号火箭进行了实例验证。 展开更多
关键词 航天产品 装配工艺 工艺规划
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壁板类零件MBD制造模型的建立技术研究 被引量:5
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作者 张瑞廷 秦慧斌 +2 位作者 黄登高 郑智贞 张余升 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2016年第5期32-35,共4页
对航空航天典型壁板类零件进行分析,提出了制造模型的表达公式。利用特征,视图,配置,剖视图,注释层,表格,自定义属性对壁板类零件的设计信息与制造信息进行综合表达。采用Solid Works软件建立了某薄壁板零件的MBD制造模型,完成了MBD制... 对航空航天典型壁板类零件进行分析,提出了制造模型的表达公式。利用特征,视图,配置,剖视图,注释层,表格,自定义属性对壁板类零件的设计信息与制造信息进行综合表达。采用Solid Works软件建立了某薄壁板零件的MBD制造模型,完成了MBD制造模型在生产下游的适应性加工试验。为MBD制造模型在生产下游的深入应用提供了技术参考。 展开更多
关键词 壁板类零件 基于模型定义技术 制造模型 工序模型
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航天运载器贮箱低温液位校准装置的误差分析与精度设计 被引量:4
5
作者 刘月瑶 郭立杰 +2 位作者 杨洋 胡佳成 李东升 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2014年第6期74-77,共4页
设计了一种适用于航天运载器贮箱的电容式低温液位传感器的校准装置,该校准装置通过在地面模拟航天运载器升空过程中低温推进剂液位的变化来实现校准功能。根据现代仪器精度与误差理论,对该校准装置的各项误差源进行分析,得到各误差分... 设计了一种适用于航天运载器贮箱的电容式低温液位传感器的校准装置,该校准装置通过在地面模拟航天运载器升空过程中低温推进剂液位的变化来实现校准功能。根据现代仪器精度与误差理论,对该校准装置的各项误差源进行分析,得到各误差分量的计算公式,并按给定精度指标进行误差分配。计算结果表明,所设计的低温液位校准装置的最大允许误差为0.3‰,满足测量精度要求。 展开更多
关键词 液位校准 阿贝误差 误差分配 垂直度误差
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航空制造涂装机器人研究进展 被引量:11
6
作者 赵景山 罗宏图 +1 位作者 王立平 郭立杰 《航空制造技术》 2018年第4期47-54,共8页
航空大型零部件的自动化涂装集机械、电子、控制、传感器及软硬件系统等技术为一体,是实现航空大型零部件自动化喷涂的关键制造工艺,也是我国争夺国际大飞机市场急需攻克的核心技术之一。总结了涂装机器人的研究现状,介绍了涂装机器人... 航空大型零部件的自动化涂装集机械、电子、控制、传感器及软硬件系统等技术为一体,是实现航空大型零部件自动化喷涂的关键制造工艺,也是我国争夺国际大飞机市场急需攻克的核心技术之一。总结了涂装机器人的研究现状,介绍了涂装机器人的最新进展,归纳了行业发展中面临的主要问题,探讨了未来机器人的发展趋势。 展开更多
关键词 涂装机器人 自动化喷涂 控制 人工智能 物联网
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航天阀门壳体零件的切削参数优化与仿真验证 被引量:3
7
作者 郑智贞 袁少飞 +2 位作者 董芳凯 白云鑫 张余升 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2017年第3期144-147,共4页
针对航天零件结构复杂,孔、腔繁多,复杂曲面较多,加工周期长,调试程序时间长等问题,选取一种新型典型航天阀门壳体零件为研究对象,研究了工件仿真加工和切削参数优化的的全过程,利用VERICUT软件强大的仿真功能,实现了刀轨仿真和机床加... 针对航天零件结构复杂,孔、腔繁多,复杂曲面较多,加工周期长,调试程序时间长等问题,选取一种新型典型航天阀门壳体零件为研究对象,研究了工件仿真加工和切削参数优化的的全过程,利用VERICUT软件强大的仿真功能,实现了刀轨仿真和机床加工仿真的同步显示。接着对加工程序的走刀速度进行动态优化,在实际加工中工件粗加工采用恒体积去除优化方式,精加工阶段采用等切削厚的优化方式,在软件模块进行设置,完成程序的优化。最后经过实验验证,表明优化后的程序完全可以满足加工的要求,加工效率较之以前提高了29.53%。实际生产过程中采用该优化方法和仿真可以提高加工效率。 展开更多
关键词 阀门壳体零件 虚拟加工 切削参数优化 加工仿真
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阀门壳体类零件MBD制造模型研究 被引量:3
8
作者 郑智贞 董芳凯 +2 位作者 袁少飞 白云鑫 张余升 《机床与液压》 北大核心 2018年第8期5-8,12,共5页
针对航天典型阀门壳体类零件进行研究,建立MBD制造模型信息的表达公式。通过视图、剖视图、特征、过滤器、工艺设计表等方法相结合,对某阀门壳体零件三维制造模型的设计信息和制造信息进行综合表达,提出一种利用UG数控加工仿真建立MBD... 针对航天典型阀门壳体类零件进行研究,建立MBD制造模型信息的表达公式。通过视图、剖视图、特征、过滤器、工艺设计表等方法相结合,对某阀门壳体零件三维制造模型的设计信息和制造信息进行综合表达,提出一种利用UG数控加工仿真建立MBD工序模型的方法。阀门壳体类零件MBD工序模型的建立过程表明:该方法在保证工序模型正确的基础上,将MBD工序模型的创建效率提高了7.106%。 展开更多
关键词 阀门壳体 MBD 工序模型
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基于BC-MIG焊的铝/钢异种金属增材制造工艺 被引量:19
9
作者 苗玉刚 曾阳 +2 位作者 王腾 吴斌涛 封小松 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期5-8,113,共4页
以2 mm厚Q235镀锌钢板为基板,直径1.2 mm的4043铝合金焊丝为增材材料,利用BC-MIG焊工艺进行增材试验,得到了成形美观,性能优良的T型材结构.采用金相显微镜、显微硬度仪、万能拉伸试验机对接头的组织形貌、硬度分布、剪切性能进行研究,... 以2 mm厚Q235镀锌钢板为基板,直径1.2 mm的4043铝合金焊丝为增材材料,利用BC-MIG焊工艺进行增材试验,得到了成形美观,性能优良的T型材结构.采用金相显微镜、显微硬度仪、万能拉伸试验机对接头的组织形貌、硬度分布、剪切性能进行研究,获得了沉积层的组织和力学性能的变化规律.结果表明,沉积层最底部靠铝一侧和靠钢一侧分别形成细长针状和带状Fe/Al化合物,沉积层中部由向上生长的树枝晶组成,而在沉积层顶部的组织没有定向生长的趋势.剪切试验表明,铝/钢异种金属T型材最大可承受2 108 N的剪切力,剪切角达到13.5°时,受力一侧堆焊层根部发生断裂,堆焊层上无明显裂纹. 展开更多
关键词 增材制造 铝/钢异种金属 BC-MIG焊 微观组织
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多工序制造系统暂态阶段产品质量马尔科夫建模与瓶颈分析 被引量:3
10
作者 赵子任 杜世昌 +2 位作者 黄德林 任斐 梁鑫光 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1166-1173,共8页
以关联多工序制造系统为对象,综合考虑机器的暂态过程以及加工工序的关联性,构建了关联多工序制造系统暂态过程的马尔科夫质量分析模型,并对相关质量特性瓶颈参数进行了研究分析.通过F系列航天阀门多工序制造系统案例验证了提出的模型... 以关联多工序制造系统为对象,综合考虑机器的暂态过程以及加工工序的关联性,构建了关联多工序制造系统暂态过程的马尔科夫质量分析模型,并对相关质量特性瓶颈参数进行了研究分析.通过F系列航天阀门多工序制造系统案例验证了提出的模型和分析方法的有效性. 展开更多
关键词 多工序制造系统 暂态阶段 马尔科夫模型 产品质量 瓶颈识别
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增材制造技术的应用及其发展 被引量:22
11
作者 袁茂强 郭立杰 +2 位作者 王永强 王力 王联凤 《机床与液压》 北大核心 2016年第5期183-188,共6页
增材制造技术,也称3D打印技术,是一种采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术,由于具有成形速度快、材料利用率高、生产周期短与数字化程度高等特点,近20年来成为各国科学家研究的热点。随着激光技术、计算机技术、CAD/CAM等技术的... 增材制造技术,也称3D打印技术,是一种采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术,由于具有成形速度快、材料利用率高、生产周期短与数字化程度高等特点,近20年来成为各国科学家研究的热点。随着激光技术、计算机技术、CAD/CAM等技术的快速发展,增材制造技术在航空航天、汽车生产、生物制造、建筑设计等诸多工程领域得到了广泛的应用。介绍了增材制造技术的主要分类、工作原理、应用领域及其国内外研究现状,总结了各类关键技术所面临的问题,并讨论了其未来发展趋势。 展开更多
关键词 增材制造 3D打印 研究现状 发展趋势
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不锈钢旁路热丝等离子弧增材制造接头特性分析 被引量:12
12
作者 苗玉刚 李春旺 +2 位作者 张鹏 封小松 赵慧慧 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期35-38,共4页
以旁路热丝等离子弧增材方法为技术手段,开展304不锈钢电弧增材制造工艺试验,分析了工艺参数对增材成形的影响,并对沉积层的组织特征与力学性能进行了研究.结果表明,随着热丝电流的增加,流经工件的电流随之降低,电弧增材的沉积效率大幅... 以旁路热丝等离子弧增材方法为技术手段,开展304不锈钢电弧增材制造工艺试验,分析了工艺参数对增材成形的影响,并对沉积层的组织特征与力学性能进行了研究.结果表明,随着热丝电流的增加,流经工件的电流随之降低,电弧增材的沉积效率大幅提高,材料在反复快速加热后,得到充分的淬水和回火,沉积层内部存在大量奥氏体组织,接头硬度有所提高.拉伸试验结果表明,沉积态材料的平均抗拉强度为537.2 MPa,断面收缩率为59.4%,断后伸长率为33.8%,断裂形式为韧性断裂,可满足不锈钢增材制造的质量要求. 展开更多
关键词 旁路热丝 等离子弧焊 增材制造 接头特征 抗拉强度
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航天用低温弹性元件的刚度研究 被引量:8
13
作者 顾明皓 于淼 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期48-52,共5页
在低温环境(-196℃)中,低温阀门用弹簧、波纹管等弹性元件的刚度特性将发生变化,并直接影响阀门的低温工作性能。为此,对低温下弹性元件的刚度特性进行专项研究,并掌握了低温下弹性元件刚度变化的一些特点及规律。
关键词 低温 刚度 弹性元件 试验
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平面二维搅拌摩擦焊设备的系统设计与分析 被引量:4
14
作者 张华德 乔凤斌 +1 位作者 张松 林永勇 《机床与液压》 北大核心 2013年第2期8-10,27,共4页
介绍自行研制的平面二维搅拌摩擦焊接设备的组成、功能和主要技术指标。该设备集成了旋转轴n×360°无限制回转、旋转轴传动采用TOP型二次包络环面涡轮蜗杆传动、搅拌头无匙孔焊接、回抽轴电伺服位置控制等先进技术,实现了平面... 介绍自行研制的平面二维搅拌摩擦焊接设备的组成、功能和主要技术指标。该设备集成了旋转轴n×360°无限制回转、旋转轴传动采用TOP型二次包络环面涡轮蜗杆传动、搅拌头无匙孔焊接、回抽轴电伺服位置控制等先进技术,实现了平面二维曲线焊接功能,回抽效果更加精确,克服了以往国内外摩擦焊接设备普遍采用的液压回抽造成的设备和产品漏油污染问题,充分保证了产品的焊接质量和美观。 展开更多
关键词 平面二维曲线焊接 搅拌摩擦焊设备 无匙孔焊接
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航天大尺寸薄壁圆盘的加工变形控制研究 被引量:2
15
作者 白鹰 金伟英 顾丹 《制造技术与机床》 北大核心 2014年第8期122-124,共3页
针对航天大尺寸铝合金薄壁圆盘在加工过程中的翘曲变形问题,提出采用综合"应力释放槽"、"三次振动去应力"等工艺方法,解决了大面积薄壁零件的加工难题,确保了产品设计要求。实际生产状态验证了该工艺措施的有效性,... 针对航天大尺寸铝合金薄壁圆盘在加工过程中的翘曲变形问题,提出采用综合"应力释放槽"、"三次振动去应力"等工艺方法,解决了大面积薄壁零件的加工难题,确保了产品设计要求。实际生产状态验证了该工艺措施的有效性,可应用于其他同类结构大面积薄壁零件的加工。 展开更多
关键词 航天零件 薄壁 机械加工 残余应力 加工变形 振动时效
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基于PMAC和LabVIEW的环状零件滚压加工设备研制
16
作者 侯耀宗 姚振强 梁鑫光 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2015年第9期102-106,共5页
航天阀门是运载火箭压力输送系统的关键零部件,其可靠性的高低将直接影响火箭发射的成败以及相关人员、设备的安全,因此阀门密封结构的品质对于火箭的安全发射极为关键。目前,航天阀门密封结构件的塑性变形滚压成型时在普通车床上通过... 航天阀门是运载火箭压力输送系统的关键零部件,其可靠性的高低将直接影响火箭发射的成败以及相关人员、设备的安全,因此阀门密封结构的品质对于火箭的安全发射极为关键。目前,航天阀门密封结构件的塑性变形滚压成型时在普通车床上通过配备定制滚压刀具的方式完成的。由于加工是人工手动进给,因此不能保证生产节拍和生产效率。文章设计并研制了滚压加工的自动化设备,应用PMAC运动控制卡为核心,结合LabVIEW完成了加工平台的数控系统的编写,并进行了控制系统PID参数调节和传感器的标定。应用该滚压加工平台进行试验加工表明,该加工平台能够实现恒速进给、恒扭矩进给的加工功能,并且能够完成密封结构件的滚压加工,加工后的零件经过检验能够满足密封要求。 展开更多
关键词 LABVIEW 环状零件 滚压加工 PMAC运动控制卡
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航天铰链类零件的单向走丝电火花线切割加工 被引量:1
17
作者 刘晓 白鹰 +1 位作者 王辉 胡斌良 《电加工与模具》 2014年第3期35-37,共3页
铰链类零件是航天型号产品中的关键核心部件,单向走丝电火花线切割是其理想的加工方法。针对加工过程中存在的装夹精度难以保证、零件易变形、加工效率不高的问题,从柔性装夹、多次切割路径规划及变厚度切割优化等方面出发,提出了适合... 铰链类零件是航天型号产品中的关键核心部件,单向走丝电火花线切割是其理想的加工方法。针对加工过程中存在的装夹精度难以保证、零件易变形、加工效率不高的问题,从柔性装夹、多次切割路径规划及变厚度切割优化等方面出发,提出了适合航天铰链类零件的单向走丝电火花线切割加工工艺方案,并通过实际产品生产验证了该工艺方案的有效性。 展开更多
关键词 单向走丝电火花线切割加工 航天铰链类零件 多次切割路径规划 变厚度切割
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二维摩擦焊接设备倾角补偿算法在西门子840D数控系统中的实现
18
作者 蔡智亮 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2014年第7期109-111,共3页
摩擦焊接设备由于工艺倾角的要求在焊接平面二维曲线或者在焊接过程中改变焊接方向时会产生非线性偏差.这种非线性误差导致数控编程费时费力,效率低下。为了简化计算过程采用更为简单易操作的方式来解决该问题,文章对倾角焊接的工作方... 摩擦焊接设备由于工艺倾角的要求在焊接平面二维曲线或者在焊接过程中改变焊接方向时会产生非线性偏差.这种非线性误差导致数控编程费时费力,效率低下。为了简化计算过程采用更为简单易操作的方式来解决该问题,文章对倾角焊接的工作方式进行分析并研究制定了补偿算法。利用西门子840D数控系统完成了该项功能的集成,实现了二维曲线的焊接。通过实践证明这种补偿算法极大的提高了工作效率。 展开更多
关键词 西门子840D 倾角补偿 摩擦焊
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镁合金AZ31搅拌摩擦焊塑性流体流动 被引量:12
19
作者 张华 郭力杰 +2 位作者 林三宝 吴林 冯吉才 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期67-69,共3页
在AZ31镁合金待焊表面镀一层很薄的铜层来研究塑性材料的流动情况。试验结果表明 ,搅拌头首先搅动前进面的材料 ,使它们进入围绕搅拌头旋转和移动的区域 ;旋转区域的材料运动成螺旋状 ,在搅拌头的活动区域 ,材料旋转、前进、下降 ,而在... 在AZ31镁合金待焊表面镀一层很薄的铜层来研究塑性材料的流动情况。试验结果表明 ,搅拌头首先搅动前进面的材料 ,使它们进入围绕搅拌头旋转和移动的区域 ;旋转区域的材料运动成螺旋状 ,在搅拌头的活动区域 ,材料旋转、前进、下降 ,而在旋转区域之外 ,材料向上运动。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 塑性流体 前进面 回撤面 镁合金 焊接
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铝合金回填式搅拌摩擦点焊组织及力学性能分析 被引量:34
20
作者 申志康 杨新岐 +1 位作者 张照华 尹玉环 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期73-76,116-117,共4页
采用回填式搅拌摩擦点焊技术对7075-T6铝合金进行了点焊试验.对接头进行了显微组织、显微硬度、剪切和十字形拉伸测试.结果表明,接头显微组织可分为焊核区、热力影响区、热影响区及母材;在焊缝中发现了钩状缺陷、孔洞、未焊合、未完全... 采用回填式搅拌摩擦点焊技术对7075-T6铝合金进行了点焊试验.对接头进行了显微组织、显微硬度、剪切和十字形拉伸测试.结果表明,接头显微组织可分为焊核区、热力影响区、热影响区及母材;在焊缝中发现了钩状缺陷、孔洞、未焊合、未完全回填及粘连韧带等缺陷;焊缝区显微硬度呈W形分布,焊点中心呈V形分布;在旋转频率为1 400 r/min,焊接时间为4 s时,接头的抗剪强度达到最大值125.6 MPa,为母材强度的39.6%;接头的十字形拉伸载荷随工艺参数的变化规律比较复杂,最大十字形拉伸强度可达43.9 MPa. 展开更多
关键词 铝合金 回填式搅拌摩擦点焊 显微组织 力学性能
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