基于回归方法和神经网络的电弧增材制造单道成形形貌预测

目的 针对电弧增材制造技术实际应用中工艺参数选取困难和成形结果难预测的问题,确定高效、准确的电弧增材制造单道成形形貌预测的数学方法,以快速、方便地选取丝材电弧增材制造工艺参数并指导成形质量控制。方法 在单道单层丝材电弧增材制造实验的基础上,采用多种回归方法和神经网络方法分别建立焊接电流、电压和焊枪移动速度等多个工艺参数与增材层宽度、增材层高度及熔池深度等成形形貌参数之间的数学关系模型。结果 电弧增材制造单道成形形貌与焊接电流、电压和焊枪移动速度显著相关,且各参数间存在非线性交互作用;采用多元线性回归法可较准确地预测单道增材层宽度,但对于增材层高度和熔深的预测效果较差;神经网络可良好地处理各工艺参数间复杂的非线性关系,其对增材层宽度、增材层高度和熔深的预测平均误差率分别为4.17%、6.60%和7.01%,显著优于多元线性回归法。结论 采用神经网络法可以准确预测电弧增材制造单道成形的形貌参数,进而指导增材制造工艺参数的选取和成形质量的控制。     

电弧熔丝增材制造铝合金研究进展EI北大核心CSCD

电弧增材制造因其独特的无模壳快速近净成形特点而备受关注,有望成为突破铝合金材料研发与工业应用瓶颈的先进制造技术。电弧增材技术在传统电弧焊接的基础上发展而来,二者均以高能电弧为热源、以金属丝材为原材料进行成形。本文综合分析了电弧增材制造工艺与设备研发现状、凝固与固态相变特性、显微组织特点、冶金缺陷概况以及力学性能特点,论述了热丝及多丝增材制造技术前景和电弧增材制造独特的成形方式与相变显微组织特征。针对电弧增材制造铝合金制造精度及稳定性较差、气孔及热裂缺陷严重、材料力学性能优势不突出的问题,提出了电弧增材制造专用设备开发、熔丝累加快速凝固冶金缺陷控制专用方法研发、专用材料成分及显微组织设计、专用热处理工艺制定等发展方向,为加快电弧增材制造铝合金高端化、定制化、专属化发展提供重要参考。     

电弧增材制造路径工艺规划的研究现状与发展

路径工艺的合理规划对电弧增材制造成形过程的顺利进行,以及获取更高精度的成形件和提高成形效率等均有重要意义。先从成形效率、成形精度以及组织性能等方面,对常见的几种填充路径进行综述,然后经过分析总结并且结合实际情况,发现把自适应路径间距和复合式填充路径结合起来更能满足实际生活中的电弧增材制造生产要求,最后结合当前电弧增材制造技术路径规划的研究现状、研究重难点以及相关国家政策指出,电弧增材制造技术的未来发展趋势是实现复杂构件的自动化、智能化和绿色化制造。     

410马氏体不锈钢块体材料的冷金属过渡焊电弧增材制造与性能表征

电弧增材制造具有效率高、成本低和不受成形尺寸限制等独特优势,在新型制造、修复领域拥有良好的应用前景.获得力学性能良好、显微组织均匀的电弧增材制造件是目前急需解决的问题.通过冷金属过渡焊(CMT)丝材电弧增材制造系统,制备了两种410马氏体不锈钢块体材料.光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和力学性能测试结果表明,现有工艺可制备显微组织均匀、硬度平均值为530HV、抗拉强度平均值为1 196 MPa且延伸率均匀的沉积件.本工作还探讨分析了电弧增材制造件的力学性能特点及成因,并与锻造、激光增材制造等方法制得的H13热作模具钢的力学性能进行比较,分析了电弧增材制造件的性能与其他方法制备的工件性能存在差异的原因,考察了冷金属过渡电弧增材制造410不锈钢在修复件中使用的可行性,阐述了提升电弧增材制造件力学性能的方向.     

基于逆向成形的电弧增材制造表面质量评价

目的 建立一种基于逆向成形的电弧增材制造表面质量评价方法，研究工艺参数对电弧增材表面质量的影响。方法 依据最小误差原则选用合适的函数建立理想模型，逆向成形各电弧增材试样并得到提取模型，比较提取模型与理想模型的差异，定量描述电弧增材试样表面的成形质量，分析电弧增材试样中缺陷出现的原因，评估各工艺参数对电弧增材试样表面质量的影响。结果 随着工艺参数的改变，电弧增材试样的宽度减小，高度增加，试样的标准偏差值在1.95~2.15之间，均平方根值在2.4~2.9之间。工艺参数经优化后，试样的标准偏差值和均方根值分别减小到1.738和1.878。结论 送丝速度和成形速度的匹配程度对电弧增材表面质量有较大影响，实际成形中出现的非理想情况在此方法的计算结果中均可得到反映，与实际成形情况较吻合。     

电弧增材制造技术及其应用的研究进展

电弧增材制造是近年来发展最为迅速的增材制造技术之一,其以电弧为热源,通过熔化金属丝材,在规划的路径上层层堆积成形三维实体金属构件,具有制造成本低、制造自由度与成形效率高等优点,尤其适用于大型尺寸及中低结构复杂度金属构件的形性一体化成形。近年来,电弧增材制造技术在国内外得到了广泛研究与长足发展,在电弧增材制造装备、过程控制、及高性能金属材料在电弧增材制造过程中的冶金行为等方面均取得了有价值的研究成果,且电弧增材制造关键金属构件在航空、航天、船舶等高端制造领域均具有成熟的应用案例。分别从电弧增材制造装备系统、过程控制策略、及电弧增材制造过程中高性能金属材料的冶金行为3个方面综述了国内外的重要研究成果,指出了目前研究中存在的不足,并列举了电弧增材制造的典型应用案例,最后对电弧增材制造技术未来的发展方向进行了展望。     

我国增材制造产业综合标准化技术体系的建议

介绍了国外增材制造产业标准化技术体系及国内增材制造产业的标准化现状,并根据我国增材制造产业的发展情况,提出了以通用基础、增材制造软件及数据处理、材料、成形工艺、系统及部件、设备、成形件、检测评估、技术服务等9大子体系来组成我国增材制造产业综合标准化技术体系框架的建议,同时还对我国增材制造产业综合标准化技术体系的建设提出了建议,为推动我国增材制造产业的健康发展提供标准技术支撑。     

电弧增材制造技术及其在TC4钛合金中的应用研究进展

增材制造是于20世纪80年代中期发展起来的一门新兴技术,因能快速精确地制造出形状复杂的结构件而受到广泛关注。电弧增材制造是以电弧为热源,采用逐层堆焊的方式制造出致密的金属构件,具有制造成本低廉、成形效率高的突出特点,在大尺寸、复杂零件的快速成形技术中表现出明显的优势,因而在航空航天、汽车船舶等领域有广阔的应用前景。TC4的化学活性高、热导率低、强度高,具有优异的综合力学性能,是应用最广泛的钛合金。TC4并不适合采用传统的加工方法制备,因此采用电弧增材制造的方法成形TC4结构件。但成形件典型的宏观组织为外延生长的柱状晶,导致其力学性能存在各向异性。本文综述了电弧增材制造的发展历史,结合该技术的特征及国内外研究现状,介绍了电弧增材制造TC4钛合金成形件的组织及性能方面的研究进展。     

铜及其合金表面涂层技术与增材制造技术研究进展

铜及其合金具有优良的耐腐蚀、导电导热性能及机械加工性能,广泛应用于电气、轻工、机械制造等领域.随着生产条件的不断优化,为同时满足不同的应用需求,人们期望获得综合性能更加优良或某一性能特别突出的零部件,但传统制造加工方法工艺复杂,且生产过程中材料利用率较低,存在很大的局限性.为实现零件表面合金化,改善零件表面性能缺陷,表面涂层技术被开发并广泛应用;为实现复杂结构零件的成形,人们开发了增材制造技术.铜合金增材制造技术通过逐层累积的方法,可以高效快速地制造出各类精密零部件,不仅使合金材料利用率高,还能够满足各种结构复杂零部件的成形需求,是当下铜合金应用的研究热点.近年来,国内外研究人员利用铜合金涂层改善零件表面性能的主要技术有沉积、热喷涂、冷喷涂等,对铜合金增材制造技术的研究主要集中在激光增材制造技术,从工艺优化到组织性能分析,都对未来的研究提供了很大的理论依据,但对电子束增材、电弧增材等其他增材制造技术的关注比较少,对于铜合金增材制造过程中成分均匀化的热处理工艺及增材后具备优良的导电、导热、致密度等问题有待进一步研究.本文归纳了铜合金表面涂层以及增材制造技术的工艺原理及研究现状,通过对比各类不同增材制造方法,分析了各增材制造技术工艺参数对成形件微观组织及力学性能的影响,对各技术所获得成形件的优缺点进行总结,并对未来铜合金增材制造重点关注方向进行展望,为制备性能更优良的铜合金成形件以及工艺应用奠定了基础.     

增材制造的现状与应用综述

目的 为推动增材制造技术与新材料、新工艺和产业应用的加速融合提供技术信息参考.方法 首先通过文献计量分析法,以"增材制造"为关键词,分别对2016—2021年的WOS和CNKI核心文献数据库的进行分析,得出近5年国内外增材制造的研究方向和研究热点;然后从增材制造技术的发展阶段、技术标准体系、材料类型、成形工艺类型等方面介绍增材制造技术的研究现状,着重梳理了不同材料与工艺类型增材制造技术的对应关系,归纳了各类增材制造技术的成形原理、材料、工艺特点和技术优势;接着探讨了增材制造技术在航空、航天、船舶、汽车、模具、铸造、建筑、医疗、文化创意等产业领域的应用场景和应用案例,以及产业化应用的问题;最后分析了国内增材制造面临的挑战和发展前景.结论 综述了增材制造技术的现状与应用情况,为增材制造技术成果推广和产业应用提供技术资讯,具有一定的参考意义.     

检定和校准证书的异同与应用

本文介绍了检定和校准以及证书的两点相同、五点不同之处,说明了对检定证书和校准证书的正确应用。     

Synthesis and luminescent properties of alkali-metal and ammonium fluorosulfatozirconates and fluorosulfatohafnates

We have synthesized a variety of alkali-metal and ammonium fluorosulfatometallates (titanates, zirconates, and hafnates). The alkali fluorosulfatozirconates and fluorosulfatohafnates have been shown to exhibit efficient roentgenoluminescence (RL) in the UV through visible spectral region, with a maximum at 390–440 nm. Their RL spectra depend significantly on their composition (cation, anion, and water content), coordination of KF and K₂SO₄, and relative amounts of fluorine and SO₄ groups. We have examined the effect of heat treatment on the RL of these compounds. The rubidium and cesium fluorosulfatozirconates Rb₃Zr₂F₉SO₄ · 2H₂O, Cs₂ZrF₂(SO₄)₂ · 2H₂O, Cs₈Zr₄F₂(SO₄)₁₁ · 16H₂O, and Cs₂ZrF₄SO₄ offer the most efficient RL.     

凝固科学技术与材料

从凝固科学与实践发展的角度介绍了当前凝固材料体系的基本框架和凝固科学主要发展阶段的基本理论。作为材料科学与工程的基本组成，凝固科学技术正在现代科学理论的基础上针对传统材料的改性提高和新材料的发展需求，以控形、控构、控性为目标开展优质铸件的定向、晶体生长、快凝、深过冷及各种新型和超常领域凝固过程的研究，并介绍了其中某些方面和展望了可能的发展趋势。     

Heat and Mass Transfer and Modeling and Prediction of Environmental Catastrophes

Basic definitions and concepts of the physicomathematical theory of natural catastrophes are given. Possibilities of mathematical modeling of natural and technogenic catastrophes are discussed in the context of the theory of heat and mass transfer and the mechanics of reacting media. The importance of taking into account conjugate heat and mass exchange in modeling catastrophes is emphasized. A formula for evaluating the probability of a collisional catastrophe is given.     

Multi-ferroic and magnetoelectric materials and interfaces

The existence of multiple ferroic orders in the same material and the coupling between them have been known for decades. However, these phenomena have mostly remained the theoretical domain owing to the fact that in single-phase materials such couplings are rare and weak. This situation has changed dramatically recently for at least two reasons: first, advances in materials fabrication have made it possible to manufacture these materials in structures of lower dimensionality, such as thin films or wires, or in compound structures such as laminates and epitaxial-layered heterostructures. In these designed materials, new degrees of freedom are accessible in which the coupling between ferroic orders can be greatly enhanced. Second, the miniaturization trend in conventional electronics is approaching the limits beyond which the reduction of the electronic element is becoming more and more difficult. One way to continue the current trends in computer power and storage increase, without further size reduction, is to use multi-functional materials that would enable new device capabilities. Here, we review the field of multi-ferroic (MF) and magnetoelectric (ME) materials, putting the emphasis on electronic effects at ME interfaces and MF tunnel junctions.     

CellML and associated tools and techniques

We have, in the last few years, witnessed the development and availability of an ever increasing number of computer models that describe complex biological structures and processes. The multi-scale and multi-physics nature of these models makes their development particularly challenging, not only from a biological or biophysical viewpoint but also from a mathematical and computational perspective. In addition, the issue of sharing and reusing such models has proved to be particularly problematic, with the published models often lacking information that is required to accurately reproduce the published results. The International Union of Physiological Sciences Physiome Project was launched in 1997 with the aim of tackling the aforementioned issues by providing a framework for the modelling of the human body. As part of this initiative, the specifications of the CellML mark-up language were released in 2001. Now, more than 7 years later, the time has come to assess the situation, in particular with regard to the tools and techniques that are now available to the modelling community. Thus, after introducing CellML, we review and discuss existing editors, validators, online repository, code generators and simulation environments, as well as the CellML Application Program Interface. We also address possible future directions including the need for additional mark-up languages.     

The shape and stability of wall-bound and wall-edge-bound drops and bubbles

The behavior of wall-bound drops and bubbles is fundamental to many natural and industrial processes. Key characteristics of such capillary systems include interface shape and stability for a variety of gravity levels and orientations. Significant solutions are in hand for axisymmetric pendent drops for a variety of uniform boundary conditions along the contact line with gravity acting normal to a planar wall. The special case of a wall-bound drop or bubble that is also pinned at an edge (i.e. a ‘wall-edge-bound’ drop) is considered here where numerical solutions are obtained for interface shape and stability as functions of drop volume, contact angle, fluid properties, and uniform gravity vector. For a semi-infinite zero-thickness planar wall (plate), a critical contact angle is identified below which wall-edge-bound drops are always stable. The critical contact angle is computed as a function of the gravity vector. The numerical procedure, which makes no account for contact angle hysteresis, predicts that such wall-edge-bound drops are unconditionally unstable for any gravity field with a component that is tangent to the wall while inwardly normal to the edge. Select experiments are conducted that support the conclusions drawn from the numerical results.