聚变堆包层第一壁缩比部件激光选区熔化成形研究 被引量：1

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作者 汪志勇 吴杰峰 +2 位作者 刘志宏 马建国 翟华 《精密成形工程》 北大核心 2023年第6期111-119,共9页

目的研究激光选区熔化(SLM)成形第一壁缩比结构的组织性能。方法以316L粉末为原材料,运用Inspire软件对不同成形姿势下第一壁缩比结构的应力与变形情况进行数值模拟,选择最佳成形姿势进行SLM成形,以控制整体变形,并对成形零件进行显微... 目的研究激光选区熔化(SLM)成形第一壁缩比结构的组织性能。方法以316L粉末为原材料,运用Inspire软件对不同成形姿势下第一壁缩比结构的应力与变形情况进行数值模拟,选择最佳成形姿势进行SLM成形,以控制整体变形,并对成形零件进行显微组织观察与力学性能测试。结果实验结果表明,与立放和侧放2种成形姿势相比,平放时残余应力与变形最小,最大残余应力为29.68 MPa,最大变形量为0.29 mm。成形件微观组织呈现各向异性,x-y方向主要为粗大的胞状晶组织,z-x方向为细长的柱状晶组织。力学测试结果显示,x-y方向的抗拉强度为672.1 MPa,伸长率为48.2%,冲击韧性为100.6 J/cm^(2);z-x方向的抗拉强度为646.9 MPa,伸长率64.4%,冲击韧性为136.3 J/cm^(2)。结论组织的差异性主要是由扫描工艺与熔池内部复杂的温度场引起的,微观结构的各向异性会造成力学性能的差异,x-y方向的强度高于z-x方向的,z-x方向上的塑性韧性更高。 展开更多

关键词 第一壁 激光选区熔化 数值模拟 微观组织 力学性能

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焊后奥氏体不锈钢蠕变本构模型和应力松弛效应研究

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作者 李成 翟华 +2 位作者 朱连伟 刘琼 刘志宏 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第9期140-148,共9页

不锈钢焊接后会产生较高的残余应力,残余应力的消除与材料的蠕变行为紧密相关。从304奥氏体不锈钢焊接板材中取出试样,在763~783 K时效温度和250~380 MPa应力条件下,采用RWS电子蠕变试验机对焊接试样进行持久蠕变和应力松弛实验,分析了... 不锈钢焊接后会产生较高的残余应力,残余应力的消除与材料的蠕变行为紧密相关。从304奥氏体不锈钢焊接板材中取出试样,在763~783 K时效温度和250~380 MPa应力条件下,采用RWS电子蠕变试验机对焊接试样进行持久蠕变和应力松弛实验,分析了在不同载荷下稳态蠕变速率的变化趋势。采用包含双曲正弦函数的Arrhenius方程,对蠕变数据进行拟合分析,建立了与温度和应力关联的蠕变本构模型,并验证了本构方程的有效性和准确性。基于ABAQUS建立了考虑蠕变本构方程的应力松弛仿真模型,分析了不同载荷下的应力松弛变化趋势。结果表明,依据本构方程计算出的稳态蠕变速率与实验结果的平均误差为3.74%,且应力松弛仿真结果的平均误差为2.65%。 展开更多

关键词 奥氏体不锈钢 稳态蠕变速率 蠕变本构模型 应力松弛 有限元方法

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AZ31B镁合金板各向异性行为的实验和模拟研究 被引量：4

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作者 李亨 周雨威 +1 位作者 钱凌云 朱子青 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期109-116,共8页

通过单向拉伸和双向拉伸实验研究了AZ31B镁合金板材在拉伸状态下的塑性变形行为,发现实验用镁板具有明显的各向异性特征,不同方向的屈服强度最大差值约为24 MPa,且材料的厚向异性系数均大于2。基于实验结果标定了Hill48和Yld2000-2d两... 通过单向拉伸和双向拉伸实验研究了AZ31B镁合金板材在拉伸状态下的塑性变形行为,发现实验用镁板具有明显的各向异性特征,不同方向的屈服强度最大差值约为24 MPa,且材料的厚向异性系数均大于2。基于实验结果标定了Hill48和Yld2000-2d两种各向异性屈服函数,并选用组合型Swift-Voce准则描述了材料的硬化行为。为了评估塑性模型的适用性,进行了刚性凸模胀形实验。通过用户子程序VUMAT将模型嵌入到ABAQUS中进行胀形模拟,并将两种模型预测的力-位移曲线和塑性应变与实验结果进行了对比。结果表明,Hill48模型高估了镁合金板材的成形力,且无法兼顾材料的受力情况和应变变化;而Yld2000-2d模型可以同时较好地描述镁合金板材的应变和成形载荷,其应变预测相对误差为3.7%,载荷预测最大相对误差为1.7%。 展开更多

关键词 镁合金板 各向异性 屈服准则 数值模拟 胀形

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W/Ta纳米层状金属的拉伸力学性能和塑性变形机制

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作者 刘雪鹏 颜家豪 《振动工程学报》 北大核心 2025年第3期637-644,共8页

W/Ta纳米层状金属是一种典型的BCC/BCC结构的层状金属材料,在核聚变装置中具有广阔的应用前景。本文采用原子尺度分子动力学方法研究了W/Ta纳米层状金属在单轴拉伸过程中的力学性能和塑性变形行为,进一步分析了调制周期对W/Ta纳米层状... W/Ta纳米层状金属是一种典型的BCC/BCC结构的层状金属材料,在核聚变装置中具有广阔的应用前景。本文采用原子尺度分子动力学方法研究了W/Ta纳米层状金属在单轴拉伸过程中的力学性能和塑性变形行为,进一步分析了调制周期对W/Ta纳米层状金属力学响应的影响。结果表明,W(110)/Ta(110)界面上会形成网络状的失配位错结构,它不仅可以作为位错形核的源头,而且可以吸收层状金属结构中的位错。微结构演化分析表明,拉伸过程中主要经历三个变形阶段,即线弹性、塑性屈服和塑性流变阶段。位错首先在Ta层中形核扩展,导致应力急剧下降,随后Ta层中的位错穿越界面至W层中并增殖扩展,导致W层发生屈服。试样的塑性屈服主要由Ta层主导,流变阶段的塑性变形由W层和Ta层中的位错及其演化共同决定。调制周期越大,界面数量越少,Ta层中位错形核较少,同样位错被界面吸收的数量较少而且界面阻碍位错的效果减弱,因此屈服强度和平均塑性流变强度分别增加和降低。 展开更多

关键词 纳米层状金属 分子动力学模拟 力学性能 塑性变形机制 调制周期

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Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金均匀化过程中的析出特性 被引量：8

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作者 李亨 唐锴 +3 位作者 王汉 王可胜 李玉坤 吴玉程 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2403-2411,共9页

采用金属模熔铸工艺制备含0.2%Sc(质量分数)的Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金,分别研究合金铸态下和4种均匀化热处理工艺下的组织转变与元素分布。结果表明:加入0.2%的钪有助于抑制枝晶偏析,消除非平衡共晶组织,得到晶粒尺寸为55~80μm(占整体7... 采用金属模熔铸工艺制备含0.2%Sc(质量分数)的Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金,分别研究合金铸态下和4种均匀化热处理工艺下的组织转变与元素分布。结果表明:加入0.2%的钪有助于抑制枝晶偏析,消除非平衡共晶组织,得到晶粒尺寸为55~80μm(占整体75%)的合金;铸态组织晶界处分布有大量T(AlZnMgCu)相,在465℃下保温24 h后,T相完全转化为S(Al_(2)CuMg)相;温度提高到480℃后,随着时间延长至24 h,晶界处的S相消失,只有少量的杂质相(Al7Cu2Fe)残留;在经过双级均匀化处理后,平均晶粒尺寸减小到40μm,合金内部析出大量弥散分布的尺寸约为40 nm的L12型Al3Sc相,与α(Al)基体保持完全共格,有效阻碍了晶粒的粗化。 展开更多

关键词 Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金 均匀化 相转变 Al_(3)Sc

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船用曲轴S34MnV钢的物理基参数本构模型及热加工图 被引量：6

6

作者 李亨 张振威 +3 位作者 李润 朱元健 刘宁 阮树荣 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期131-137,共7页

采用Gleeble-3500型热模拟机对大型船用曲轴S34MnV钢在变形温度950~1150℃,应变速率0.005~5 s-1,压缩变形量为60%的条件下进行热压缩试验,获得了S34MnV钢的真应力-应变曲线。基于位错-应力关系和动态再结晶动力学,建立了两阶段的物理基... 采用Gleeble-3500型热模拟机对大型船用曲轴S34MnV钢在变形温度950~1150℃,应变速率0.005~5 s-1,压缩变形量为60%的条件下进行热压缩试验,获得了S34MnV钢的真应力-应变曲线。基于位错-应力关系和动态再结晶动力学,建立了两阶段的物理基参数本构模型来预测船用曲轴S34MnV钢的热变形流动应力,预测结果与试验结果对比表明,相关系数R和平均绝对相对误差AARE分别为0.986和6.374%,反映了建立的本构模型具有较高的预测精度;通过在Prasad和Murty两种失稳判据下建立的热加工图对比以及微观组织观察,建议S34MnV钢最佳热加工窗口为:应变速率0.03~0.562 s^-1,变形温度为995~1150℃,在此工艺参数下S34MnV钢具有良好的热加工性能。 展开更多

关键词 S34MnV钢 船用曲轴 本构方程 物理基参数 热加工图

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压阻式柔性应变传感纤维的手指姿态识别装置 被引量：4

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作者 常龙飞 牛清正 +4 位作者 宋伟 唐振华 何青松 胡佳佳 胡颖 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期116-123,共8页

针对传统应变传感器柔顺性受限、与织物结合性差的问题,设计了一套可穿戴织物手指姿态识别装置。该装置的传感器为弹性硅橡胶和多壁碳纳米管复合的压阻式芯-鞘结构传感纤维柔性应变传感器,采用同轴湿法纺丝工艺制备,具有很好的可编织性... 针对传统应变传感器柔顺性受限、与织物结合性差的问题,设计了一套可穿戴织物手指姿态识别装置。该装置的传感器为弹性硅橡胶和多壁碳纳米管复合的压阻式芯-鞘结构传感纤维柔性应变传感器,采用同轴湿法纺丝工艺制备,具有很好的可编织性,拉伸应变可达300%,响应时间少于200 ms,可将其编织到织物手套的手指关节处,用于感知手指姿态;该装置的嵌入式控制系统采用基于STM32F103C8T6主控芯片的单片机,用于采集处理手指姿态传感信号;该装置的识别显示系统采用发光二极管、无源蜂鸣器和有机发光显示屏等功能器件,用于手指姿态的识别显示。实验结果表明,与现有手指姿态识别装置相比,该装置将柔性应变传感纤维、常规织物、单片机和功能器件集成在一起,具有舒适的可穿戴性,实现了呼吸灯、数字音乐和手语识别等移动便携式控制应用。 展开更多

关键词 手指姿态识别装置 可穿戴织物 柔性应变传感纤维 嵌入式控制系统

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基于等效试验的铝合金轮毂薄弱区域性能与组织研究 被引量：1

8

作者 徐圆义 李亨 +3 位作者 王振 李明 石文超 吴玉程 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期83-89,共7页

为研究轮毂成形工艺对通风孔即薄弱区域材料显微组织和力学性能的影响,提出一种基于等效应变的等效试验方法。运用Deform-3D软件建立轮毂两步锻造模型,研究坯料整体以及薄弱区域的变形规律,根据薄弱区域等效应变设计单向压缩试验,对比... 为研究轮毂成形工艺对通风孔即薄弱区域材料显微组织和力学性能的影响,提出一种基于等效应变的等效试验方法。运用Deform-3D软件建立轮毂两步锻造模型,研究坯料整体以及薄弱区域的变形规律,根据薄弱区域等效应变设计单向压缩试验,对比分析了试样截面不同区域的变形规律、力学性能和显微组织。结果表明:试样表面区域晶粒尺寸最大,芯部和对角线区域晶粒得到不同程度细化,芯部与薄弱区域应力状态相似,等效应变相同。通过等效试验,能够较好的等效薄弱区域的变形。与初始坯料相比,通过锻造加工过程,薄弱区域材料的屈服强度和抗拉强度分别提高了77.1和61.6 MPa。 展开更多

关键词 锻造铝合金轮毂 等效应变 薄弱区域 有限元分析 力学性能

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基于整群抽样和支持向量回归模型的高功率半导体激光器剩余使用寿命预测 被引量：8

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作者 严建文 钟小虎 +1 位作者 范煜 郭三敏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第13期1523-1529,共7页

剩余使用寿命(RUL)预测是高功率半导体激光器在各种环境应力作用下可靠性评估的核心问题。在实际应用中,现有支持向量回归(SVR)方法均侧重于保证所训练模型的回归曲线的整体误差最小,以追求方法的泛化性,这往往造成关键预警阶段特别是... 剩余使用寿命(RUL)预测是高功率半导体激光器在各种环境应力作用下可靠性评估的核心问题。在实际应用中,现有支持向量回归(SVR)方法均侧重于保证所训练模型的回归曲线的整体误差最小,以追求方法的泛化性,这往往造成关键预警阶段特别是临近故障失效前的预测结果不理想,不能可靠地支持维护决策。提出了一种基于整群抽样的SVR模型训练方法,对测试样本后期观测数据进行多次整群抽样后用于SVR模型测试,SVR模型中的参数使得SVR模型对训练样本的后期数据拟合得更好。实例分析验证了该方法的有效性和稳健性,研究结果表明,所提方法的预测性能和实用价值优于现有几种代表性的小样本分析方法。 展开更多

关键词 剩余使用寿命预测 整群抽样 支持向量回归 半导体激光器

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3D打印大尺寸CF/PC复合材料框架式模具温度分布 被引量：1

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作者 石文超 方伟 +1 位作者 崔北顺 谢富原 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期117-122,共6页

为提高热压罐成型过程模具温度分布的均匀性和固化结束后制件的成形质量,采用与复合材料构件热膨胀系数差值较小的短切CF/PC复合材料为模具材料,3D打印大尺寸框架式模具。通过数值模拟、方差分析和实验研究了模具结构及工艺参数对3D打... 为提高热压罐成型过程模具温度分布的均匀性和固化结束后制件的成形质量,采用与复合材料构件热膨胀系数差值较小的短切CF/PC复合材料为模具材料,3D打印大尺寸框架式模具。通过数值模拟、方差分析和实验研究了模具结构及工艺参数对3D打印模具型面温度分布的均匀性的影响规律。结果表明,3D打印模具型面厚度越小和热压罐入口风速越大,越有利于提高模具型面温度均匀性。模具型面温度模拟值和实验值的相对误差最大值为6.7%,验证了利用有限元方法模拟热压罐成型过程模具型面温度场分布的高可靠性。升温结束时,3D打印成型模具型面温度呈阶梯状分布,在支撑晶格与模具型面接触处易出现低温区。 展开更多

关键词 热压罐成型 3D打印模具 CF/PC复合材料 温度场

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一种基于光刀法的列车车轮参数动态测量方法

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作者 张坤朋 方素平 周丽华 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第4期447-451,457,共6页

针对在列车车轮参数动态测量中测量精度不足的问题,文章提出一种基于光刀法的列车车轮参数动态测量方法,并分析激光线宽度对测量结果的影响。首先用Solidworks软件对测量系统进行三维建模,并根据光刀法中的相机参数对软件相机模块进行调... 针对在列车车轮参数动态测量中测量精度不足的问题,文章提出一种基于光刀法的列车车轮参数动态测量方法,并分析激光线宽度对测量结果的影响。首先用Solidworks软件对测量系统进行三维建模,并根据光刀法中的相机参数对软件相机模块进行调整;然后对特定位置图片进行RGB提取、畸变矫正、灰度化和中心提取等预处理,并利用特征点提取、曲线拟合的方法计算得到车轮直径、轮辋宽度和轮缘高度等车轮参数;最后利用单边轮实验进行验证,结果表明该文方法的测量精度满足实际测量需求。 展开更多

关键词 光刀法 车轮参数 动态测量 仿真

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