基于应力与应变能密度的航空轮胎耐疲劳性能研究

1

作者 秦齐富 应泽烨 +3 位作者 李越明 徐传焕 王继泽 蒋炳炎 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期3703-3711,共9页

特种飞机在短距离快速起降等特殊工况下,航空轮胎会面临高压、重载、大变形等极端情况,显著影响其使用寿命。对主流的子午线航空轮胎与斜交结构航空轮胎进行耐疲劳性能测试,采用仿真分析方法进一步研究了航空轮胎硫化橡胶、骨架材料的Mi... 特种飞机在短距离快速起降等特殊工况下,航空轮胎会面临高压、重载、大变形等极端情况,显著影响其使用寿命。对主流的子午线航空轮胎与斜交结构航空轮胎进行耐疲劳性能测试,采用仿真分析方法进一步研究了航空轮胎硫化橡胶、骨架材料的Mises应力、应变能密度对轮胎损伤的影响。研究结果表明:子午线航空轮胎在完成50次动态模拟试验后,轮胎胎圈外侧出现鼓包,斜交航空轮胎在进行第17次起飞试验时出现胎侧爆破,子午线航空轮胎的疲劳寿命大约为斜交航空轮胎疲劳寿命的3倍,子午线航空轮胎的耐疲劳性能比斜交航空轮胎的更优异。得到了航空轮胎危险部位的Mises应力和应变能密度,揭示了应力和应变能密度分布对航空轮胎失效的影响规律。 展开更多

关键词 特殊工况 航空轮胎 耐疲劳性能 Mises应力 应变能密度

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复杂薄壁构件电磁成形制造技术的发展与展望

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作者 陈璇 揭庆祥 +6 位作者 王抒 李瑞 周川 张丹 肖昂 崔晓辉 湛利华 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第9期2-17,共16页

介绍了电磁成形工艺的技术特色和难点问题,从材料的宏微观变形角度分析了电磁成形工艺对不同合金微观组织演变的影响规律,研究了材料的宏微观断裂行为并总结了该工艺的增塑机制,探讨了电磁成形工艺对零件回弹的控制能力及内应力振荡衰... 介绍了电磁成形工艺的技术特色和难点问题,从材料的宏微观变形角度分析了电磁成形工艺对不同合金微观组织演变的影响规律,研究了材料的宏微观断裂行为并总结了该工艺的增塑机制,探讨了电磁成形工艺对零件回弹的控制能力及内应力振荡衰减的影响。从成形工艺角度,综述了当前不同板管类零件成形的多级多向电磁力调控方案,归纳了现有的电磁复合成形工艺研究现状。电磁成形技术从单一的电磁力成形不断向复合工艺方向发展,成形零件类型向极端尺寸、变截面和多曲率等方面扩展,零件的成形极限和精度均得到了显著提升。电磁成形在应用材料、尺度效应和多工艺耦合等方面的研究还有待进一步完善。 展开更多

关键词 轻质薄壁构件 电磁成形 高应变率 增塑机制 多级多向

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考虑各向异性的回转曲面件蠕变时效成形数值模拟与实验 被引量：3

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作者 湛利华 谢豪 +2 位作者 杨有良 李国鹏 胡正根 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期208-218,共11页

针对铝锂合金回转曲面件蠕变时效成形各向异性问题,开展了基于Barlat91屈服各向异性准则和蠕变各向异性本构模型的回转曲面件蠕变时效成形数值模拟与实验研究。仿真结果表明,构件加载阶段发生塑性变形,呈现出■的塑变各向异性现象;考虑... 针对铝锂合金回转曲面件蠕变时效成形各向异性问题,开展了基于Barlat91屈服各向异性准则和蠕变各向异性本构模型的回转曲面件蠕变时效成形数值模拟与实验研究。仿真结果表明,构件加载阶段发生塑性变形,呈现出■的塑变各向异性现象;考虑蠕变各向异性行为的构件的蠕变应变分布发生明显改变。进一步通过开展回转曲面件蠕变时效成形实验发现,所建立的蠕变各向异性模型对厚度变化、残余应力分布预测准确;相对于各向同性模型,型面精度的整体预测偏差减小9.3%,焊接边预测偏差减小91.5%,证明了所建铝锂合金蠕变时效各向异性本构模型的准确性和实际应用价值。 展开更多

关键词 铝锂合金 各向异性 回转曲面件 蠕变时效 数值模拟

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时效前预拉伸处理对TiB_(2)/7056复合材料组织与性能的影响

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作者 郭子龙 王邓彪 +5 位作者 陈送义 蒋日鹏 李昉 陈庚 张晨 陈康华 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3072-3082,共11页

采取扫描电镜、透射电镜等显微组织表征方法并结合室温拉伸、室温摆锤冲击实验和应力腐蚀等测试手段,研究时效前预拉伸处理对TiB_(2)/7056复合材料组织与性能的影响。研究结果表明:随着时效前预拉伸量增加,TiB_(2)/7056复合材料的位错... 采取扫描电镜、透射电镜等显微组织表征方法并结合室温拉伸、室温摆锤冲击实验和应力腐蚀等测试手段,研究时效前预拉伸处理对TiB_(2)/7056复合材料组织与性能的影响。研究结果表明:随着时效前预拉伸量增加,TiB_(2)/7056复合材料的位错密度显著增加,经时效热处理后的晶内析出相直径增大,晶界析出相形貌由链状转变为粗大不连续状,无沉淀析出带宽化;TiB_(2)/7056复合材料的强度先增大后减小,冲击韧性能与延伸率降低;与无预拉伸相比,预拉伸的TiB_(2)/7056复合材料的应力腐蚀抗力显著提升(扩展速率降低1个量级),其主要原因是不连续粗大的晶界析出相阻断了应力腐蚀裂纹的扩展。 展开更多

关键词 TiB_(2)铝基复合材料 7056铝合金 预拉伸 显微组织 应力腐蚀

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铝锂合金回弹预测的机器学习及有限元仿真与实验

5

作者 惠生猛 毛晓博 湛利华 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2114-2121,共8页

分别在180℃、190℃和200℃温度的不同应力条件下对2195铝锂合金进行蠕变时效试验,利用MATLAB软件拟合得到本构方程,并将本构方程整合到非线性有限元软件MSC.Marc中,构建了2195铝锂合金瓜瓣蠕变时效成形的有限元模型,模型以时间、应力... 分别在180℃、190℃和200℃温度的不同应力条件下对2195铝锂合金进行蠕变时效试验,利用MATLAB软件拟合得到本构方程,并将本构方程整合到非线性有限元软件MSC.Marc中,构建了2195铝锂合金瓜瓣蠕变时效成形的有限元模型,模型以时间、应力和温度为输入参数,回弹半径为关键输出参数。为提高预测精度与效率,对比分析了多种机器学习回归模型,最终选定岭回归模型作为预测工具,实现了对不同工艺条件下回弹半径的快速准确预测。通过1∶1实验验证,实验构件回弹型面与目标型面的相对误差为0.9%,证明了模型的高预测精度和实用价值。 展开更多

关键词 铝锂合金 蠕变时效成形 机器学习 有限元仿真

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瞬时电流和后续时效对7075铝合金力学性能和微观组织的影响

6

作者 崔晓辉 余卓行 +4 位作者 肖昂 颜子钦 阳光 王瀚鹏 李瑞 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2139-2148,共10页

提出了瞬时脉冲电流对铝合金超快固溶和后续时效强化的处理方案,采用宏微观实验手段分析了材料力学性能和微观组织演变规律。结果表明:随着放电电压的增大,预拉伸后7075铝合金材料屈服强度逐渐减小,但延伸率呈现“小幅度增大—减小—大... 提出了瞬时脉冲电流对铝合金超快固溶和后续时效强化的处理方案,采用宏微观实验手段分析了材料力学性能和微观组织演变规律。结果表明:随着放电电压的增大,预拉伸后7075铝合金材料屈服强度逐渐减小,但延伸率呈现“小幅度增大—减小—大幅度增大”的变化趋势。当脉冲电流峰值超过86 kA(对应的放电电压超过9 kV)时,材料力学拉伸曲线出现了波特文勒夏特利(Portevine Le Chatelier,PLC)效应。当脉冲电流峰值超过96 kA(对应的放电电压超过10 kV)时,试样的延伸率增大508.09%以上。微观表征发现,10 kV电压下材料中位错密度减小,η′相回溶到铝基体并形成过饱和固溶体,从而显著提高了材料塑性。结果表明,瞬时脉冲电流能够实现7075铝合金超快(<1 ms)固溶。对固溶后7075铝合金采用人工时效处理,材料硬度在人工时效21 h达到峰值,峰值时效处理后材料的硬度达到常规固溶淬火的98.69%。 展开更多

关键词 7075铝合金 脉冲电流处理 人工时效 微观结构

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航空锥齿轮加载齿面接触分析的半解析计算方法

7

作者 尹凤 杜文龙 +4 位作者 丁撼 邓雄耀 王智泉 容铠彬 唐进元 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期1331-1342,共12页

基于商业软件的传统模拟加载齿面接触分析(SLTCA)求解精度高,但耗时较长,为此,提出一种兼顾精度与效率的用于加载齿面接触分析(LTCA)的半解析计算方法。以基于齿面模型的齿轮有限元模型为对象,对加载接触点精确的局部边界条件进行求解... 基于商业软件的传统模拟加载齿面接触分析(SLTCA)求解精度高,但耗时较长,为此,提出一种兼顾精度与效率的用于加载齿面接触分析(LTCA)的半解析计算方法。以基于齿面模型的齿轮有限元模型为对象,对加载接触点精确的局部边界条件进行求解。考虑计算的精度和效率,使用局部Rayleigh-Ritz方法对啮合刚度进行半解析计算。考虑到时变啮合特性的影响,采用线性规划方法对LTCA进行半解析求解。最后,以航空航天领域中应用的非正交弧齿锥齿轮为例,对所提出方法的准确性和可靠性进行验证。研究结果表明:由所提出的方法得到的齿面接触压力与由SLTCA得到的齿面接触压力相对误差均在3%以内,具有较高的求解精度,这可为具有高精度和高性能要求的弧齿锥齿轮制造提供有效参考。 展开更多

关键词 弧齿锥齿轮 加载齿面接触分析 半解析 有限元建模 接触柔性

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矿石智能分选机给料系统仿真与多目标参数优化 被引量：1

8

作者 刘璨铭 张怀亮 殷文俊 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期899-910,共12页

本文提出了一种矿石智能分选机给料系统仿真与多目标参数优化方法。首先,采用离散元软件EDEM建立给料系统仿真模型,并通过高速摄像实验验证了模型的准确性;其次,通过仿真分析了检测皮带速度、胶皮离底高度、矿石处理量、溜板高度、溜板... 本文提出了一种矿石智能分选机给料系统仿真与多目标参数优化方法。首先,采用离散元软件EDEM建立给料系统仿真模型,并通过高速摄像实验验证了模型的准确性;其次,通过仿真分析了检测皮带速度、胶皮离底高度、矿石处理量、溜板高度、溜板角度这5个参数对重叠率和速度均方差的影响;最后,以重叠率和速度均方差最小为优化目标,利用NSGA2算法对给料系统参数进行了多目标优化。研究结果表明:影响重叠率的主要因素为检测皮带速度和矿石处理量,次要因素为胶皮离底高度,重叠率随检测皮带速度增大或矿石处理量减小而减小,随胶皮离底高度增大而先增大后减小;影响速度均方差的主要因素为检测皮带速度,次要因素为矿石处理量、溜板高度和溜板角度,速度均方差随检测皮带速度或溜板高度增大而增大,随矿石处理量或溜板角度增大而减小;当检测皮带速度为3.6~4.0m/s、胶皮离底高度为45.0~51.1mm、矿石处理量为80t/h、溜板高度为565.0mm、溜板角度为75.0°时,优化结果最佳,与原始样机相比,其重叠率和速度均方差均降低15%以上。 展开更多

关键词 矿石智能分选机 给料系统 重叠率 速度均方差 多目标优化

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基于渗碳−啮合耦合效应的弧齿锥齿轮热处理变形半解析预测方法

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作者 杜文龙 陈唐炜 +4 位作者 张建兴 丁撼 王智泉 荣士锋 周镇宇 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期487-500,共14页

对传统的齿轮热处理研究大多基于商业软件进行,其求解精度高,但耗时较长,为此,提出一种兼顾精度与效率的新的用于预测渗碳-啮合耦合效应对齿面热处理变形影响的半解析预测方法。将数值加载接触分析(NLTCA)与齿面渗碳相结合,确定机床加... 对传统的齿轮热处理研究大多基于商业软件进行,其求解精度高,但耗时较长,为此,提出一种兼顾精度与效率的新的用于预测渗碳-啮合耦合效应对齿面热处理变形影响的半解析预测方法。将数值加载接触分析(NLTCA)与齿面渗碳相结合,确定机床加工参数与齿面热处理变形之间的半解析泛函关系;采用线性规划方法对瞬时椭圆接触中心的渗碳-啮合耦合效应进行求解,并通过Newton-Raphson迭代法预测考虑渗碳-啮合耦合效应的整个齿面的热处理变形。以航空航天领域中应用的非正交弧齿锥齿轮为例,验证耦合效应对热处理变形的影响。研究结果表明:所提出的半解析预测方法能够高效精确地求解齿面热处理变形,这可为具有高精度、高效率和高性能要求的弧齿锥齿轮制造提供参考。 展开更多

关键词 弧齿锥齿轮 渗碳-啮合耦合效应 热处理变形 半解析预测方法

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螺旋锥齿轮的齿面微观几何形貌建模方法

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作者 邓雄耀 丁撼 +3 位作者 李雁冰 王智泉 容铠彬 唐进元 《机械设计》 北大核心 2025年第10期1-10,共10页

表面微观形貌对零件性能有重要影响,针对螺旋锥齿轮,目前却无考虑微观形貌的齿轮整体建模方法,因而无法进行含微观形貌的精确仿真分析,为此提出了一种综合考虑宏观形状和微观几何形貌的螺旋锥齿轮建模方法。基于实际加工中的刀具与齿坯... 表面微观形貌对零件性能有重要影响,针对螺旋锥齿轮,目前却无考虑微观形貌的齿轮整体建模方法,因而无法进行含微观形貌的精确仿真分析,为此提出了一种综合考虑宏观形状和微观几何形貌的螺旋锥齿轮建模方法。基于实际加工中的刀具与齿坯的相对位置和运动关系建立切削模型,对其进行求解、插值得到宏观密集的光滑离散齿面点;基于快速傅里叶变换法进行表面重构,得到微观粗糙高度数据,将其加在光滑齿面点的法向得到含微观几何形貌的螺旋锥齿轮齿面模型;分别采用两种策略在齿面不同位置取若干微小区域建立模型,可见其宏观齿面形状特征和微观磨削形貌特征都很明显,与实测齿面有很高的吻合度,为后续的更高精度的含微观形貌的轮齿接触分析、机械效率计算和动态特性的分析打下基础。 展开更多

关键词 螺旋锥齿轮 齿面建模 插值 齿面重构 磨削形貌 几何形貌

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微半球陀螺频率裂解的测试与修调研究

11

作者 梅思龙 王亚龙 +2 位作者 苏晓龙 孙小燕 胡友旺 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第9期21-24,28,共5页

频率裂解是微半球陀螺性能参数的关键指标之一。为了降低微半球陀螺制造误差产生的频率裂解,需要首先测量谐振频率和频率裂解,为此设计了一种微弱电容信号接口电路。接口电路中用电荷放大器实现电容到电压的转化,并对电压信号进行解调... 频率裂解是微半球陀螺性能参数的关键指标之一。为了降低微半球陀螺制造误差产生的频率裂解,需要首先测量谐振频率和频率裂解,为此设计了一种微弱电容信号接口电路。接口电路中用电荷放大器实现电容到电压的转化,并对电压信号进行解调和多级滤波,提升信噪比。用接口电路对陀螺开展谐振频率测试和品质因数(Q值)测试,并采用静电修调来减小陀螺的频率裂解。实验结果表明:静电修调降低了微半球陀螺低频模态和高频模态的谐振频率,频率裂解由0.519 Hz降至0.011 Hz。 展开更多

关键词 微半球陀螺 电容检测 频率裂解 品质因数 静电修调

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预应力对不同铺层方式碳纤维增强复合材料构件应变演化的调控机制研究

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作者 关成龙 池同铭 +3 位作者 姚舜铭 林梓莹 王冰 湛利华 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第9期98-104,共7页

自主设计研发了纤维预应力装置,采用基于光纤布拉格光栅传感器的在线监测平台研究了铺层参数对碳纤维增强复合材料构件固化过程中应变演化的影响规律,并结合构件力学性能测试与微观形貌表征,揭示了预应力对复合材料构件内应变的调控机... 自主设计研发了纤维预应力装置,采用基于光纤布拉格光栅传感器的在线监测平台研究了铺层参数对碳纤维增强复合材料构件固化过程中应变演化的影响规律,并结合构件力学性能测试与微观形貌表征,揭示了预应力对复合材料构件内应变的调控机制。应变在线监测的结果显示,预应力可有效调控复合材料固化过程中的面内应力,且铺层参数对预应力作用下构件固化过程中的面内应变影响显著,其中,[0]_(4)和[0_(2)/90_(2)]铺层的复合材料构件的面内压应变分别提升136%和62%,即预应力对单向铺层构件的面内应变调控效果更优;三点弯曲试验测试结果发现,预应力能通过提高面内压应变水平以增强构件的弯曲模量,[0]_(4)和[0_(2)/90_(2)]铺层下构件的弯曲模量分别提高了16.3%和18.6%;基于金相显微镜的微观形貌表征结果证明,纤维预应力释放后的压应变显著提升了纤维/基体之间的界面结合强度,从而在一定程度上抑制了纤维拔出现象。 展开更多

关键词 复合材料 预应力 面内应变 光纤光栅传感器

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PMMA微流控芯片注射成型多目标优化实验研究 被引量：3

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作者 吴旺青 雷益华 +1 位作者 单志颖 蒋炳炎 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2630-2641,共12页

随着微流控技术的不断发展和聚合物材料的广泛应用,注射成型技术因其快速、低成本、大批量的生产等优势而成为聚合物微流控芯片成型制造的主要方式之一,但也存在微结构成型难、残余应力与宏观变形等问题。为表征聚合物微流控芯片成型能... 随着微流控技术的不断发展和聚合物材料的广泛应用,注射成型技术因其快速、低成本、大批量的生产等优势而成为聚合物微流控芯片成型制造的主要方式之一,但也存在微结构成型难、残余应力与宏观变形等问题。为表征聚合物微流控芯片成型能力、研究工艺参数对成型质量的影响,采用正交实验研究熔体温度、注射压力、注射速度、保压压力和保压时间对聚甲基丙烯酸酯(PMMA)微流控芯片微通道复制度、残余应力、宏观翘曲变形三种指标的影响规律,并利用灰色关联分析法对三种指标进行多目标优化得到最优工艺参数。研究结果表明:影响微通道复制度最主要的因素是注射速度和熔体温度,影响残余应力与翘曲变形最主要的因素是熔体温度;利用正交实验对三种指标优化得到的最优参数存在差异,而利用灰色关联分析方法进行多目标优化得到了微通道复制度高、残余应力小和翘曲变形小的高质量芯片。最优注射成型工艺参数如下:熔体温度为245℃、注射压力为160 MPa、注射速度为50 cm3/s、保压压力为70 MPa和保压时间为5 s。 展开更多

关键词 微流控芯片 注射成型 多目标优化

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压电智能功能梯度材料圆柱壳自由振动的谱-切比雪夫解法

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作者 高先松 钟锐 +2 位作者 王青山 刘新想 徐海良 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第4期787-796,共10页

针对压电智能结构,现有振动建模方法受限结构边界条件以及存在计算成本过高的问题,本文采用了谱-切比雪夫方法,实现了其在一般边界条件下的精确快速求解。在一阶剪切变形理论与压电本构方程的理论框架下,利用谱-切比雪夫方法,结合边界... 针对压电智能结构,现有振动建模方法受限结构边界条件以及存在计算成本过高的问题,本文采用了谱-切比雪夫方法,实现了其在一般边界条件下的精确快速求解。在一阶剪切变形理论与压电本构方程的理论框架下,利用谱-切比雪夫方法,结合边界弹簧技术,建立起压电智能功能梯度材料圆柱壳结构的模型。通过与有限元结果对比,验证求解的快速收敛性以及分析模型的精确性。研究表明:在截断数为20条件下可将计算误差控制在0.8%左右,得到了结构自由振动特性随材料、边界、及几何尺寸的变换规律。本文可以为工程壳体结构的有关振动主动控制研究,提供一套快速且精确的建模方法以及设计经验。 展开更多

关键词 谱-切比雪夫法 压电结构 人工弹簧技术 功能梯度壳 功能梯度材料 一阶剪切变形理论 HAMILTON原理 自由振动

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强化固溶对Al-Mg-Si-Sn合金时效行为的影响

15

作者 柳旭 刘春辉 +2 位作者 马培培 湛利华 尹焯炀 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期55-67,共13页

使用维氏显微硬度计、透射电子显微镜(TEM)研究固溶温度对Al-Mg-Si-Sn合金的时效硬化行为和微观结构的影响。研究结果表明:将固溶处理(ST)温度从560℃提高到590℃(强化固溶温度)显著延缓了Al-Mg-Si-Sn合金的自然时效(NA),合金固溶淬火后... 使用维氏显微硬度计、透射电子显微镜(TEM)研究固溶温度对Al-Mg-Si-Sn合金的时效硬化行为和微观结构的影响。研究结果表明:将固溶处理(ST)温度从560℃提高到590℃(强化固溶温度)显著延缓了Al-Mg-Si-Sn合金的自然时效(NA),合金固溶淬火后,自然时效硬度峰值时间从3 d延缓到13 d,然而,强化固溶没有明显改变人工时效(AA)样品的峰时效态析出相的尺寸和峰值硬度;空位占比大于1的Sn-空位复合体更加稳定,说明强化固溶通过同时提高空位浓度和Sn的溶解度,增强Sn元素对空位的束缚,从而延缓自然时效团簇的形成;人工时效强化相主要为在含Sn团簇上异质形核形成的β"/β'复合相;由于强化固溶只能略微增加Sn的溶解度,因此,对峰值时效析出的影响很小;Sn元素的不同作用机制导致强化固溶对自然时效和人工时效产生不同影响。 展开更多

关键词 AL-MG-SI合金 固溶处理 Sn元素 自然时效 时效析出

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三维夹层圆柱壳平稳随机响应分析

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作者 孟硕 钟锐 王青山 《振动工程学报》 北大核心 2025年第7期1414-1421,共8页

基于三维弹性理论,利用统一级数法与虚拟激励法(PEM)建立了三维夹层圆柱壳平稳随机响应模型。根据夹层材料的层间特性差异划分圆柱壳子域,并利用三维弹性理论结合虚拟激励法建立各子域的动能、应变能、边界势能及平稳随机激励功。通过... 基于三维弹性理论,利用统一级数法与虚拟激励法(PEM)建立了三维夹层圆柱壳平稳随机响应模型。根据夹层材料的层间特性差异划分圆柱壳子域,并利用三维弹性理论结合虚拟激励法建立各子域的动能、应变能、边界势能及平稳随机激励功。通过耦合罚函数法将分层子域间的力学协调条件转化为耦合条件能量,进而叠加各子域能量获得夹层圆柱壳的整体能量泛函。使用统一的级数表达式构建各子域的位移分量,并结合瑞利-里兹法求解获得三维夹层圆柱壳结构的随机响应。通过与现有文献和有限元结果的对比,验证了随机响应模型的正确性。最后分析了厚径比、层合-功能梯度夹层材料的铺设角及幂律指数对三维夹层圆柱壳随机响应的影响。 展开更多

关键词 随机振动 层合-功能梯度夹层材料 三维圆柱壳 统一级数法 虚拟激励法

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FGP梁非线性振动的谱几何⁃增量谐波平衡解法

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作者 钟锐 王瑞华 王青山 《振动工程学报》 北大核心 2025年第4期731-738,共8页

针对含几何非线性因素的功能梯度多孔(FGP)梁动力学问题,提出一种谱几何⁃增量谐波平衡法(SGM⁃IHBM)研究其非线性振动特性。根据von Karman理论获得梁结构的几何非线性应变⁃位移关系,基于Timoshenko理论推导FGP梁的拉格朗日能量泛函。使... 针对含几何非线性因素的功能梯度多孔(FGP)梁动力学问题,提出一种谱几何⁃增量谐波平衡法(SGM⁃IHBM)研究其非线性振动特性。根据von Karman理论获得梁结构的几何非线性应变⁃位移关系,基于Timoshenko理论推导FGP梁的拉格朗日能量泛函。使用谱几何级数表征梁结构的各位移分量,并引入线性模态分量建立FGP梁的非线性降阶方程,进而采用增量谐波平衡(IHB)法追踪FGP梁降阶模型的动力学响应解。通过SGM⁃IHBM解与文献解的对比验证了本文非线性模型的正确性,进而分析了孔隙率、厚度、激励幅值等对FGP梁非线性振动特性的影响。 展开更多

关键词 非线性振动 FGP梁 谱几何 增量谐波平衡法

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7075-T6铝合金板材电磁驱动翻边成形工艺研究

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作者 韩艳彬 杜志浩 +4 位作者 张海宝 白颖 崔晓辉 王瀚鹏 揭庆祥 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第9期47-54,共8页

针对7075-T6高强铝合金在室温下屈服强度高、塑性变形能力差,常规工艺下零件易出现开裂和回弹缺陷的问题,提出了一种电磁驱动内直孔翻边工艺。分析了不同驱动板厚度和放电电压对板料翻边质量的影响,发现随着驱动板厚度的增加,板料贴模... 针对7075-T6高强铝合金在室温下屈服强度高、塑性变形能力差,常规工艺下零件易出现开裂和回弹缺陷的问题,提出了一种电磁驱动内直孔翻边工艺。分析了不同驱动板厚度和放电电压对板料翻边质量的影响,发现随着驱动板厚度的增加,板料贴模精度增加、零件口部破裂被抑制。但过厚驱动板的变形抗力增大,相同电压下零件的贴模性变差。随着放电电压的增加,零件贴模精度逐渐增加。采用驱动板厚度为2 mm和放电电压为8 kV,实现室温下7075-T6铝合金翻边零件的高精度成形。通过ANSYS与ABAQUS软件联合仿真,发现驱动板能够降低翻边件口部的周向拉应力和弹性应变能,有效抑制破裂、回弹缺陷的产生。 展开更多

关键词 高强度铝合金 电磁驱动翻边成形 成形缺陷抑制 高精度成形

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精密电铸模芯厚度均匀性的调控 被引量：2

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作者 杨忠豪 蒋炳炎 +2 位作者 马志高 杨迪 张露 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第21期2531-2539,共9页

阴极边缘的电场分布不均匀导致模芯边缘的沉积速率高,严重降低电铸模芯的厚度均匀性。在屏蔽挡板工艺基础上,创新性地设计了具有侧边凹槽的阴极夹具。研究表明,沉积层厚度为0.1 mm时,采用该阴极夹具,在屏蔽挡板情况下的厚度不均匀性仅为... 阴极边缘的电场分布不均匀导致模芯边缘的沉积速率高,严重降低电铸模芯的厚度均匀性。在屏蔽挡板工艺基础上,创新性地设计了具有侧边凹槽的阴极夹具。研究表明,沉积层厚度为0.1 mm时,采用该阴极夹具,在屏蔽挡板情况下的厚度不均匀性仅为4.3%,在无屏蔽挡板情况下的厚度不均匀性为16.5%。基于屏蔽挡板和侧边凹槽屏工艺,电铸成形了厚度1.1 mm、不均匀性小于8.0%的精密注射模芯。 展开更多

关键词 电铸 厚度不均匀性 屏蔽挡板 侧边凹槽 注射模芯

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齿轮表面摩擦学设计与表面织构化研究进展 被引量：2

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作者 周镇宇 陈东琦 +3 位作者 袁常生 戴庆文 黄巍 王晓雷 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期61-78,共18页

我国国防事业的飞速发展对航空高速齿轮提出了更高要求,而有关齿轮副表面摩擦学设计仍是薄弱环节。表面织构技术已成为摩擦学领域的研究热点,在减摩抗磨、减振、抗粘附和抗蠕爬等多个领域展示出良好的应用潜力。有关齿面织构化设计研究... 我国国防事业的飞速发展对航空高速齿轮提出了更高要求,而有关齿轮副表面摩擦学设计仍是薄弱环节。表面织构技术已成为摩擦学领域的研究热点,在减摩抗磨、减振、抗粘附和抗蠕爬等多个领域展示出良好的应用潜力。有关齿面织构化设计研究尚处于起步阶段,还远未能形成规范成熟的设计理念和方法。对当前在齿轮表面摩擦学设计及表面织构化方面的研究工作进行全面综述。首先从齿轮表面摩擦学设计基本要求展开介绍,指出表面粗糙度和表面纹理是齿轮副表面摩擦学设计的关键,而大量研究已经证实,不管是滚动还是滑动摩擦,并非表面越光滑摩擦学性能越优异,在齿轮副表面织构化设计方面的研究工作已经展开。随后对现有齿轮副表面织构化的研究工作进行梳理,总结齿面织构化处理后带来的性能增益,主要包括减摩抗磨效应、表面强化效应、减振和降温效应。接着,介绍齿轮弹流润滑数值计算方面的研究进展,总结在表面纹理、表面织构对齿轮副的弹流润滑特性影响机制方面的研究。随后,对齿轮副表面织构加工技术进行对比分析,主要包括织构激光刻蚀、织构掩膜电解和织构微磨料射流等特种加工技术的优劣。对现有研究不足和潜在研究方向进行展望,从织构设计和加工等方面对齿轮表面织构化设计提供指导,研究结果可为未来航空高速齿轮副表面织构化设计提供科学指导和数据支撑,填补该领域研究空白并扩大表面织构应用领域。 展开更多

关键词 齿轮 表面织构 表面粗糙度 表面纹理 弹流润滑 滚滑工况

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