镁锂合金筒形件等温挤压近净成形技术研究

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作者 吕云翔 卢振 +5 位作者 蒋少松 武练梅 李霏 易满满 高诗情 夏祥生 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第6期1-9,共9页

为实现某飞行器超轻镁锂合金筒形件的近净成形,提出等温热挤压近净成形方法。通过高温拉伸试验研究了镁锂合金的塑性变形行为,建立了镁锂合金塑性变形本构模型,结合有限元模拟,实现了塑性挤压工艺参数优化,并通过等温超塑性挤压实现了... 为实现某飞行器超轻镁锂合金筒形件的近净成形,提出等温热挤压近净成形方法。通过高温拉伸试验研究了镁锂合金的塑性变形行为,建立了镁锂合金塑性变形本构模型,结合有限元模拟,实现了塑性挤压工艺参数优化,并通过等温超塑性挤压实现了带法兰筒形件的近净成形。结构组织分析与性能测试表明,等温挤压成形可实现镁锂合金筒体构件的近净成形,并可有效提升其力学性能,成形后强度较原始坯料均有所提高,性能最佳的位置为上筒壁竖直段,其抗拉强度较坯料提升约12.5%,伸长率提升约10%。通过先正挤后反挤的超塑挤压成形工艺,实现了镁锂合金带法兰筒形件的成形制造,有效实现带法兰筒形件的挤压成形,并可实现其力学性能的提升。 展开更多

关键词 镁锂合金 超塑性成形 有限元模拟 筒形件

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钢铁表面锌基合金化技术的研究现状及展望

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作者 彭冬 吴护林 +7 位作者 周中锋 李忠盛 黄俊 宋凯强 代野 吴永鹏 黄安畏 丛大龙 《表面技术》 北大核心 2025年第12期17-36,共20页

腐蚀被视为“钢铁材料的癌症”,其引发的危害和经济损失遍及整个制造领域。粉末渗锌是基于固态热扩散原理,将锌等耐蚀元素扩散至金属构件表面形成冶金结合多功能合金防护渗层的一种表面强化技术。该技术能够赋予钢铁材料优异的耐磨、耐... 腐蚀被视为“钢铁材料的癌症”,其引发的危害和经济损失遍及整个制造领域。粉末渗锌是基于固态热扩散原理,将锌等耐蚀元素扩散至金属构件表面形成冶金结合多功能合金防护渗层的一种表面强化技术。该技术能够赋予钢铁材料优异的耐磨、耐蚀和抗高温氧化等性能,是钢铁材料腐蚀的有效“疗法”,已广泛应用于汽车、船舶、建筑、铁路等领域。从前处理改性、渗剂配方优化、工艺参数影响和后处理强化等方面综述了钢铁表面粉末渗锌合金化技术的最新研究进展。首先介绍了粉末渗锌合金化制备技术的演变过程,分析了包埋渗、机械能助渗和真空粉末渗的基本原理、主要特点以及技术优势。随后,重点阐述了基体与主渗剂纳米化、多元共渗和稀土活化对渗层活性原子扩散、组织和性能的影响,梳理了渗锌工艺参数对渗层厚度的作用规律,概括了复合后处理技术对渗层耐蚀性的强化效果,分析了典型多元渗层的形成机制。最后,提出了钢铁表面粉末渗锌合金化技术面临的挑战以及未来的发展方向,以期为制备高性能渗层、推动粉末渗锌合金化技术创新及应用提供参考。 展开更多

关键词 粉末渗锌技术 多元共渗 合金化 后处理 渗层形成机理

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高强韧耐蚀抗氢脆弹簧钢研究进展

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作者 梁云昊 宋凯强 +7 位作者 王艳林 杨九州 石荣建 张灵通 赵飞 郑志浩 张博炜 王自东 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第24期1-18,共18页

在“双碳”目标愿景下,长服役寿命是高端装备用高强韧弹簧钢的主要发展方向。然而,高强弹簧钢的腐蚀、氢脆是制约其在复杂服役环境中应用的瓶颈。研究发现,合金元素能从多方面改善弹簧钢的耐蚀性能,对弹簧钢中多元微量元素进行优化设计... 在“双碳”目标愿景下,长服役寿命是高端装备用高强韧弹簧钢的主要发展方向。然而,高强弹簧钢的腐蚀、氢脆是制约其在复杂服役环境中应用的瓶颈。研究发现,合金元素能从多方面改善弹簧钢的耐蚀性能,对弹簧钢中多元微量元素进行优化设计,从而构筑纳米相对提升其抗氢脆性产生良好效果。本文概括了常用合金元素在提升弹簧钢耐蚀性能方面的有益作用及其机制,重点介绍了合金元素如何通过改善表面锈层结构以及改变显微组织影响弹簧钢的耐蚀性能。基于近几十年来锈层防护方面的研究成果,探讨了Cr、Ni等合金元素促进致密α-FeOOH和电负性锈层形成的机制。总结了微观组织特征对材料电化学腐蚀行为的影响,介绍了该领域的最新研究成果和目前存在的不足。此外,基于高强弹簧钢存在的氢脆问题,围绕深氢陷阱的捕获机制,阐述了过去研究取得的进展及其存在的一些争议,概括了高强弹簧钢抗氢脆性能方面的研究。为设计与制备具有良好耐蚀、抗氢脆性能的高强韧、长服役寿命弹簧钢提供理论基础。 展开更多

关键词 弹簧钢 纳米相 深氢陷阱 耐腐蚀 抗氢脆

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化学气相沉积陶瓷薄膜高温摩擦磨损性能研究

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作者 王旋 殷宇 +9 位作者 张立业 代野 周富 彭冬 白懿心 丁星星 董玲抒 花泽荟 戴明辉 丛大龙 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第15期68-76,共9页

目的对比研究不同陶瓷薄膜的耐高温磨损性能。方法采用化学气相沉积工艺制备了TiN/TiCN、TiN/Al_(2)O_(3)、TiN/TiCN/Al_(2)O_(3)3种陶瓷薄膜。通过划痕测试、显微硬度测试、高温摩擦磨损试验等测试方法,分别表征并评价3种陶瓷薄膜的附... 目的对比研究不同陶瓷薄膜的耐高温磨损性能。方法采用化学气相沉积工艺制备了TiN/TiCN、TiN/Al_(2)O_(3)、TiN/TiCN/Al_(2)O_(3)3种陶瓷薄膜。通过划痕测试、显微硬度测试、高温摩擦磨损试验等测试方法,分别表征并评价3种陶瓷薄膜的附着力、硬度、耐600℃高温磨损性能,并通过扫描电子显微镜和光学显微镜对磨痕形貌进行分析。结果化学气相沉积制备的3种陶瓷薄膜结构致密,无孔隙、裂纹等缺陷,且与基材结合界面良好,其中,TiN/TiCN/Al_(2)O_(3)多层薄膜与基体结合力最佳,为68.53 N,但其表层Al_(2)O_(3)薄膜与中间层TiCN薄膜结合强度较弱。600℃高温摩擦磨损结果表明,TiN/Al_(2)O_(3)薄膜具有最高的高温摩擦因数,平均为0.51,但其耐高温磨损性能最佳,体积磨损率为0.58×10^(‒5)mm^(3)/(N·m);而TiN/TiCN薄膜具有最低的高温摩擦因数,平均为0.37,但其耐高温磨损性能最差,体积磨损率为4.23×10^(‒5) mm^(3)/(N·m)。结论3种陶瓷薄膜高温摩擦磨损的主要损伤形式各异,TiN/TiCN薄膜的主要磨损机制为黏着磨损、氧化磨损和疲劳磨损,TiN/Al_(2)O_(3)薄膜的主要磨损机制为磨粒磨损,TiN/TiCN/Al_(2)O_(3)多层薄膜的主要磨损机制为磨粒磨损和氧化磨损。TiN/Al_(2)O_(3)薄膜的耐高温磨损性能最佳是由于其硬度较高,且化学性质稳定,主要磨损形式为磨粒磨损,较难被磨损去除。而TiN/TiCN薄膜耐高温磨损性能最差是由于TiCN薄膜硬度较低,在高温摩擦作用下,会发生氧化磨损、黏着磨损、疲劳磨损等多种损伤形式。 展开更多

关键词 化学气相沉积 陶瓷薄膜 高温摩擦磨损 结合力 耐磨性 磨损机制

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超硬铝合金切削加工参数优化与试验研究

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作者 康凤 刘磊 +4 位作者 张杰 林军 屈俊岑 王艳彬 张菲玥 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期387-390,共4页

针对超硬铝合金切削加工过程的参数对精度、表面粗糙度及加工效率的影响规律开展研究。采用有限元仿真结合工艺试验的手段,建立起切削力、表面粗糙度、切削速度、进给量等切削加工工艺过程主要技术参数模型,研究了表面粗糙度与切削速度... 针对超硬铝合金切削加工过程的参数对精度、表面粗糙度及加工效率的影响规律开展研究。采用有限元仿真结合工艺试验的手段,建立起切削力、表面粗糙度、切削速度、进给量等切削加工工艺过程主要技术参数模型,研究了表面粗糙度与切削速度、进给量、切削深度相互关系的特征曲面和等高值图。分析表明,进给量对表面粗糙度影响最为显著,其次分别是切削深度和切削速度。而切削力随切削速度的增加而减小,减小的趋势随切削速度的增加趋于平缓。结果表明:要获得较小的表面粗糙度的技术参数值为:切削速度v:500~600 m/min、进给量f:0.02~0.035 mm/r、切削深度a_(p):0~0.08 mm。 展开更多

关键词 超硬铝合金 切削加工 有限元 切削力 表面粗糙度

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基于多因素水平对曲轴异步加载镦锻成形的影响研究

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作者 康凤 周建荣 +4 位作者 刘磊 张杰 车移 张菲玥 林军 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第S2期322-326,共5页

针对某装备车用曲轴精密成形的制造工艺要求,开展了多向异步加载镦锻成形工艺研究;基于纵向及横向的加载速度、大小及配合方式等多因素作用下,对曲拐的成形过程以及金属在纵/横向流动趋势、成形缺陷等进行了研究,采用Forge有限元软件,... 针对某装备车用曲轴精密成形的制造工艺要求,开展了多向异步加载镦锻成形工艺研究;基于纵向及横向的加载速度、大小及配合方式等多因素作用下,对曲拐的成形过程以及金属在纵/横向流动趋势、成形缺陷等进行了研究,采用Forge有限元软件,构建了3种不同的纵横向加载工艺数值模型,研究了多因素影响下镦锻曲轴成形效果。分析表明,采用横向加载预先聚料,再由纵向加载向下弯曲的方案更好,曲拐充型更饱满,更有利于曲拐的完全充型。进行了曲轴单拐的工艺试制,结果表明,采用第3种工艺方案成形的曲拐,垂直方向晚1.5 s加载并提前0.5 s结束,增加了横向加载聚料作用,有预镦和终镦效果,曲拐充型也更饱满,没有塌角折叠等缺陷,尺寸满足零件后续加工要求。因此,多向异步加载由于可以由伺服系统分别精确控制水平和垂直方向的载荷、速度、位移,实现对金属流动方式的完全控制,使坯料在型腔中完全充型,避免产生缺陷,对复杂构件的制造有着独特的工艺优势。 展开更多

关键词 异步加载 曲轴 多因素 镦锻 成形

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薄型铝涂层的制备及其对TC4/LC52接触腐蚀的防护作用

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作者 赵方超 刘伟 +5 位作者 钱建才 许斌 钟勇 蒲亚博 方敏 郭赞洪 《表面技术》 北大核心 2025年第10期151-163,共13页

目的 评估薄型(厚度小于15μm)铝涂层对Ti/Al异种金属连接构件的腐蚀防护效能,并研究其协同防护机理,支撑高性能薄型铝涂层设计制备,推动其在电偶腐蚀、缝隙腐蚀等严酷环境下的应用。方法 通过颜填料优化设计及喷涂工艺改进等方法,制备... 目的 评估薄型(厚度小于15μm)铝涂层对Ti/Al异种金属连接构件的腐蚀防护效能,并研究其协同防护机理,支撑高性能薄型铝涂层设计制备,推动其在电偶腐蚀、缝隙腐蚀等严酷环境下的应用。方法 通过颜填料优化设计及喷涂工艺改进等方法,制备了膜厚均匀、一致性良好的薄型长效耐蚀铝涂层,并分别涂装于钛合金TC4、铝合金LC52试板,组装成TC4/LC52连接试验件;采用中性盐雾试验方法对连接试验件进行加速试验考核,对比不同工艺组合连接件的腐蚀情况;采用SEM法分析试验前后试验件的微观形貌变化情况,采用电化学交流阻抗法对涂层耐蚀性能进行分析。结果 未处理TC4/LC52硬质阳极氧化连接结构中,铝合金接触面腐蚀最严重,出现了大量的白色腐蚀产物及涂层脱落现象;将铝涂层涂覆于TC4钛合金表面,相比于未涂装铝涂层,构件电偶电流下降1个数量级,有效抑制了钛合金电位太正而产生的电偶腐蚀,但依然存在小范围涂层脱落现象;将铝涂层涂覆于LC52硬质阳极氧化表面,能有效抑制接触面硬质阳极氧化涂层脱落,白色腐蚀产物面积由原来的50%下降到5%;将铝涂层同时涂覆于连接结构的2个接触面,即形成TC4+铝涂层/LC52硬质阳极氧化+铝涂层,无腐蚀产物生成,接触面铝涂层仅出现变色。SEM分析表明,所涂覆的铝涂层表面仅发生点状腐蚀,铝微粒与环境介质形成氧化物及铝盐;交流阻抗分析表明,硬质阳极氧化的LC52在涂装铝涂层后低频阻抗模值比涂装前高出3个数量级,展示出良好的介质屏蔽性。结论 通过合理设计铝涂层功能填料含量及涂装工艺制备的高性能铝涂层,基于铝粉的电化学活性、片状结构的迷宫效应、氧化后的增强致密阻隔等三重协同作用,对连接构件具有优异的防护效能,在满足装配精度的同时能显著改善钛/铝接触腐蚀。 展开更多

关键词 接触腐蚀 钛合金 铝合金 硬质阳极氧化 铝涂层

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LAZ931镁锂合金热变形行为及组织性能演变规律

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作者 吕云翔 卢振 +4 位作者 武练梅 李霏 易满满 高诗情 夏祥生 《精密成形工程》 北大核心 2025年第7期138-144,共7页

目的研究LAZ931镁锂合金的热变形行为及其对微观组织的影响规律以及热变形参数对力学性能的影响。方法通过热压缩变形实验获得了LAZ931镁锂合金在变形温度为150~300℃、应变速率为10^(-3)~1 s^(-1)条件下的热压缩曲线,建立了其本构模型... 目的研究LAZ931镁锂合金的热变形行为及其对微观组织的影响规律以及热变形参数对力学性能的影响。方法通过热压缩变形实验获得了LAZ931镁锂合金在变形温度为150~300℃、应变速率为10^(-3)~1 s^(-1)条件下的热压缩曲线,建立了其本构模型与热加工图,研究了热变形对微观组织的影响规律,并采用等温锻造的方法制备了锻态镁锂合金,研究了变形工艺参数对力学性能的影响规律。结果LAZ931镁锂合金在热变形过程中通过动态再结晶显著细化了微观组织,且随着变形温度的升高和应变速率的降低,两相晶粒尺寸逐渐长大;等温锻造可显著改善合金力学性能,其拉伸强度与延伸率随变形温度的升高和应变速率的降低而逐渐降低,在250℃、10^(-2)s^(-1)名义条件下进行锻造后,其屈服强度、抗拉强度、延伸率分别达到175 MPa、195 MPa和21.8%,较原始材料分别提升了28%、18%和82%。结论通过分析实验数据可以得出LAZ931镁锂合金具有优异的热加工性能。 展开更多

关键词 镁锂合金 热变形 组织演化 动态再结晶 力学性能

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足端惯性信息辅助的四足机器人惯性导航算法 被引量：1

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作者 路永乐 苏胜 +2 位作者 罗毅 徐晓东 车移 《仪器仪表学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期169-178,共10页

针对四足机器人在卫星信号缺失和环境感知退化时定位精度陡降的问题,提出一种足端惯性信息辅助的四足机器人惯性导航算法。首先,基于足端惯性信息和关节编码器数据构建腿部里程计观测模型,以补偿因接触静止假设导致的速度损失;然后,通... 针对四足机器人在卫星信号缺失和环境感知退化时定位精度陡降的问题,提出一种足端惯性信息辅助的四足机器人惯性导航算法。首先,基于足端惯性信息和关节编码器数据构建腿部里程计观测模型,以补偿因接触静止假设导致的速度损失;然后,通过时域卷积网络(TCN)和双向门控循环单元(BiGRU)提取足端惯性信息和关节数据的长短时域特征,实现鲁棒的平稳区间接触事件估计。将所提出的里程计观测模型作为不变扩展卡尔曼滤波器(InEKF)的量测信息,在平稳区间内修正惯性导航误差。最后,在室外场景进行了长距离定位实验,数据显示,所提算法的平稳区间估计准确率超过96%,无闭环实验的终点误差仅为总里程的0.93%,混合地形闭环实验的东、北向平均误差分别为1.07和0.74 m,验证了所提算法在不依赖外部信息的条件下能长时间保持较高的定位精度。 展开更多

关键词 足端惯性信息 腿部里程计 不变扩展卡尔曼滤波器 四足机器人导航算法

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基于函数拟合姿态更新方法的足绑式行人导航算法

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作者 路永乐 杨杰 +2 位作者 鄢誉 苏胜 李娜 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期291-299,共9页

针对低成本足绑式行人导航系统中航向误差快速发散导致定位精度下降的问题,从降低姿态更新误差的角度出发,基于等效旋转矢量理论和傅里叶展开,提出一种基于函数拟合姿态更新方法的足绑式行人导航算法。首先,以等效旋转矢量法为理论基础... 针对低成本足绑式行人导航系统中航向误差快速发散导致定位精度下降的问题,从降低姿态更新误差的角度出发,基于等效旋转矢量理论和傅里叶展开,提出一种基于函数拟合姿态更新方法的足绑式行人导航算法。首先,以等效旋转矢量法为理论基础,使用正余弦函数拟合足部运动角速度,利用泰勒展开及等式变换求取函数拟合姿态更新方法;随后,结合长短期记忆网络(LSTM)零速检测,设计适用于多种步态的足绑式行人导航算法;最后,以WT901BC IMU为硬件平台开展了多组不同步态的闭环路径验证实验,结果表明,相较于传统基于四元数法或二子样等效旋转矢量法的足绑式行人导航算法,所提方法定位误差平均减小47.66%和42.83%,航向误差平均减小49.99%和44.74%。 展开更多

关键词 姿态更新 等效旋转矢量 长短期记忆网络 行人导航算法

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2024第八届军品防护与包装发展大会第一轮会议通知

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作者 无 《包装工程》 CAS 北大核心 2024年第11期I0007-I0008,共2页

中国·重庆2024.9.20-9.22会议主题:可靠安全智能低碳防护与包装是提高装备可靠性、延长装备使用寿命,充分发挥装备效能的重要手段,为充分讨论防护新材料新技术发展,构建协同创新平台,促进科技成果转化,西南技术工程研究所、中国工... 中国·重庆2024.9.20-9.22会议主题:可靠安全智能低碳防护与包装是提高装备可靠性、延长装备使用寿命,充分发挥装备效能的重要手段,为充分讨论防护新材料新技术发展,构建协同创新平台,促进科技成果转化,西南技术工程研究所、中国工程物理研究院总体工程研究所、西南交通大学、上海核工程研究设计院股份有限公司、杭州师范大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、海军航空大学青岛校区等单位联合主办2024第八届军品防护与包装发展大会,将于2024年9月20-22日在重庆召开。 展开更多

关键词 科技成果转化 上海交通大学 总体工程 协同创新平台 西南交通大学 海军航空 杭州师范大学 核工程

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冷喷涂参数对合金钢表面Ni涂层显微组织和腐蚀防护性能的影响

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作者 丛大龙 殷宇 +7 位作者 张立业 代野 周富 花泽荟 王旋 白懿心 彭冬 丁星星 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第15期242-251,共10页

目的提高核电管道用合金钢材料的耐腐蚀性能。方法采用中低压冷喷涂工艺在30CrMnSi低合金钢表面制备了Ni涂层,使用数码相机、扫描电镜、电化学工作站等重点研究了喷涂工艺参数(喷涂气体压力和温度)对涂层显微组织、电化学性能和耐盐水... 目的提高核电管道用合金钢材料的耐腐蚀性能。方法采用中低压冷喷涂工艺在30CrMnSi低合金钢表面制备了Ni涂层,使用数码相机、扫描电镜、电化学工作站等重点研究了喷涂工艺参数(喷涂气体压力和温度)对涂层显微组织、电化学性能和耐盐水性能的影响。结果采用CS1(0.8 MPa-150℃)、CS_(2)(1.0 MPa-200℃)、CS3(1.5 MPa-200℃)和CS4(1.7 MPa-250℃)参数制备的冷喷Ni涂层,涂层厚度由155μm增加至265μm,涂层孔隙率由3.5%降低至0.9%,自腐蚀电位(Ecorr)由‒0.623V增加至‒0.328V(vs.SCE),腐蚀电流密度(Jcorr)由4.3×10^(‒5)A/cm^(2)降低至4.4×10^(‒6) A/cm^(2);4种工艺条件下的冷喷Ni涂层经1000 h人造海水浸泡试验后,对基体仍存在腐蚀保护作用。结论冷喷Ni涂层在人造海水环境中的退化机制源于涂层表面的疏松性质和内部孔隙。浸泡初期,氯离子快速渗透进涂层内部并形成可溶性的氯化物,生成较为封闭的腐蚀坑;随着浸泡时间的延长,涂层内部的孔隙逐渐被这些产物填充满,腐蚀表层变得更加稳定和致密,并逐渐形成了保护层,从而阻断了新鲜氯离子的进一步补充;浸泡后期,阻塞区内外电化学条件的显著差异,加速了腐蚀坑内金属的腐蚀进程,堆积在表层的腐蚀产物体积膨胀或在应力作用下产生了裂纹,氯离子通道再次打开,腐蚀产物不断向外排出,腐蚀表层逐渐脱落。通过提高喷涂压力和喷涂温度,可有效提高冷喷Ni涂层的致密度和结合强度,有力抑制了涂层在盐水环境中的腐蚀扩展过程。通过积累不同工艺条件下冷喷涂Ni基涂层在人造海水环境中的腐蚀失效数据,为冷喷涂Ni基涂层工程化应用提供理论支撑。 展开更多

关键词 冷喷涂 合金钢 Ni涂层 显微组织 腐蚀防护 耐盐水性能

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基于动态面控制的制导炮弹控制系统设计

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作者 程炀 程波 +1 位作者 杜韩东 徐礼 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期135-139,167,共6页

为提高制导炮弹控制系统性能,提出一种基于动态面控制的设计算法。通过建立具有“块严格反馈”的制导炮弹非线性状态空间模型,采用动态面控制算法进行全状态耦合设计。考虑到模型中的不确定项,将其视为未知有界干扰,并构造自适应律进行... 为提高制导炮弹控制系统性能,提出一种基于动态面控制的设计算法。通过建立具有“块严格反馈”的制导炮弹非线性状态空间模型,采用动态面控制算法进行全状态耦合设计。考虑到模型中的不确定项,将其视为未知有界干扰,并构造自适应律进行在线估计估计和补偿。仿真结果表明,该算法能快速无超调地跟踪指令信号,优于传统三通道独立设计的PID算法和自适应滑模控制算法,验证了其有效性。此外,在±50%气动摄动下,该算法仍能对指令的快速稳定跟踪,具有优越性和强鲁棒性。 展开更多

关键词 制导炮弹 制导控制系统 飞行控制 动态面控制

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