粉末冶金涡轮盘裂纹扩展可靠性分析方法

以粉末冶金夹杂裂纹扩展寿命预测理论为基础，建立了裂纹扩展可靠性分析的剩余强度干涉模型与寿命干涉模型。采用改进一次二阶矩法分析单个夹杂裂纹扩展的可靠性。为了分析多个夹杂裂纹扩展的可靠性，提出了随机裂纹位置的均值等可能分布的多裂纹分布模型，与随机裂纹位置的均值处在夹杂所占体积中心的多裂纹分布模型相比，本文模型更偏于安全，且适合于工程应用。所提方法被应用于计算某粉末冶金涡轮盘裂纹扩展的失效概率，分析结果表明夹杂位置距离表面较近的裂纹引起的失效概率大。     

轴承钢连铸过程中非金属夹杂物群迁移行为的分析

为了研究轴承钢方坯连铸过程中存在的非金属夹杂物聚集问题,建立了凝固过程的流-固耦合模型,采用数值模拟和现场试验相结合的方法,研究了浇注过程中夹杂物族群的迁移行为。结果表明,在断面、结晶器搅拌强度和浸入式水口对比方面,较大断面、较强搅拌和带侧孔的水口对改善铸坯中10 μm以下的夹杂物比较有利,5～10 μm级别夹杂物最易被初生坯壳捕捉。结果显示,5 μm以下的中间包钢液中微观夹杂物数量过大,在浇注过程中会促进夹杂物族群间的碰撞迁移,导致铸坯中20～30 μm级别夹杂物数量增多,但对50 μm以上的大尺寸夹杂物影响甚微;铸坯中该大尺寸级别的夹杂物主要直接来源于中间包。这些研究结果对弄清夹杂物的来源,改善轴承钢疲劳寿命具有重要意义。     

Numerical Simulation of Droplet Breakup and Collision in the Solution Precursor Plasma Spraying

Finely structured ceramic coatings can be obtained by solution precursor plasma spraying. The final structure of the coating highly depends on the droplet size and velocity distribution at the injection, the evolution of the spray in the jet, and droplet breakup and collision within the spray. This article describes a 3D model to simulate the transport phenomena and the trajectory and heating of the solution spray in the process. O’Rourke’s droplet collision model is used to take into account the influence of droplet collision. The influence of droplet breakup is also considered by implementing TAB droplet breakup models into the plasma jet model. The effects of droplet collisions and breakup on the droplet size, velocity, and temperature distribution of the solution spray are investigated. The results indicate that droplet breakup and collision play an important role in determining the final particle size and velocity distributions on the substrate. This article is an invited paper selected from presentations at the 2007 International Thermal Spray Conference and has been expanded from the original presentation. It is simultaneously published in Global Coating Solutions, Proceedings of the 2007 International Thermal Spray Conference, Beijing, China, May 14-16, 2007, Basil R. Marple, Margaret M. Hyland, Yuk-Chiu Lau, Chang-Jiu Li, Rogerio S. Lima, and Ghislain Montavon, Ed., ASM International, Materials Park, OH, 2007.     

基于椭球体建模的多机器人碰撞检测方法研究

多机器人协同工作共享的工作空间使得机器人彼此之间存在交互运动,这将不可避免地导致机器人在运动过程中发生碰撞现象,一旦碰撞发生就会造成严重的操作事故,所以碰撞检测是多机器人协作技术中重要的环节之一。针对多机器人碰撞检测问题,主要研究基于离散的碰撞检测,在规划的路径上划分时间步,反复地进行静态碰撞检测,从而完成机器人在运动过程中的碰撞检测。针对基于椭球体建模的多机器人碰撞检测问题,采用椭球体包围机器人连杆、关节等结构,获取空间椭球体间最短距离来判断机器人间是否有碰撞发生。针对椭球体间最短距离的求解,采用基于椭球坐标系的最短距离求解算法,以其中一椭球体中心为原点和椭球的半轴长建立局部椭球坐标系,利用等高面的概念来求解另一椭球体到椭球坐标系原点的最短距离,计算效率更快。对机器人结构参数进行初始化,并提取规划路径的空间位置参数,在路径上划分时间步,在每一个时间步上反复调用碰撞检测算法函数,从而获取机器人运动过程中各个离散点的最短距离,最终得到最短距离变化曲线,进行碰撞检测。并通过一个仿真算例验证了此方法的有效性。     

分丸轮窗口飞出弹丸与抛丸叶片接触前后的运动分析

在求解出了分丸轮窗口中弹丸飞出窗口时的速度及角度的基础上，推导出了分丸轮窗口中飞出的弹丸与抛丸叶片相碰撞时的具体位置；并对弹丸与抛丸叶片碰撞后的运动过程进行了分析，在此基础上提出了分丸轮窗口中飞出的弹丸将与抛丸叶片发生多次碰撞后飞出抛丸器。这是一种全新的观点，它为进一步提高抛丸叶片的使用寿命提供了重要的理论依据。     

爆炸焊接参数对钽/304不锈钢界面波形影响的数值模拟

为了研究爆炸焊接参数对界面波形的影响,对钽/304不锈钢的爆炸焊接进行了二维数值模拟,模拟得到了不同碰撞角和碰撞速度的界面波。由输出模拟界面处波形图可观测到钢在爆轰过程中被拉长且在涡旋处强烈弯曲;测量波的波长以及波幅发现,当碰撞速度一定时,比波长由小到大依次为碰撞角12.2°、碰撞角14.1°、碰撞角16.4°;碰撞角一定时,碰撞速度为633 m/s界面波长和波幅小于碰撞速度为735 m/s时的界面波长和波幅;速度水平方向的数值大小与波长数值的大小一致性较好,速度竖直方向的数值大小与波幅数值的大小一致性较好。结果表明,结合界面处和界面附近的钢侧均发现了明显的解理断裂特征;界面处比波长与碰撞角呈正相关;碰撞速度越大,界面波长和波幅也越大;速度水平方向的分量决定波长数值的大小,速度竖直方向的分量决定波幅数值的大小。 创新点： (1)结合光滑粒子流体动力学方法,采用单参数变化方法研究碰撞角和碰撞速度对界面波形的影响。 (2)研究了速度的水平分量以及竖直分量对界面波形的影响。     

Nb_6Sn_5生成Nb_3Sn的生长特性

采用Nb管富Sn固-液相扩散法,研究了Nb_6Sn_5向Nb_3Sn转化过程中Sn的扩散方式及微组织结构.实验结果表明:Nb_3Sn层生长受Nb_6Sn_5分解时Sn的短程扩散和长程扩散两种机制的控制,分别形成晶粒较粗的内层和晶粒较细的外层;粗细晶粒的差别和热处理温度有关.根据此机制得出的扩散方程解与Nb_3Sn生长曲线符合得很好.     

GROWTH OF Nb_3Sn TRANSFORMED FROM Nb_6 Sn_5

The diffusion process of Sn in the transformation of Nb_6Sn_5 to Nb_3Sn has been studied.Theexperimental results show that the growth of Nb_3Sn laver is controlled by two processes,i.e.the short range diffusion of Sn which is responsihle for the inner layer with large grains,andthe long,range diffusion of Sn which results in the outer layer with fine grains.It was foundthai grain size depends on the reaction temperature.A model of Nb_3Sn growth based on theabove processes was established and its solution was found to be in good agreement with ex-perimental results.     

基于位置误差的真空机器人碰撞保护研究

要保证碰撞发生时真空机器人与晶片的安全,避免造成较大的损失,真空机器人必须具有碰撞保护功能.在研究真空机器人位置误差变化的基础上,不使用额外的传感器,建立基于位置误差模糊推理的碰撞保护系统.该系统选用二维的模糊控制器来确定位置误差的阈值,以机器人加速度、机械惯量作为输入条件,估计的系统位置误差作为输出条件;并提出了不同的保护策略.最后给出了真空机器人碰撞的实验结果,结果表明该碰撞保护方法具有较高的准确性和灵敏度.     

数控加工仿真中自由曲面的碰撞干涉检验

碰撞干涉检验是数控加工仿真的主要目的之一.文章解决了数控加工仿真中的自由曲面碰撞干涉的问题:把碰撞干涉分为四种情况,对其分别提出不同的检验方法,并阐述了具体的解决方案.这些方法对3-5轴数控机床均适用.其中提出的刀具与曲面全局干涉的检查算法解决了求曲面到刀具最小距离的问题,即根据曲面到刀轴最小距离判断刀具是否与曲面发生干涉.     

基于DSMC-CFD方法的气固两相流冲蚀预测研究

目的 研究气固两相流中固体颗粒间碰撞对冲蚀的影响。方法 使用Eulerian-Lagrangian方法，将气相作为连续相，通过Navier-Stokes方程求解，颗粒平移运动由离散相模型（DPM）求解。颗粒间碰撞运动采用直接模拟蒙特卡罗（DSMC）方法进行模拟，用少量采样颗粒代替真实颗粒计算颗粒间碰撞，碰撞的发生条件通过修正的Nanbu方法判定，碰撞过程遵循颗粒间碰撞动力学模型，采用Grant-Tabakoff随机颗粒-壁面碰撞反弹模型，计算颗粒与壁面的碰撞运动。将颗粒运动信息导入5种不同的冲蚀模型，并将计算与未计算颗粒间碰撞的冲蚀预测模拟结果与实验数据进行对比。结果 颗粒间碰撞位置主要分布在90°弯头外拱侧的颗粒高浓度区，随着颗粒质量流量的增大，颗粒碰撞次数增加，且直管段中碰撞次数占比增大。随着入口速度的增大，颗粒碰撞次数减少。使用DSMC-CFD方法计算的最大冲蚀位置沿弯管外拱轴线向高角度方向偏移，且数值比忽略颗粒间碰撞的CFD方法约低5%~15%，总冲蚀率则两者区别不大。结论 引入DSMC方法计算颗粒间的碰撞，可以节省大量算力。弯管处发生颗粒间碰撞，DSMC-CFD冲蚀预测方法更符合实际，使用DSMC-CFD方法的Oka模型与实验测得值最贴近。     

钢液净化措施对高硅铸钢夹杂物的影响

本文在分析中频感应电炉熔炼的未经炉外精炼处理的高硅铸钢中的夹杂物的基础上，对高硅铸钢进行了底吹氩气精炼处理。结果表明，底吹氩气可以促进钢液中夹杂物的聚集长大，并促进夹杂物的上浮；随着氩气流量的增加，试样中夹杂物的含量逐渐减少，夹杂物的平均间距逐渐增加，得到了中频感应电炉熔炼高硅铸钢的有效钢液净化工艺。     

铝液原位反应生成TiAl_3晶须的条件和机制分析

分析了液相原位反应生成 Ti B2 颗粒过程中 ,Ti Al3晶须的生成条件和生长机理。结果表明 ,预制块中 Ti与B的摩尔比显著影响 Ti Al3晶须的生成 ,Ti Al3晶须的生长机理为 VL S机制 ,由于晶须生长过程中触媒液滴中的 Ti参加反应 ,使它与一般晶须生长的 VL S机制有所不同     

汽车-乘员-护栏耦合碰撞系统模型及安全性仿真(英文)

研究汽车与护栏碰撞过程中车辆的理想运动规律和护栏的防撞机理,以提高护栏的耐撞性能。在LS-DYNA软件平台中,根据样车的结构参数和高速公路护栏安全性能评价标准,建立了"汽车-乘员-护栏"碰撞耦合系统有限元模型。碰撞仿真结果表明,护栏通过变形吸收了62.2%的动能,起到了很好的导向作用。汽车的驶出角为8.2°,可以有效避免二次事故发生。护栏的最大横向变形为750mm,假人头部性能指标HPC为508,假人胸部性能指标THPC为25.2mm,假人腿部性能指标FPC为1.15kN,均小于法规规定的标准值,汽车与护栏碰撞时不会对乘员造成严重伤害。     

列车受碰后动力学计算研究

利用简化的列车二维碰撞模型,建立列车碰撞运动微分方程,采用数值积分方法,以20节车厢连挂列车平面刚体 模型为对象,对列车在各工况下受碰后的动力学行为进行研究,得到了整列车受碰后的最大车钩压力、最大接近线速度、角速度等动态性能参数.在此基础上,对车钩压力随运行时间的变化情况、各节车的最大车钩压力、最大接近线速度、角速度进行了分析和探讨,结果表明:利用该仿真分析方法研究列车受碰后的动力学行为是有效的.     

ANALYSIS OF THE GROWTH MECHANISM OF TiAl_3 WHISKERS PREPARED BY IN SITU REACTION IN MOLTEN ALUMINUM

1.IntroductionInrecentyears,newtechniquesfOrinsitufabrication0faluminummatrixcompos-itesreinforcedwithavarietyofceramicreinforcementshavebec0meattractivefr0manec0nomicstandpoint.Thisisbecallseonecalltakeadvantage0fconventionallyestab-lishedpr0cessingtechnologiesf0rproducinglarge-scalecastingsandf0rsubsequentmetal-working.Someofthesetechnol0giesincludeselfpropagatinghigh-temperaturesynthesis(SHS),exothermicdispersion(XD),contactreacti0nandreactivegasinfiltrati0n[1-4].M0rerecently,wearellsing…     

高强度双相钢DP800成形件碰撞性能仿真分析

针对双相钢板DP800,在完成U型梁冲压成形及回弹仿真分析的基础上,建立了闭口帽型梁的碰撞分析模型。采用映射的方法完成冲压成形件U型梁的厚度、应力、应变向碰撞结构件的结果传递。在考虑成形、回弹及应变率等多种因素的影响下,对帽型梁的碰撞过程进行了多工况仿真分析。研究结果表明,成形后的材料厚度变化、残余应力、加工硬化以及应变率,对碰撞过程将产生直接的影响。研究结果为提高汽车碰撞仿真分析的精度提供了参考。     

基于碰撞算法的排样系统的研究与应用

提出一种用于冲裁件排样的碰撞算法。基于该算法开发了排样系统 ,自动计算零件间的碰撞距离与排放角度 ,并且提供多种排样方法     

汽车防撞系统设计

为了防止车辆发生碰撞事故,降低交通事故的发生频率。系统利用红外探测模块对所驾驶的车辆前方的行人及其他机动车行驶时发动机所发出的红外线感应,检测是否有车或行人。在红外探测模块不适宜检测人的温度点启动超声波探测模块辅助检测是否有行人。根据红外探测模块或超声波辅助探测模块的检测结果自动控制警报发出或解除、自动刹车或刹车解除以及汽车离合器的分开或啮合,从而实现汽车防撞的智能化控制。