脱粘裂纹扩展诱发热障涂层陶瓷层温度场演变与烧结行为研究

目的 研究等离子喷涂热障涂层(APS-TBCs)内部脱粘裂纹尺寸对陶瓷层温度场与烧结行为的影响.方法 采用有限元模型研究不同尺寸脱粘裂纹对其上方陶瓷层温度场变化规律的影响,并通过梯度热循环试验对裂纹上方陶瓷层烧结行为进行研究,采用扫描电子显微镜(SEM)分析陶瓷层表面和断面的组织形貌,并使用图片法对裂纹上方陶瓷层不同区域的孔隙率进行分析.结果 裂纹上方陶瓷层温度变化区域的面积取决于裂纹尺寸,且最高温度始终位于裂纹中心的上方陶瓷层表面,随着裂纹宽度向两端依次递减,其对应的上方温度依次递减.在本试验条件下,随着脱粘裂纹尺寸的增加,涂层厚度方向的最高温度以线性形式增加,裂纹尺寸每增加0.5 mm,其上方陶瓷层同一位置处的温度增加约30℃,且最高温度区域随之增大.裂纹长度超过3 mm时,在脱粘裂纹热阻效应下,裂纹上方陶瓷层区域的温度升高.裂纹越长,上方陶瓷层整体温度提升越高,不仅导致陶瓷层发生相变和烧结的区域增大,还使得相变和烧结速率升高.不同梯度热循环次数下,陶瓷层表面和内部均出现了数量和长度不等的脱粘、垂直裂纹,烧结面积逐渐增大.脱粘裂纹长度为4 mm时,其最大宽度约40μm.结论 脱粘裂纹上方陶瓷层温度变化以表面最高温度处为中心向四周呈放射性递减.越靠近陶瓷层表面,层状组织信息越少,相应区域的孔隙率越小,烧结和相变程度逐渐增加,使涂层发生脱落失效的可能性进一步增加.     

选择性激光熔覆快速成形工艺过程能效分析与优化

通过选择性激光熔覆(SLM)系统能耗构成及特征分析,构建了系统能耗及比能耗(表征能效)与工艺过程参数间的定量关系,提出了以能效最优化为目标的工艺过程参数优化策略.结果表明:激光功率的选取需要考虑熔覆效率与能耗之间的矛盾;激光扫描速度的合理提升,可在熔覆道尺寸减小的劣势下提高熔覆效率,缩短激光熔覆的工作时间,进而降低能耗;较大的铺粉厚度与扫描速度,以及较小的横向搭接率,并匹配合适的激光功率,可有效降低SLM系统的比能耗.选择高度较小的方向进行堆垛成形可缩短层间停隔时间,进而降低系统能耗.     

基于BP神经网络的路面使用性能预测分析

以温度、湿度和交通量作为影响因素,取破损率、弯沉作为路面性能预测指标,引入BP神经网络理论,建立了路面使用性能的预估模型.采集已使用多年的5条道路的相应数据建模并进行分析,结果表明,该模型具有较高的可信度,理论上可以用于路面性能的预测.