纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料的界面区研究

在连续纤维增强陶瓷基复合材料中，界面调节脆性基体与脆性纤维之间匹配关系的功能以及自身特有的物理化学性质，决定着复合材料的整体综合效能。本研究从实践中发现界面区的存在，并尝试提出界面区的概念。界面区是具有一定厚度，含有两处界面（界面相／基体和界面相／纤维）和体相（界面相）的区域。采用透射电子显微技术从微结构的角度研究了3DC／SiC内界面区与裂纹的相互作用行为。TEM观察表明，由于裂纹偏斜／贯穿竞争随时空的推演，基体主裂纹会在界面区的多处位置产生单多重偏斜、裂纹尖端前方应力集中诱发脱粘和开裂、纳米尺度微裂纹桥连等相互作用，其发生的具体部位和方式由界面区内各种相关界面（或断裂）韧性共同决定。此外，结合影响因素的讨论，初步建立起3DC／SiC内基体裂纹与界面区相互作用的物理模型。     

基于模糊熵与CS-ELM的供输弹系统早期故障识别北大核心

针对供输弹系统早期采集的信号中成分复杂,故障特征难以提取和识别的问题,提出一种基于模糊熵与布谷鸟改进的极限学习机(CS-ELM)的供输弹系统早期故障预示方法。运用改进的可调品质因子小波变换对信号进行滤波降噪,提取各子带信号的模糊熵特征;选取模糊熵值较大的5个子带进行重构,完成降噪并将其模糊熵组成特征向量;运用CS-ELM对所提取的特征向量进行早期故障预示并与ELM的诊断结果进行对比。试验结果验证了该方法的有效性,其预示准确率达90.7%。     

板坯结晶器铜板锥度的研究

以实测结晶器铜板温度计算的热流量作边界条件,采用有限元方法,建立结晶器内凝固传热方程,对凝固传热方程进行了离散化,利用ANSYS商业软件进行求解,得到凝固坯壳的应力、应变情况,探讨影响结晶器锥度的因素。     

干混合对硬质合金组织结构的影响

采用扫描电镜,通过对WC原料粉末、脱蜡压坯断口与表面、合金抗弯强度样品断口与合金烧结体表面微观形貌以及合金金相组织的观察,研究了干混合对硬质合金组织结构的影响。结果表明,干混合只对压坯成形过程中粉末颗粒的压制行为与烧结过程中合金的致密化行为产生影响,不会对烧结过程中的合金化行为产生影响。压坯中的大孔洞与未压好等压制缺陷以及显著的元素分布不均匀现象难以通过液相烧结得到有效消除,会继续保留至合金中。采用干混合工艺制备合金,合金晶粒均匀、粗大,接近原料粉末的电镜观测粒度。     

Hi-Nicalon SiC纤维高温热处理后的断裂机理研究

测定了Hi-Nicalon SiC纤维在惰性气氛下高温热处理后的断裂强度,并对其强度进行了Weibull分布统计分析,通过SEM研究了温度变化对Hi-Nicalon SiC纤维表面形貌和力学性能的影响,着重分析了Hi-Nicalon SiC纤维的裂纹扩展机制及断裂机理.研究表明,在惰性气氛保护下其强度随退火温度的升高而下降,且经过1800℃长时间(10 h)退火后的Hi-Nicalon SiC纤维基体转为晶态,断裂模式也就从非晶态的脆性断裂转变为晶态材料的解理断裂.经统计分析,纤维表面部分活性氧化造成的结构缺陷可忽略,断裂源主要集中在纤维内部,惰性气氛下纤维强度下降主要是由解理断裂作用的结果.     

基于VMD与IFWA-SVM的滚动轴承故障诊断研究北大核心

为有效提取非平稳性、复杂性的滚动轴承振动信号特征,提出一种基于变分模态分解、改进烟花算法(IFWA)优化支持向量机(SVM)的滚动轴承故障诊断方法。利用VMD对原始信号进行分解,计算得到各IMF的样本熵,将原始信号的时域特征与其结合组成特征矩阵。为提高故障诊断效率,采用IFWA优化SVM,建立IFWA-SVM模型。使用训练集特征矩阵训练诊断模型,实现滚动轴承的故障诊断。利用实测信号验证该方法,并与粒子群算法优化进行比较。结果表明:利用该方法进行诊断,正确率提高了3.33%、训练时间缩短了21.55 s,验证了该方法的可行性。     

电熔刚玉型壳的抗蠕变性与显微结构

本文从控制型壳显微结构出发,主要讨论如何使刚玉型壳中玻璃相转化为晶相,形成主晶相间以高温稳定异相直接结合的显微结构,从而达到从根本上改善型壳高温抗蠕变性的目的。同时初步揭示了高温抗蠕变性的本质。所研制的EC95型壳材料已成功地用于1550~1650℃的定向凝固工艺中。     

基于CNN-RF的嵌入式数控系统故障诊断研究北大核心

采用Stacking集成策略,融合卷积神经网络(CNN)和随机森林(RF)法提出一种故障诊断方法CNN-RF。该方法不仅能准确提取数据集中的数据特征,而且针对数据集中故障数据数量不足的问题能提供平衡数据集误差的有效方法,以提高诊断的准确性。分别采用单独模型和集成后的模型对采集到的嵌入式数控系统实时运行数据进行分析处理。结果表明:利用CNN-RF模型进行嵌入式数控系统故障诊断的准确度较高,验证了该模型的正确性。     

红外相机三态隔热冷却装置的设计及分析北大核心

红外相机工作环境温度不能超过50℃,但在某些工业高温场合,它需在约300℃的环境中持续工作。针对此问题,设计一种适用于某型号红外相机的三态隔热冷却装置。该装置结合隔热材料阻滞热量传递、水冷却、空气冷却的三态物质的隔热冷却效果,同时具有自清洁石英玻璃的作用。通过COMSOL中的传热模块对传热性能进行验证,分析其内部空间的温度场。结果表明:所设计的三态隔热冷却装置能够在约300℃的环境温度下使红外相机所处空间的温度保持在50℃以下,保证红外相机能正常工作。     

基于分布估计的二进制人工蜂群算法

为了充分利用种群的全局统计信息,将分布估计算法引入二进制人工蜂群算法,提出一种基于分布估计的二进制人工蜂群算法。该算法利用分布估计算法获得的全局统计信息引导候选解的产生,提高了全局探索能力;采用直接针对离散域的多维邻域更新策略,加快了收敛速度,降低了计算复杂度。仿真结果表明,与传统二进制人工蜂群算法相比,改进算法在优化精度、收敛速度和鲁棒性方面均有明显改善。