陶瓷/金属连接界面残余应力缓解策略研究

随着服役环境恶劣化和加工制造复杂难度增加,对陶瓷/金属异质结构综合性能提出了更高的要求。目前钎焊技术被广泛应用于陶瓷与金属异质材料连接,而二者焊接接头残余应力缓解难题非常棘手。残余应力对陶瓷/金属连接性能有极大影响,其大小受多种因素影响,因此系统概述陶瓷与金属焊接残余应力状态与分布规律,从工艺参数优化、施加中间层、复合钎料和表面结构设计4种缓解途径进行系统评述,最后展望了未来陶瓷/金属异质结构残余应力研究面临的机遇和挑战。     

超声辅助纤维束展纱效果研究

针对卫星轨道飞行器铺丝用预浸纱要求,开展热熔法制备展纱工艺研究。对比分析超声池和超声杆两种超声辅助方法对浸胶前纤维束展开宽度的影响,研究超声波辅助展纱机理,并结合展纱辊展纱,研究不同展纱方式对纤维束展开宽度及损伤的影响。研究结果表明:由于超声池宽度回缩效应,超声杆法优于超声池法;与展纱辊展纱相比,超声展纱展开宽度增加了18.2%,纤维损伤强度减少了4.03%;两种展纱方式相结合宽度增加至1.66倍,纤维拉伸强度降低至89.14%,两种展纱方式相结合可以提高展纱效率。     

焊缝缺陷图像智能分类研究北大核心

为解决V型焊缝内部缺陷超声相控阵图像智能分类时代表性特征提取困难的问题,提出了一种改进的稀疏自编码器网络模型(RSAE),获取显著响应V型焊缝缺陷类型的特征集。首先,预处理缺陷超声图像,进而采用纹理特征与形状特征相结合的方法解析缺陷的明暗复杂程度、纹理粗细、沟纹深浅、灰度分布均匀程度;其次,基于Relief-F算法计算各特征对V型焊缝内部缺陷类型的敏感度,分配其为RSAE的初始权重参数,同时给RSAE三种约束实现对样本数据的重新表达。实验使用原始特征与改进的稀疏自编码器编码的特征分别作为核极限学习机的输入,识别准确率分别为87.2%与96.5%。结果表明,提出的改进的稀疏自编码器获得的高级特征较原始特征在模式识别中有更好的结果。     

热处理对2219铝合金双频复合脉冲TIG焊接头组织演变及力学性能影响

系统对比研究了直接时效处理和固溶时效处理对2219-T6铝合金双频复合脉冲TIG焊接头强化的影响.分析了焊后热处理工艺对α-Al晶粒、共晶组织及时效析出行为的影响,讨论了接头组织不均匀性对塑性变形行为的影响机制.结果表明,直接时效处理对α-Al晶粒和共晶组织影响较小,在焊缝区引入低密度粗大θ’-Al₂Cu析出相,对接头强化效果有限,且对塑性有损害;而固溶时效处理导致α-Al晶粒粗化、共晶组织含量降低且尺寸细化,在焊缝区引入高密度细小θ’’-Al3Cu析出相（平均直径22 nm）,并显著提升接头强度和塑性,使得接头强度系数达到0.84,断后伸长率升高至7.0%.固溶时效处理导致的接头强塑化源于焊缝区内高密度纳米θ’’-Al3Cu相所产生的析出强化效应,使得接头强度匹配更加均衡,促进了接头均匀塑性变形,并提升了接头抗拉强度.     

基于Twincat的移动机器人制孔系统北大核心

为了提高自动制孔效率与孔质量,以及提高我国自动化制孔自主研发能力,提出了一种移动机器人自动制孔设备,该设备主要包括移动装置、机器人、末端执行器、系统附件。并设计了"EtherCAT+Profibus"主从分布式控制系统,以Beckhoff EtherCAT控制系统作为主控,对移动装置、机器人、末端执行器、上位机人机交互界面进行协同控制,可实现多工位自动切换、孔的法向调平与基准检测、试刀、换刀以及自动制孔流程。     

丙烯酸/钢渣人造大理石中试样品的制备及综合性能研究

以丙烯酸树脂为基体、钢渣为填料、甲基丙烯酸甲酯为活性稀释剂、TMPTA为助交联剂,采用浇注成型法制备了丙烯酸/钢渣人造大理石,并对人造大理石进行了高温老化试验,对人造石的表观形貌、微观形貌、压缩强度、弯曲强度、拉伸强度、耐磨性和阻燃性能进行研究。结果表明:人造大理石表面光洁、纯黑色,其中钢渣分散均匀,结合紧密;压缩强度和弯曲强度分别达到139.9 MPa和52 MPa,150℃×24 h加速老化后,压缩强度和弯曲强度分别变为132.5 MPa和45.9 MPa;拉伸强度达到了65.9 MPa,为脆性断裂;经过20万转水沙混合物摩擦后,质量保留率保持在99.7%以上;氧指数达到了38%。丙烯酸/钢渣人造大理石具有较好的综合性能,人造大理石材料的制备可以提高钢渣材料的附加值,为钢渣材料的应用提供了一条新途径。     

搅拌摩擦焊在高压封闭电器通电导体中的应用

结合高压封闭电器通电导体材料及结构形式,采用搅拌摩擦焊焊接6063-T6铝合金管材、棒材组成的对带垫板对接焊缝,确定最佳的焊接工艺参数,并按NB/T47014-2011进行焊接工艺评定。在搅拌头转速900 r/min、焊接速度150 mm/min工艺参数条件下可获得性能优良的焊接接头,焊接接头的抗拉强度达到母材的77.2%,焊缝金属导电率达到母材的93%,通电导体回阻电阻6.95μΩ/m,焊接接头经超声检测未见焊接缺陷,焊缝经剖开、抛光、腐蚀后观察,焊缝根部熔合良好。实验检测结果与高压封闭电器产品的技术要求对比,搅拌摩擦焊焊接的通电导体满足产品的技术要求,在高压封闭电器产品中安装使用效果良好。     

基于AMESim的液氮可控传输性能分析

针对超低温冷却加工液氮可控传输难题,分析了热流量、管路压降等复杂因素对液氮可控传输的影响机制,提出了基于AMESim的液氮可控传输性能分析方法,建立了受热管道液氮两相流动传热数值模型,并在此基础上,研制出一套液氮可控传输原理性系统。通过对比实验表明,提高系统的输入压力能够增大低温流体的流量,缩短系统进入热平衡状态的时间,提高输出流体的干度和流型的稳定性;研制出的液氮可控传输原理性系统在输入压力为1.3 MPa时,在一定的开口范围内,能够稳定输出流量可控的低干度流体,且符合超低温冷却加工的要求。     

基于激光轮廓仪的非接触式钢轨廓形检测系统

传统钢轨廓形几何尺寸测量多以手工测量为主,基于激光轮廓仪的高精度廓形检测系统的应用可解决手工测量效率低、误差大的问题。新补充利用中值滤波法对激光轮廓仪采集到的廓形数据进行预处理;通过坐标平移和坐标旋转将坐标系归一化;然后通过二次拟合选择合适的特征点对廓形拼接匹配。经现场测试,钢轨廓形尺寸的重复测量误差小于0.1 mm,绝对测量精度最高可达0.014 mm,满足国家标准对钢轨廓形检测精度的需要,说明该方法有效提高了钢轨的检测效率。     

丝网板叠型驻波热声发动机的工作特性研究

基于线性热声理论设计并搭建了一台丝网型驻波热声发动机,采用不同目数的不锈钢丝网进行试验,考察了丝网板叠几何参数和工作压力对热声发动机工作特性的影响,实验结果和线性热声理论计算结果吻合度较好。实验发现,高目数丝网板叠更容易使系统起振,在实验范围内热声发动机采用不同板叠时的最小起振温度均发生在小充气压力下;在不同的充气压力下,存在最优目数的丝网使得发动机性能最佳。对该台热声发动机而言,最佳的丝网水利半径应为热渗透深度的4.5倍左右。