等离子体合成射流改善S弯进气道气动性能的实验研究

1

作者 张富垚 梁华 +1 位作者 刘诗敏 杨鹤森 《推进技术》 北大核心 2025年第1期42-49,共8页

为了对狭缝式S弯进气道中的流动分离进行有效控制,本文基于等离子体合成射流开展了激励特性和相关流动控制实验研究。结果表明:在激励器能量沉积比确定的条件下,等离子体合成射流激励器的放电能量与激励频率无关,然而不同能量沉积比都... 为了对狭缝式S弯进气道中的流动分离进行有效控制,本文基于等离子体合成射流开展了激励特性和相关流动控制实验研究。结果表明:在激励器能量沉积比确定的条件下,等离子体合成射流激励器的放电能量与激励频率无关,然而不同能量沉积比都存在一个最佳激励频率,使得射流速度达到最大。在激励特性诊断的基础上通过风洞实验验证了等离子体合成射流改善狭缝式S弯进气道气动性能的有效性,最佳激励效果为在出口速度为Ma=0.25时使得总压畸变指数降低22.59%。 展开更多

关键词 狭缝式S弯进气道 流动控制 等离子体合成射流 射流特性 二次流

在线阅读 下载PDF 职称材料

纳秒脉冲等离子体激励控制短舱侧风流动分离实验研究

2

作者 张东盛 梁华 +4 位作者 方雨霖 杨鹤森 苏志 张传标 刘诗敏 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期42-50,共9页

短舱进气道在侧风工作状态下会发生流动分离,导致发动机进气畸变,甚至造成发动机喘振。等离子体流动控制技术在改善流场特性领域具有自身独特的发展优势,其主要难点在于等离子体激励能否与流场产生有效耦合作用实现流动控制目标,而高压... 短舱进气道在侧风工作状态下会发生流动分离,导致发动机进气畸变,甚至造成发动机喘振。等离子体流动控制技术在改善流场特性领域具有自身独特的发展优势,其主要难点在于等离子体激励能否与流场产生有效耦合作用实现流动控制目标,而高压脉冲等离子体技术以其功耗相对较低、对流场持续产生扰动等优势,在控制翼型/机翼流动分离中已取得显著成果,在短舱流动分离控制中存在巨大的潜力。首先探究了侧风影响下短舱进气道的基准气动规律,定量分析总压畸变程度,从而确定了等离子体激励工况,然后采用120°周向激励布局,在不同激励频率电压条件下,进行纳秒介质阻挡放电(NS-DBD)的流动控制效果验证和激励参数影响规律研究。结果表明:施加NS-DBD激励,总压损失系数降低,流动分离范围减小,总压畸变基本消失;随着激励频率的提升,总压畸变程度呈现先减小后增加的趋势;在激励过程中存在一个固有最佳耦合频率,在最佳耦合频率下,总压畸变改善效果最佳;在来流速度为25 m/s,来流偏角为10°的条件下,施加NS-DBD激励,使得平均总压损失系数减小了26.09%,畸变指数减小了31.48%;激励电压阈值上限为10 kV,阈值下限为8 kV;而通过改变激励电压,以改变激励能量的注入,对分离流场改善效果的提升不明显,因此,在实现分离流场控制的同时应尽可能降低激励电压至电压阈值下限,有助于降低能耗、提升寿命,促进等离子体流动控制技术的推广应用。 展开更多

关键词 短舱进气道 流动分离 流动控制 NS-DBD

在线阅读 下载PDF 职称材料

等离子体电磁干扰下圆柱绕流壁面压力信号AI实时降噪

3

作者 陈杰 宗豪华 +3 位作者 宋慧敏 梁华 刘诗敏 方子淇 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期59-65,共7页

面向闭环主动流动控制的可靠传感需求,提出采用人工神经网络模型对不同等离子体电磁干扰下受污染流场信号进行实时降噪处理。以安装在圆柱表面的动态压力传感器为研究对象,分别采集了正弦交流介质阻挡放电(AC–DBD)的“稠密峰”型干扰... 面向闭环主动流动控制的可靠传感需求,提出采用人工神经网络模型对不同等离子体电磁干扰下受污染流场信号进行实时降噪处理。以安装在圆柱表面的动态压力传感器为研究对象,分别采集了正弦交流介质阻挡放电(AC–DBD)的“稠密峰”型干扰信号和纳秒脉冲介质阻挡放电(NS–DBD)的“稀疏突刺”型干扰信号,对人工合成含干扰的流场压力数据进行了监督学习训练,并对模型的泛化能力进行了测试验证。结果表明:基于人工神经网络模型的实时降噪方法可以有效抑制等离子体激励带来的电磁干扰影响,还原真实的压力信号,且对AC–DBD“稠密峰”型干扰信号的降噪效果更好,降噪后信号波形平滑,与真实信号拟合度高;将模型用于真实的流场压力测量中,通过对比降噪后信号与真实信号均值,验证了降噪神经网络的信号还原精度。 展开更多

关键词 等离子体激励 沿面介质阻挡放电 人工神经网络 降噪 压力信号 圆柱绕流

在线阅读 下载PDF 职称材料

氨滑动弧等离子体激励的数值建模 被引量：2

4

作者 赵凝秋 朱益飞 +1 位作者 李振阳 尹博 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期10-16,共7页

在双碳背景下,氨的使用及其燃烧难题的解决受到国内外学者的重视。针对改善氨燃烧问题,研究了二维流体动力学-零维反应动力学-燃烧动力学思路,分析了滑动弧等离子体条件下氨的裂解和燃烧特性。利用COMSOL计算软件建立了考虑电磁的二维... 在双碳背景下,氨的使用及其燃烧难题的解决受到国内外学者的重视。针对改善氨燃烧问题,研究了二维流体动力学-零维反应动力学-燃烧动力学思路,分析了滑动弧等离子体条件下氨的裂解和燃烧特性。利用COMSOL计算软件建立了考虑电磁的二维流体计算模型,研究了滑动弧在反应器中的演化;建立了适用于氨的零维滑动弧模型,研究了滑动弧中全电离-转捩-非平衡3个阶段的温度和组分演化规律;利用CHEMKIN计算软件建立了燃烧模型,评估了等离子体对NH_(3)/air混合气燃烧特性的影响,此外对在混合气中添加CH_(4)进行了分析。结果表明,等离子体能够促进氨的裂解,降低氨的点火延迟时间,并且提高其层流燃烧速度,但是在混合气中将部分等离子体条件下的NH_(3)替换为CH_(4)后,整体燃烧效果有所下降。 展开更多

关键词 氨裂解 滑动弧 等离子体调控燃烧 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于深度学习的火花放电等离子体反应器电压波形优化设计

5

作者 尹博 朱益飞 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期51-59,共9页

等离子体点火助燃在近些年来受到了国际众多学者的广泛关注,传统的火花放电等离子体反应器基于重复性实验设计,但随着飞行高度升高,气压降低和燃烧室流速增大,单纯的热效应无法适应逐渐恶劣的燃烧室环境,限制了燃烧室的安全工作边界。... 等离子体点火助燃在近些年来受到了国际众多学者的广泛关注,传统的火花放电等离子体反应器基于重复性实验设计,但随着飞行高度升高,气压降低和燃烧室流速增大,单纯的热效应无法适应逐渐恶劣的燃烧室环境,限制了燃烧室的安全工作边界。为了维持火花放电,更合理更高效地控制等离子体放电反应,产生所需的活性物质和能量,为此对电源电压进行优化设计。利用二维模型、零维模型以及深度学习模型计算分析了放电频率和电子密度增长方式对火花放电的影响,通过神经网络模型计算得到电压幅值的增长率与初始电子密度的增长率成负线性关系,电子密度增长方式中先慢后快和分段增长更省能,而电子密度分段式增长所对应的电压放电所产生的O原子和O(1D)粒子数更多,更有利于助燃。综合考虑能耗和助燃组分粒子数,分段式增长的电子密度所对应的电压波形是火花放电点火助燃最佳的选择。 展开更多

关键词 等离子体点火助燃 火花放电 电压波形优化 数值模拟 深度学习

在线阅读 下载PDF 职称材料

滑动弧等离子体激励对旋流燃烧室节油熄火特性的影响

6

作者 许书英 陈一 +3 位作者 屈美娇 胡长淮 王宇 侯豪豪 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期33-41,50,共10页

针对航空发动机燃烧室在快速节油条件下扩稳防熄的迫切需求,为验证等离子体助燃(PAC)技术在拓宽动态熄火边界等方面的显著优势,建立了快速节油单头部旋流燃烧实验平台,并开展了滑动弧等离子体基于快速节油条件下的熄火特性研究。实验通... 针对航空发动机燃烧室在快速节油条件下扩稳防熄的迫切需求,为验证等离子体助燃(PAC)技术在拓宽动态熄火边界等方面的显著优势,建立了快速节油单头部旋流燃烧实验平台,并开展了滑动弧等离子体基于快速节油条件下的熄火特性研究。实验通过采集快速节油燃烧过程中OH*化学自发光信号,分析燃烧室熄火演化过程,对比研究了不同节油速率和流量下滑动弧等离子体激励对熄火特性的影响。研究表明,在动态节油下熄火边界明显小于准稳态条件下的熄火边界,随动态节油和进气流量的增大,熄火边界变窄;施加PAC后,助燃效果显著,节油条件下的贫油熄火油气比明显降低,尤其在较大节油速率和流量下仍能维持稳定燃烧。进气流量为15 m^(3)/h、节油速率为0.09/s时边界拓宽最大,由0.064拓宽到0.052,拓宽程度达到23%。 展开更多

关键词 旋流燃烧室 快速节油 滑动弧等离子体助燃 滑动弧等离子体放电 熄火特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

航空发动机尾喷流大气透过率变化规律研究

7

作者 黄龙飞 李瑶 +3 位作者 李益文 张浦幼森 陈戈 化为卓 《空军工程大学学报》 北大核心 2025年第1期1-9,共9页

针对发动机红外辐射特性测试尾喷流近场大气透过率难以全方位准确测量的问题,研究了3~5 μm波段发动机尾喷流不同角度和距离大气透过率对红外辐射特性的影响规律。研究发现:发动机尾喷流核心区的大气透过率相比自然环境下减小了5.65%。... 针对发动机红外辐射特性测试尾喷流近场大气透过率难以全方位准确测量的问题,研究了3~5 μm波段发动机尾喷流不同角度和距离大气透过率对红外辐射特性的影响规律。研究发现:发动机尾喷流核心区的大气透过率相比自然环境下减小了5.65%。随着距离的增加,发动机尾喷流区域的大气透过率与自然环境的差异逐渐增大,在25 m、50 m路径上分别减小了22.64%、29.88%。同时,随着角度的增加,尾喷流对大气透过率的影响逐渐减弱。研究结果可为大气透过率现场测试提供方法支撑,并为评估发动机红外辐射特性提供数据支持。 展开更多

关键词 航空发动机 大气透过率 非均匀大气 红外特性测试

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于声发射信号的激光粉末床熔融在线监测与内部质量智能判别方法

8

作者 张兴武 唐甲锋 +3 位作者 谭鲲鹏 赵志斌 陈雪峰 李应红 《振动工程学报》 北大核心 2025年第6期1134-1144,共11页

激光粉末床熔融(laser powder bed fusion, LPBF)技术作为金属增材制造领域的前沿工艺,已被成功应用于航空航天等高端制造领域。然而多物理场强耦合效应易引发熔池动态失稳,导致制件内部孔隙缺陷频发,严重影响成形质量稳定性。传统监测... 激光粉末床熔融(laser powder bed fusion, LPBF)技术作为金属增材制造领域的前沿工艺,已被成功应用于航空航天等高端制造领域。然而多物理场强耦合效应易引发熔池动态失稳,导致制件内部孔隙缺陷频发,严重影响成形质量稳定性。传统监测手段受限于成本高、部署困难等瓶颈,难以满足工业化生产需求。为此,提出声发射-深度学习融合的在线监测与内部质量智能判别方法。研制了基于声发射传感器的LPBF过程在线监测系统,通过工艺过程全周期声发射信号监测揭示声发射信号特征与成形质量间的映射规律,构建了包含逾8万组样本的熔池声发射数据。针对熔池微弱波动特征提取难题,构建了基于自适应傅里叶神经算子(AFNO)的频域特征提取网络和Kolmogorov-Arnold网络(KAN)的高维特征映射分类器,通过多尺度时域特征融合机制解析熔池动态特性,并借助高维流形精确映射高维特征,实现了声发射信号中微弱波动特征的增强表征和高精度质量判别。试验结果表明:研制的监测系统可有效捕获熔池的动态行为,所提方法质量判别精度达97%以上。 展开更多

关键词 激光粉末床熔融 过程监测 声发射 质量判别 深度学习

在线阅读 下载PDF 职称材料

激光冲击强化TC17钛合金叶片高周疲劳强度评估模型

9

作者 尚一博 伏宇 +8 位作者 张璇 周留成 何云 沈庆阳 王晨 易敏 何卫锋 张学宝 高伟思 《表面技术》 北大核心 2025年第11期184-194,共11页

目的预测和评估激光冲击强化TC17钛合金叶片的高周疲劳强度。方法测试表面激光强化后的硬度和残余应力分布,开展拉伸和振动疲劳试验,分析硬度和残余应力演化规律,基于内部疲劳极限理论和临界距离理论,建立考虑表面完整性的强化叶片疲劳... 目的预测和评估激光冲击强化TC17钛合金叶片的高周疲劳强度。方法测试表面激光强化后的硬度和残余应力分布,开展拉伸和振动疲劳试验,分析硬度和残余应力演化规律,基于内部疲劳极限理论和临界距离理论,建立考虑表面完整性的强化叶片疲劳极限预测模型,结合有限元模态数值仿真,对表面强化后的钛合金叶片高周疲劳强度进行预测。结果板状拉伸试样的疲劳试验结果表明,表面强化后钛合金材料的疲劳极限提升13.41%。模拟叶片试样的弯曲振动疲劳试验结果表明,表面强化后叶片的疲劳极限提升7.77%。基于内部疲劳极限理论,结合硬度和残余应力试验结果,确定危险点位于距表面80μm处。针对危险点处,基于临界距离理论开展叶片疲劳极限预测,模型预测精度误差不超过15%。结论表面激光强化可以有效提升TC17钛合金材料和叶片的高周疲劳极限。本文建立的表面强化叶片疲劳极限预测模型,能够精确预测具有复杂曲面结构的表面强化叶片的高周疲劳极限,可以为喷丸强化、激光强化、激光冲击+喷丸复合强化等多种强化方式的叶片疲劳性能评估提供参考。 展开更多

关键词 钛合金叶片 激光冲击强化 高周疲劳 临界距离理论 内部疲劳极限理论 强度评估

在线阅读 下载PDF 职称材料

单晶镍基高温合金增材修复的定制化热处理

10

作者 林弈安 王兆伟 +2 位作者 何卫锋 罗思海 陈凯 《中国材料进展》 北大核心 2025年第4期380-386,共7页

增材制造(3D打印)技术在镍基高温合金单晶叶片的修复领域展现出重要应用前景。该技术具有温度梯度大、冷却速度快等特点,有利于促进枝晶定向生长、实现枝晶组织细化,但是同时也容易产生高残余应力、高位错密度,从而在后续热处理与高温... 增材制造(3D打印)技术在镍基高温合金单晶叶片的修复领域展现出重要应用前景。该技术具有温度梯度大、冷却速度快等特点,有利于促进枝晶定向生长、实现枝晶组织细化,但是同时也容易产生高残余应力、高位错密度,从而在后续热处理与高温服役过程中引发再结晶、开裂等问题,造成极大的安全隐患。因此,需要对增材修复的镍基高温合金单晶开发定制化热处理研究。高温合金的标准热处理一般由超固相线固溶、时效等步骤组成。以增材修复高温合金单晶特有的微观组织为出发点,提出“筏化-回复”及“亚固相线固溶”策略,有效抑制再结晶及3D打印产生的杂晶晶粒生长,同时有效降低位错密度、释放应力、调控沉淀强化相组织,为实现单晶涡轮叶片的增材修复提供保障。 展开更多

关键词 镍基单晶高温合金 增材制造 热处理 回复 亚固相线固溶

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于纳米压痕的IP防腐涂层本构模型反演分析

11

作者 吕源 易聪 +5 位作者 周留成 王凌峰 潘熙祥 王一凡 王岩 陈军吉 《表面技术》 北大核心 2025年第11期203-210,共8页

目的 得到IP防腐涂层的本构模型。方法 通过连续刚度法对涂层表面进行纳米压痕试验,得到硬度和弹性模量,输出载荷-位移曲线。利用量纲分析法的Π定理,建立各本构参数之间的无量纲函数,确定涂层的本构模型,最后将本构模型代入有限元模型... 目的 得到IP防腐涂层的本构模型。方法 通过连续刚度法对涂层表面进行纳米压痕试验,得到硬度和弹性模量,输出载荷-位移曲线。利用量纲分析法的Π定理,建立各本构参数之间的无量纲函数,确定涂层的本构模型,最后将本构模型代入有限元模型,模拟纳米压痕试验,对比仿真与试验的载荷-位移曲线,验证本构模型的准确性。结果 涂层的硬度为5.49 GPa,弹性模量为69.31 GPa。有限元仿真时,若特征应变偏小,在加载阶段,曲线随硬化指数减小而下移;在卸载阶段,曲线随硬化指数的增大而左移。特征应变偏大时,载荷-位移曲线表现则相反。经对比试验与有限元仿真得到的载荷-位移曲线,二者较为一致。结论涂层具有较高的表面硬度,表面抗变形能力较好。特征应变偏小时,载荷-位移曲线变化是因为硬化指数变大,加载阶段塑性功增加,总功也增加;特征应变偏大时的相反趋势是因为计算的屈服强度大幅度下降和特征应力点后移导致的塑性功增加。获得的涂层本构模型具有较高的精度且该方法具有可靠性。 展开更多

关键词 IP防腐涂层 纳米压痕 量纲分析 本构模型 有限元仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

收缩比对渐缩旋转爆震燃烧室流动与增压特性影响的数值研究

12

作者 黄吕萌 徐劲轩 +1 位作者 杨诏 陈占明 《推进技术》 北大核心 2025年第5期175-183,共9页

本文针对渐缩型旋转爆震燃烧室结构优化,通过二维仿三维手段开展了不同收缩比下的爆震燃烧数值模拟研究。研究发现,相比于等直流道,渐缩流道的收缩效应在提高燃烧室出口的总压方面更具优势,增压的机制来源于渐缩流道能够限制燃烧产物的... 本文针对渐缩型旋转爆震燃烧室结构优化,通过二维仿三维手段开展了不同收缩比下的爆震燃烧数值模拟研究。研究发现,相比于等直流道,渐缩流道的收缩效应在提高燃烧室出口的总压方面更具优势,增压的机制来源于渐缩流道能够限制燃烧产物的周向膨胀而促使其转化为出口轴向速度的分量。此外,随着渐缩爆震燃烧室收缩比的减小,爆震燃烧室的沿程总压增大,爆震强度提高,在收缩比达到0.4时爆震波强度达到峰值;但燃烧室平均进气马赫数降低,导致燃料再填充高度降低,流场稳定性下降;如果收缩比不断减小,甚至会导致爆震波解耦(收缩比为0.3时发生解耦)。因此,将渐缩流道应用于旋转爆震燃烧室以提高燃烧室的增压比是提升爆震发动机推进性能重要研究方向,也为旋转爆震发动机进一步的结构优化提供了可行途径。 展开更多

关键词 旋转爆震燃烧室 渐缩流道 增压特性 流道优化 数值仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

增材制造单晶镍基高温合金微观组织、热稳定性及耐磨性能 被引量：5

13

作者 任晨宇 林思聪 +5 位作者 陈凯 张丹利 周光妮 梁晓晴 罗思海 何卫锋 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3002-3012,共11页

利用定向能量沉积的增材制造方法制备了单晶镍基高温合金SRR99,通过微观组织表征、硬度测量与纳米划痕实验,系统地研究激光增材制造单晶镍基高温合金在服役温度下的组织稳定性。结果表明:经过服役温度(650℃)退火100 h后,增材制造样品γ... 利用定向能量沉积的增材制造方法制备了单晶镍基高温合金SRR99,通过微观组织表征、硬度测量与纳米划痕实验,系统地研究激光增材制造单晶镍基高温合金在服役温度下的组织稳定性。结果表明:经过服役温度(650℃)退火100 h后,增材制造样品γ'强化相的形貌及尺寸(70 nm)依旧保持。相比于传统铸造样品,服役温度退火前后增材制造样品的硬度(6.6 GPa)均提高了20%以上。此外,退火前后增材制造样品的摩擦因数均具有数值低(0.19)、离散性小的特点。本研究证明定向能量沉积增材制造的单晶镍基高温合金样品拥有优异的组织热稳定性和耐磨性能,为激光增材制造技术应用于单晶镍基高温合金涡轮叶片的榫头修复与提性延寿提供了实验支撑。 展开更多

关键词 激光增材制造 单晶镍基高温合金 耐磨性能 热稳定性 纳米划痕

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同氢气喷孔直径对汽油掺氢X型转子发动机性能及污染物排放的影响 被引量：1

14

作者 张泽奇 杜洋 +2 位作者 杨正浩 高旭 何光宇 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期66-78,共13页

针对高效X型转子发动机汽油燃烧不充分的问题,提出了一种缸内直喷掺氢方法用于提升燃烧效率和发动机热力性能。建立了X型转子发动机三维CFD数值模型,通过缸压、放热率和功率实验数据验证了模型有效性,在喷氢总量、喷氢压力、喷氢开始时... 针对高效X型转子发动机汽油燃烧不充分的问题,提出了一种缸内直喷掺氢方法用于提升燃烧效率和发动机热力性能。建立了X型转子发动机三维CFD数值模型,通过缸压、放热率和功率实验数据验证了模型有效性,在喷氢总量、喷氢压力、喷氢开始时刻相同的条件下,分析了氢气缸内直喷且汽油预混时氢气喷孔直径对发动机缸内流动、燃烧、热力性能以及污染物排放特性的影响,并与纯汽油预混式发动机性能进行对比,揭示了缸内直喷掺氢方法的优越性。结果表明,在小氢气喷孔直径(2 mm)下,火焰传播比较均匀,且在燃烧室两侧狭缝中都有较大的对称的火焰,燃烧更加充分,发动机指示热效率达到了最高37.07%,较不喷氢和大氢气喷孔直径(4 mm)分别提高了10.23%和7.85%。与大氢气喷孔直径相比,虽然小氢气喷孔直径下NO x排放量上升了21.12%,但是碳氢化合物、碳烟排放量分别下降了79.08%和2.17%。小氢气喷孔直径(2 mm)为最优喷氢方案,研究为X型转子发动机的喷氢方案设计与优化提供了指导。 展开更多

关键词 转子发动机 氢气直喷 喷孔直径 污染物 热效率

在线阅读 下载PDF 职称材料

无保护层激光强化对316L/Inc600焊接接头焊缝部位耐腐蚀性的影响

15

作者 范维新 蒲长庚 +3 位作者 罗思海 何卫锋 梁晓晴 臧顺来 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期51-60,共10页

目的获得无吸收保护层激光冲击强化(LPwC,Laer Peening without Coating)对316L/Inc 600异种金属焊接接头焊缝部位耐腐蚀性能的影响机理。方法对316L/Inc 600焊缝部位进行无吸收保护层的激光冲击强化处理,采用光学显微镜、扫描电子显微... 目的获得无吸收保护层激光冲击强化(LPwC,Laer Peening without Coating)对316L/Inc 600异种金属焊接接头焊缝部位耐腐蚀性能的影响机理。方法对316L/Inc 600焊缝部位进行无吸收保护层的激光冲击强化处理,采用光学显微镜、扫描电子显微镜和共聚焦显微镜对不同强化工艺下焊缝部位的形貌和元素分布进行观察。用电化学工作站测试不同工艺下焊缝部位的交流阻抗谱和动电位极化曲线。对电化学测试后的焊缝进行形貌观察和能谱检测。结果LPwC后在金属表层引入厚度约0.54μm的重熔层,粗糙度从96 nm增加到691 nm。强化处理和打磨处理后焊缝的电荷转移电阻分别为原始样品的1.7倍和3.1倍,钝化电流减小1~2个数量级,点蚀电位增加100 mV以上。强化处理后的点蚀坑平均直径从原始样品的33.41μm减小到17.20μm,体积损失从122886μm^(3)降为49068μm^(3),且内部无元素偏析和碳化物。原始样品的枝晶间处易发生点蚀,该处贫Cr,且周围富集C。强化加打磨后的点蚀坑出现在晶界处且深度很浅,无元素偏析现象。结论LPwC的热载荷可以消除焊缝部位碳化物,减少贫Cr区,提高焊缝的耐腐蚀性能。打磨LPwC强化表面可以进一步提高焊缝的耐腐蚀性能。 展开更多

关键词 无吸收保护层激光冲击强化 微观组织 异种金属焊接 电化学腐蚀 腐蚀形貌

在线阅读 下载PDF 职称材料

Mar M247透平叶片残余应力X射线测试参数优化研究

16

作者 张占玲 聂祥樊 +3 位作者 王明军 牛腾飞 李良博 温广瑞 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期35-41,共7页

为提高Mar M247透平叶片残余应力X射线测试精度,用OM/SEM/EDS、X射线应力仪进行显微组织表征和残余应力测试,分析Mar M247合金显微组织对X射线衍射效应的影响,以及测试参数对衍射峰强度、峰形拟合度、数据拟合度和残余应力测试结果的影... 为提高Mar M247透平叶片残余应力X射线测试精度,用OM/SEM/EDS、X射线应力仪进行显微组织表征和残余应力测试,分析Mar M247合金显微组织对X射线衍射效应的影响,以及测试参数对衍射峰强度、峰形拟合度、数据拟合度和残余应力测试结果的影响规律。结果表明:Mar M247合金组织粗大且不均匀,导致X射线衍射效应变差,引起d-sin2ψ图上的数据点无规则跳动或有规则震荡,降低了残余应力测试的准确性。残余应力测试中,随准直管直径的增大,X射线衍射峰的强度增加,峰形改善,峰形拟合度提高,降低了残余应力测试误差。当准直管直径较小时,增加曝光次数可提升X射线衍射峰的强度,提高测试结果的准确性。增加曝光时间未提升测试准确性,反而降低了测试效率。 展开更多

关键词 Mar M247合金 组织表征 残余应力测试 X射线衍射 测试参数优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

1Cr15Ni4Mo3N不锈钢表面显微硬度演化与疲劳性能研究

17

作者 吕源 易聪 +5 位作者 周留成 王凌峰 潘熙祥 王一凡 王岩 董蒙恩 《精密成形工程》 北大核心 2024年第12期189-197,共9页

目的研究1Cr15Ni4Mo3N高强不锈钢服役过程中表面硬度演化规律及其疲劳极限。方法采用疲劳拉伸试样,在应力比为0.1条件下对不锈钢开展0、2000、10^(4)、10^(5)、10^(6)、5×10^(6)、10^(7)次循环的疲劳试验,使用显微硬度计测试试件... 目的研究1Cr15Ni4Mo3N高强不锈钢服役过程中表面硬度演化规律及其疲劳极限。方法采用疲劳拉伸试样,在应力比为0.1条件下对不锈钢开展0、2000、10^(4)、10^(5)、10^(6)、5×10^(6)、10^(7)次循环的疲劳试验,使用显微硬度计测试试件表面显微硬度;采用逐级载荷加载法测试不锈钢疲劳极限并用统计学方法验证试验结果的可靠性;使用扫描电镜观察分析疲劳断口形貌特征。结果在0~10^(4)次循环下,硬度由433.39HV1提高至459.43HV1,当循环至10^(7)次时,硬度下降至326.11HV1,试验得到不锈钢疲劳极限为765.7 MPa。断口宏观形貌表明,裂纹源位于试件表面层,断面具备裂纹源区、扩展区、瞬断区3个典型疲劳特征,扩展区表面比较平整,微观下扩展区呈河流状花样向四周放射扩展,伴随有大量二次裂纹发生和少量二相粒子析出,有明显的疲劳辉纹。瞬断区相对粗糙,有大范围等轴韧窝,且韧窝内存在大量二相粒子析出。结论在疲劳加载过程中,低循环周期表现为循环硬化,高循环周期表现为循环软化。疲劳极限统计结果具有可靠性。在不锈钢塑性变形时,第二相粒子周围出现裂纹形成微孔并不断扩大聚集最终导致韧性断裂。 展开更多

关键词 显微硬度 逐级载荷加载法 疲劳损伤 疲劳极限 断口形貌 不锈钢

在线阅读 下载PDF 职称材料

激光冲击强化前处理对AISI9310齿轮钢低温渗碳的影响 被引量：3

18

作者 宋靖东 何卫锋 +2 位作者 罗思海 曹振阳 梁晓晴 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期155-162,共8页

AISI9310钢是一种高强度渗碳齿轮钢,具有较好的韧性。服役过程中,齿面极易发生磨损和接触疲劳失效损伤。为有效改善9310齿轮钢的耐磨损和抗接触疲劳性能,实现磨损和接触疲劳性能协同强化,提出采用激光冲击(LSP)+渗碳(LC)复合强化的技术... AISI9310钢是一种高强度渗碳齿轮钢,具有较好的韧性。服役过程中,齿面极易发生磨损和接触疲劳失效损伤。为有效改善9310齿轮钢的耐磨损和抗接触疲劳性能,实现磨损和接触疲劳性能协同强化,提出采用激光冲击(LSP)+渗碳(LC)复合强化的技术思路,采用激光冲击强化技术对AISI9310钢基体进行前处理,再对其开展低温渗碳热处理。为进一步研究LSP和LC对9310齿轮钢微观组织形貌的影响规律,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和电子背散射衍射表征渗碳层微观组织形貌和截面方向的晶体学特征,并对试件截面方向的硬度进行考核。研究结果表明,AISI 9310钢的渗碳层厚度约为14μm,最大硬度约为305.67 HV,硬化层厚度约300μm;LSP前处理后,渗碳层厚度提升到23μm,最大硬度提升到328.87HV,硬化层厚度提升到约700μm。对比发现,LSP前处理分别可将9310钢低温渗碳层厚度提升64.3%,渗碳层硬度提升23.17 HV,硬化层深度提升133%。这主要是低温渗碳对9310钢的Kernel平均取向差(KAM)和小角度晶界影响较小,但是LSP前处理可引入塑性变形并提升小角度晶界比例,有助于碳元素扩散,促进9310钢低温渗碳行为,提升渗碳层厚度、硬化层硬度和厚度。初步解决了LSP前处理诱导微观组织缺陷促进碳元素扩散的问题,可为LSP复合强化提升航空齿轮关键部件服役寿命提供技术支撑。 展开更多

关键词 激光冲击强化 低温渗碳 AISI 9310钢 小角度晶界 硬度

在线阅读 下载PDF 职称材料

激光冲击强化改善增材制造金属疲劳性能 被引量：4

19

作者 易敏 张璇 +3 位作者 胡文轩 周留成 刘士杰 郑大勇 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第20期38-49,共12页

激光冲击强化作为一种有效的金属表面改性技术,在提升增材制造金属疲劳性能及服役寿命方面,展现出了令人振奋的应用前景。本文首先简要介绍了激光冲击强化技术和增材制造技术的发展及分类,然后综述了激光冲击强化作为后处理方式改善增... 激光冲击强化作为一种有效的金属表面改性技术,在提升增材制造金属疲劳性能及服役寿命方面,展现出了令人振奋的应用前景。本文首先简要介绍了激光冲击强化技术和增材制造技术的发展及分类,然后综述了激光冲击强化作为后处理方式改善增材制造金属疲劳性能的研究进展,并从激光冲击强化调控表面附近的孔隙率、微观组织结构、残余应力等方面阐述了疲劳性能得以提升的机制;同时总结了激光冲击与增材制造复合工艺对增材制造金属疲劳性能的改善效果,并从表面残余压应力及其分布深度分析了疲劳性能大幅提升的原因;最后总结并展望了激光冲击强化在提升增材制造金属疲劳性能方面亟待开展的研究方向。 展开更多

关键词 激光冲击强化(LSP) 增材制造(AM) 疲劳性能 残余应力 微观结构

在线阅读 下载PDF 职称材料

3D打印连续纤维增强尼龙复合材料冲击性能 被引量：11

20

作者 谈丽姿 聂祥樊 +3 位作者 罗楚养 胡晓安 蔺诗韵 於琳涛 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期64-71,共8页

连续纤维增强热塑性复合材料中增强相纤维起承载作用,增强相在打印层内部的填充状态及层间的分布位置会对产品的力学性能产生重要影响。为探究不同纤维状态下增材制造件的抗冲击能力,采用熔融沉积工艺制备纤维增强热塑性复合材料,并对... 连续纤维增强热塑性复合材料中增强相纤维起承载作用,增强相在打印层内部的填充状态及层间的分布位置会对产品的力学性能产生重要影响。为探究不同纤维状态下增材制造件的抗冲击能力,采用熔融沉积工艺制备纤维增强热塑性复合材料,并对复合材料进行冲击性能测试,对断裂表面的扫描电子显微镜图进行分析,深入研究了熔融沉积成型过程中纤维填充方式、纤维叠层顺序、纤维种类以及不同纤维堆叠方向对复合材料抗冲击性能及破坏机制的影响。结果表明,玻璃纤维增强复合材料0°填充的抗冲击性能最佳,冲击强度为197.54 kJ/m^(2),约为抗冲击能力最差的90°填充方式的5倍;三种叠层顺序中包裹式分布的抗冲击能力最佳,冲击强度可达230.56 kJ/m^(2),约比均匀式分布试件的冲击强度高16.7%。玻璃纤维试样冲击强度最优,略高于高强度高温玻璃纤维,垂直堆叠试样的抗冲击性能普遍高于水平堆叠试样,最高冲击强度可达282.76 kJ/m^(2)。对3D打印过程中纤维状态进行研究,为提高3D打印连续纤维增强热塑性复合材料的冲击性能提供参考。 展开更多

关键词 冲击强度 熔融沉积 复合材料 连续纤维 纤维填充 微观分析

在线阅读 下载PDF 职称材料