基于神经网络的金刚线硅片工艺优化研究

使用Tensorflow对金刚线切割过程深度学习,通过对500组样本的训练和预测,得到金刚线切割的神经网络模型。高进给速度(1.4 mm/min)和高线速(1400 mm/min)可发挥高颗粒密度(100 cm-1)的优势,在提高切割效率的同时获得较低的总厚度变化(total thickness variation,TTV)。在切割过程中,高颗粒密度的钢线耐磨损能力强,有更大的工艺窗口。将神经网络技术应用到工艺优化方面可直观找到调整参数与实验结果的量化关系,为优化工艺提供一种简便高效的方法。     

多尺寸裂缝自修复体系的胶囊设计参数分析

混凝土裂纹扩展过程中,会同时或相继产生不同宽度的裂缝。为了实现胶囊对多尺寸裂缝的自修复,需要设计出在不同裂缝宽度下发生破裂的胶囊。采用扩展有限元和表面黏结技术相结合的应用模型综合分析了囊壁厚度、延性以及界面黏结强度和界面断裂能等因素对触发胶囊破裂的基体裂缝宽度的影响。结果表明:囊壁厚度和囊壁延性的增加可使触发胶囊破裂的基体裂缝宽度随之增大;采用较低的界面黏结强度,并且较大的界面断裂能可使触发胶囊破裂的基体裂缝宽度显著增大。     

管材环缝焊接背面气保护装置的设计和制作

为了提高不锈钢和镍基合金管材对接环缝背面的焊接质量,避免焊缝表面氧化、成形差及出现咬边等焊接缺陷,通过采用钢板夹持充气轮胎作为密封部件,与管壁共同组成一个气室,实现了管材环缝背面的气体保护。该装置可以通过气流量来调节气室的保护气体浓度,以适应不同材质金属管材环缝的焊接。通过实际焊接应用可以看出,采用该装置进行管材环缝焊接的背面气体保护,可以避免焊缝表面的氧化,并且表面成形美观,无咬边等焊接缺陷。此外,该装置具有机械柔性,因此不仅可以用于两直管对接环缝的焊接,还可以实现弯管和直管或两弯管对接环缝的焊接。并且,通过调节充气轮胎的气压来调节其膨胀量,可以在一定范围内适用于不同管径管材对接环缝的气体保护。     

气瓶内部淬火过程的流动换热特性

 大直径厚壁气瓶内部淬火时的流动换热过程极其复杂，受到多种因素的影响，而研究气瓶内部压强和温度的变化规律对改善流动换热效果、提高产品组织性能具有重要的理论指导意义。以914 mm厚壁气瓶和瓶内流体为研究对象，建立了二维等效流 固耦合模型；采用多喷嘴系统对气瓶内外进行喷水淬火，研究了气瓶总长、喷水流速及淬火时间对瓶内压强及内壁温度的影响，通过间歇淬火试验验证了数学模型的正确性。结果发现，气瓶长度对瓶内压强和瓶壁温度的影响显著，喷水流速次之，当喷水流速大于8 m/s后，水量对瓶壁的冷却效果大大降低；气瓶内壁长度方向的温度梯度分别随气瓶总长的增加和淬火时间的延长而减小，但基本不受喷水量的影响。     

多孔BN选择性去除燃油中硫化合物的密度泛函理论研究

选择性去除燃油中的硫化物对环境和人类健康具有重要意义。采用基于密度泛函理论（DFT）和含色散矫正的密度泛函理论（D-DFT）的方法，研究了多孔氮化硼（p-BN）及其空位缺陷对燃油中噻吩类硫化物及非硫化物的吸附行为及吸附选择性。结果表明：B—N极性键与硫化物极性分子之间的分子间力使p-BN能选择性去除燃油中的二苯并噻吩（DBT）；引入N、B空位缺陷后，缺陷能级与S原子形成化学相互作用并伴随电荷转移，进一步增强了p-BN对硫化物的吸附。通过对N、B空位缺陷形成能的计算，预测了合成含V_N、V_B的p-BN所需的化学条件：在富硼条件下，采用B₂H₄作为B源比采用B、α-B₁₂和BH₃等更有利于V_N的形成；而在富氮环境下采用N₂H₄作为N源比采用N₂、NH₃等更有利于V_B形成。为实验上有目的地合成高效吸附脱硫材料提供理论依据。     

航空有机玻璃加工工艺对其残余应力影响的光弹性技术研究

航空有机玻璃在使用过程中的破坏主要是由于残余应力导致疲劳裂纹所致。残余应力会使航空有机玻璃材料链段或基团取向进而产生双折射效应。主要基于残余应力导致的双折射效应,运用数字相移光弹性法实现由钻孔工艺产生残余应力的无损检测,并对测试结果进行分析得出:钻头进给速度越小,加工时间越长,冻结的残余应力越大;而钻头转速越大,加工温度越高,冻结的残余应力越大。控制装卡使各个方向受到相同的约束,能够使孔周残余应力均匀,防止出现较大应力集中区域。加工直径稍大的孔时,应采用分级钻孔的方式,先钻小孔然后逐级扩大,能够保证孔周残余应力低。     

常用碳基固体润滑薄膜的研究现状与展望

首先从碳基固体润滑薄膜的应用需求与成本效益出发,探讨了研究碳基固体润滑薄膜的迫切要求和重要意义,然后对类金刚石(DLC)薄膜、类富勒烯(FLC)薄膜及石墨烯薄膜三类最常用的碳基固体润滑薄膜的研究现状进行了较详细的介绍。其中,重点介绍了DLC薄膜的三种减摩抗磨机理,探讨了掺杂元素改性对DLC薄膜硬度、摩擦系数和磨损率等多个方面的影响,并指出外部因素(基体材料、过渡层和应用环境等)对DLC薄膜性能的重要作用。探讨了掺氢、掺氟和掺氮对FLC薄膜构性转变和摩擦学性能的影响。总体来说,氟掺杂导致FLC结构变化,并显著改变薄膜硬度;掺氮会诱导类富勒烯微结构的增加;掺氢FLC薄膜热处理后可达到超润滑状态。总结了石墨烯薄膜制备工艺的发展、石墨烯基复合薄膜的摩擦学性能和石墨烯薄膜在不同基体材料的应用。最后,指出了碳基润滑薄膜领域亟待解决的关键难题,并对未来的研究方向做出了预测。     

氧化石墨烯改性水泥砂浆断裂性能研究

通过带预制切口的三点弯曲梁断裂试验测试了氧化石墨烯(GO)改性水泥砂浆的断裂性能,采用双参数模型分析了GO掺量对改性水泥砂浆断裂参数的影响。结果表明,GO改性水泥砂浆裂缝嘴张开口位移、断裂能、临界应力强度因子等断裂参数均随GO掺量的增加而增加,当GO掺量为0.03%(水泥质量分数)时,较普通水泥砂浆分别提高46.34%、28.11%、48.08%。利用扫描电镜(SEM)表征GO改性水泥砂浆微观结构,发现GO能加强水泥水化产物之间的连接,引导其形成规则有序的结构从而减少应力集中,改性水泥砂浆的断裂性能得到改善。     

稳恒磁场对超音速等离子喷涂NiCrBSi涂层组织和性能的影响（英文）

在稳恒磁场作用下,在45钢上喷涂了NiCrBSi涂层,并研究了NiCrBSi涂层的组织、力学性能和摩擦磨损性能。在稳恒磁场条件下,涂层的孔隙率显著降低,没有形成新物相,但γ-Ni、FeNi₃、Ni₃Si₂相中出现了择优取向。此外,涂层内的磁畴变得更为活跃,更容易随着外部磁场的细微变化而有序排列。涂层截面显微硬度显著提高,表面残余应力波动明显,涂层的磨损量降低了近13.6%。实验结果表明,稳恒磁场可以有效地改善涂层质量。此外,探讨了稳定磁场下喷涂提高Ni基涂层性能的机理。     

海洋环境下混凝土的宏观生物腐蚀研究进展

随着国家蓝色海洋战略的推进,混凝土在各项海洋工程设施(跨海大桥、海底隧道、海港码头等)中得到了广泛应用。混凝土在服役期间会受到物理、化学以及生物作用的协同破坏,最终导致其劣化,其中物理和化学作用导致混凝土劣化的机理已研究的比较详尽,然而在海洋环境中生物作用所引发的混凝土劣化,尤其是宏观生物(植物型和动物型)对混凝土的劣化作用鲜有研究人员探讨。因此,对海工混凝土宏观生物的腐蚀机理、影响宏观生物附着行为的因素以及防护措施等方面进行综述。以期得到国内外专家学者的关注,寻求一种更加合理、高效、经济且环保的海工混凝土腐蚀治理措施。