挤压铸造工艺制备SiC_(3D)/Al复合材料辅助模具研究

使用挤压铸造工艺,采用新型辅助模具成功实现高陶瓷体积分数SiC_(3D)/Al复合材料的制备,研究了辅助模具上开孔位置、孔径大小对复合材料致密度的影响规律,并分析了挤压铸造过程中辅助模具开裂导致浸渗失败的原因。试验结果表明,当开孔面积比大于20%时,无论是面板中心位置开孔、四周位置开孔还是全位置均布开孔,其浸渗致密度均在95%以上。当面板开孔孔径小于1 mm时,复合材料的致密度不足75%,而开孔孔径大于12 mm的复合材料浸渗率均在95%以上,开孔孔径对浸渗结果影响显著。建立了辅助模具厚度方向临界强度计算方法,针对本文所用90 mm×90 mm×28 mm辅助模具,其面/背板的连接强度应大于4.82 KN方能防止其挤压铸造过程中的开裂,壁厚为5 mm的焊接辅助模具和整体辅助模具都能满足上述强度要求。     

韩江南北堤防洪保护区溃坝洪水演进数值模拟研究

洪水分析计算是洪水风险图编制的基础。基于一维、二维水力学耦合模型,建立了韩江南北堤防洪保护区溃坝洪水演进数学模型,分析探讨了韩江南北堤瞬溃后溃口流量水位关系、主要地物特征点的水位和流速变化以及洪水演进过程。结果表明:溃口峰值流量出现在溃坝瞬间,随外江水位下降,溃口流量减小,至溃坝99 h后基本为0。湘桥区距溃口最近,受洪水破坏最严重,最大流速值超过1. 3 m/s。云路镇、登岗镇和湘桥区由于地势较低,最大淹没水深普遍在2 m以上。     

FOCoR:一种基于特征选择优化的课程推荐技术

针对在线教育平台行为日志推荐模型存在的冷启动问题,设计一种融合高校选课数据的课程推荐方法FOCoR。首先,提出基于遗传算法的特征选择技术FSBGA (Feature Selection Based on Genetic Algorithm),然后再以特征选择的结果作为输入,基于梯度提升树LightGBM技术构建推荐模型来进行课程推荐。具体地,在提出的FSBGA算法中,构造结合模型损失和特征数量的适应度函数,并在高校选课数据的特征子集空间中搜索出兼顾模型损失和特征数量的最优特征子集。与基于互信息、F检验的特征选择方法相比,在FSBGA算法所选出的特征子集上训练的选课模型在AUC、F1分数、对数损失这3项指标上均优于其它特征选择算法。为了验证本文工作的有效性,将FOCoR与LightGBM、XGBoost、决策树、随机森林、逻辑回归等算法在真实数据集上进行实验和性能评估,结果表明FOCoR在F1分数上取得了最好的性能。     

界面反应对铝熔体与Si3N4多孔陶瓷界面的润湿作用

应用界面润湿理论从热力学角度计算了铝熔体和Si3N4陶瓷存在界面反应时的润湿角；通过测量不同浸渗时间下浸渗厚度，结合浸渗动力学模型，获得实际浸渗过程中铝合金熔体与Si3N4多孔预制体之间润湿角，并将该试验结果与上述理论计算结果相比较。研究表明：Al／Si3N4界面反应过程对熔体与预制体的润湿起到重要作用；应用界面润湿理论计算得到T=1223K（950℃）时，Al／Si3N4界面实际接触角θ值为60．2°，界面反应对界面接触角的贡献达到47．6°，计算结果与浸渗动力学试验吻合。     

面向激光加工的数控自动编程系统的开发

为提高激光加工数控系统的编程效率，减少编程过程中的人为误差，开发了面向激光加工的图形交互自动编程系统。该系统利用AutoCAD的DXF文件获取图形几何信息，生成优化的激光加工轨迹，输出并校验数控代码，并可以进行加工轨迹的仿真。系统界面友好、工作可靠，具有较好的实用价值。     

TiB2对无压烧结B4C–TiB2复相陶瓷结构和性能的影响

以碳化硼(B₄C)、二硼化钛(TiB₂)、碳化钛(TiC)为原料,采用无压烧结法在2 130℃制备了含20%(质量分数)和30%TiB₂的B₄C基复相陶瓷,分析所制样品的密度、硬度、弯曲强度和断裂韧性。结果表明:在2 130℃,直接加入30%的TiB₂亚微米颗粒,复相陶瓷的抗弯强度和断裂韧性分别达到277.6 MPa和5.38 MPa·m^1/2。陶瓷中颗粒拔出和裂纹微桥接对复相陶瓷增韧作用显著。B₄C–TiB₂复相陶瓷的增韧机理主要是由于TiB₂与B₄C热膨胀系数不匹配产生的残余应力导致的微裂纹增韧和裂纹偏转增韧。     

无压浸渗制备Si3N4/Al-AlN复合材料的动态性能

利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对无压浸渗制备的Si3N4/Al-AlN复合材料进行不同应变速率下的动态压缩实验,并与准静态压缩实验相比较;利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析了复合材料的相组成和断口形貌.结果表明:Si3N4/Al-AlN复合材料的准静态压缩强度和断裂应变均高于动态压缩,分别达到1 748MPa和10.87%;在动态压缩中,当应变率从740提高到1 850,压缩强度稍有提高,断裂应变则增大1倍,达到7.6%,具有明显的应变率效应.准静态压缩中复合材料发生粉碎性解体而动态压缩中主要为劈裂,断裂面平整;微观断裂机制为解理脆断和韧性撕裂,随着应变率增加,断口上韧性撕裂形貌增加.复合材料内Si3N4与Al-Mg合金熔体的置换反应产物AlN相的大量存在是复合材料在高应变率冲击压缩载荷下显现由脆至韧转变的重要原因.     

基于离散元法的玉米籽粒建模

对十余个品种玉米籽粒的几何形状、尺寸参数及各尺寸间的相关性进行了测试分析。在这些分析的基础上,提出了一种基于球充填的单个玉米籽粒和玉米籽粒群体的建模方法。以2个品种玉米籽粒为例,通过玉米籽粒堆积试验和"自流筛分"试验的试验结果与其离散元法仿真结果的对比分析可知,当单个玉米籽粒模型的充填球数为16时,所建立的玉米籽粒群体与实际玉米籽粒群体较相近,由此初步证明了本文提出的玉米籽粒建模方法的可行性和有效性。最后,通过一个实例,介绍了如何使用玉米籽粒模型和离散元法对粮仓卸料过程进行分析。     

耐热合金涂层结构板材内部缺陷的脉冲红外热成像检测

为探索脉冲红外热成像技术用于检测耐热合金涂层结构内部缺陷的方法,采用有限元仿真和实验研究相结合的方法,对含有盲孔缺陷的耐热合金涂层结构试件进行检测研究。通过有限元仿真分析脉冲热流在被测构件中的传递过程,为检测实验中采样频率和采样时间的确定提供理论依据。利用高能脉冲闪光灯作为激励源对试件进行加热,通过FLIR SC7000系列红外热像仪采集图像序列,采用FCA法、PPT法和PCA法对原始图像序列进行处理。实验结果表明,在给定检测参数下,PPT法和PCA处理后的图像信噪比显著增强,可实现耐热合金涂层结构内部缺陷的可靠检测。