TC4钛合金低压电子束熔丝沉积层组织与性能

对TC4钛合金进行了低压电子束熔丝沉积试验，探究了该方法的可行性，并分析了沉积层数对微观组织和性能的影响. 结果表明，在加速电压为10 kV的低压时也可完成TC4钛合金的多层熔丝沉积. 多层沉积之后得到的沉积件的平均显微硬度在260 HV左右，只有沉积件底部条带状纹理聚集处的显微硬度接近退火态TC4基材的288 HV. 条带状纹理产生于多层沉积的过程之中，β相晶粒受热循环影响而发生了β → α + α′ + β的转变，其中硬度较高的网篮状α′相与片状的α相组成了条带状纹理，该显微组织的特点是随着与基板距离的增加，网篮状组织逐渐融入片状组织. 沉积件的拉伸断裂形式为韧性断裂，最高抗拉强度为862 MPa，略低于国家标准，这是因为在多层沉积的沉积件中β柱状晶会变得巨大，同时还会出现等轴晶，晶粒的巨大化使得沉积件的抗拉性能出现了下降.     

HLS-Ⅱ恒温冷却水控制系统的设计与实现

HLS-Ⅱ恒温冷却水控制系统用于控制冷却水的温度变化，减少外部环境对设备的影响，以提高光源运行的稳定性。该系统是基于EPICS设计的分布式控制系统，采用串口以太网转换器MOXA6450将数字指示调节器UT55A-20接入到控制局域网中，温度控制在UT55A-20中实现，IOC运行在VMWare虚拟机上。系统自2015年以来运行稳定可靠，冷却水温度控制精度达到了±0.5 ℃的设计指标，为HLS-Ⅱ的稳定供光提供了必要的技术支持。     

环境温度对电励磁双凸极发电机输出特性的影响

电励磁双凸极发电机DSEG(doubly salient electro-magnetic generator)是一种高温运行能力强的新型无刷直流发电机,但对其温度特性尚缺乏研究。为给DSEG设计和应用提供理论依据,对环境温度改变时的DSEG发电性能进行研究。采用等效磁路法和有限元法,并结合不同温度下的铁心材料磁导率曲线,分析了温度对电机磁场和绕组电感的影响;研究了不同温度下电机的负载特性;将不同温度下的铁心材料和绕组铜材进行组合,通过有限元建模对比分析,研究了温升导致的电枢绕组电阻变化和铁心磁阻的变化单一变量对电机外特性的影响。最后在电机动态温升实验及静止热实验的基础上,进行温度特性实验,将电机冷态和热态实验结果和仿真结果进行对比分析,验证了理论研究和仿真的正确性。所得结论对DSEG的电磁设计和工程应用具有指导性意义。     

合肥光源冷却水温度测量系统改造

合肥光源冷却水温度测量系统采用EPICS作为开发环境，以智能温度巡检仪表作为前端控制设备。IOC通过串口通信获取温度数据，运行ChannelArchiver对数据进行存档和检索。该系统将实现实时监测多路冷却水温度，能够实现历史数据存储和数据网络检索功能。     

2219铝合金/1Cr18Ni9Ti不锈钢惯性摩擦焊缺陷特征及成因

采用惯性摩擦焊技术进行2219铝合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢回转体的连接,借助扫描电镜、能谱分析仪对焊后接头进行组织与缺陷分析。结果表明,铝合金侧形成平行于焊缝界面的片层状组织,包括动态再结晶形成的等轴细晶区和沿摩擦剪切方向拉长的变形晶区。铝合金侧靠近外边缘处存在孔洞缺陷,Cu,O元素在孔洞周围发生偏聚,生成的脆性金属间化合物和氧化物会造成应力集中,阻碍金属塑性流动,降低接头性能。界面处形成了厚度约2 μm的金属间化合物层。     

Inconel 718镍基合金与304不锈钢电子束焊接

对Inconel 718镍基合金与304不锈钢进行了电子束焊接试验,分析了接头显微组织及力学性能. 结果表明,焊缝区中部由枝晶及细小的等轴晶组成,在近镍侧及近钢的熔合线,都由向焊缝中心方向生长的树枝晶组成. 各特征区域显微硬度值各不相同,焊缝区高于镍基合金侧,高于不锈钢侧. 当焊接束流为8 mA,焊接速度为700 mm/min时,接头的抗拉强度最高为722 MPa. 拉伸试样断裂发生于焊缝区内部,呈典型的延性断裂,断口可观察到明显等轴状韧窝.     

铝/钛异种金属填丝电子束熔钎焊接头组织与性能

采用填丝电子束熔钎焊对TA2纯钛和1060纯铝进行了焊接试验,分别对接头显微组织、相组成、抗拉强度和显微硬度进行了分析. 结果表明,采用填丝电子束熔钎焊可以实现纯钛与纯铝的有效连接,接头抗拉强度为98.8 MPa,达到铝母材的96.7%. 接头呈现典型的熔钎焊特征,由钛侧钎焊接头及铝侧熔焊接头组成. 熔钎焊界面存在Ti-Al金属间化合物层,其厚度小于2 μm,未对接头性能强度产生影响. 铝侧熔化区内存在散布的金属间化合物起到一定强化作用,显微硬度最低值位于铝侧热影响区内,拉伸断裂于该区域.     

双鼠笼永磁感应电机设计算法及多目标优化

结合感应电机和永磁同步电机的设计方法,研究永磁感应电机的设计算法并对电机进行优化。采用等效磁路法确定电机设计基本电磁参数;利用有限元的方法解决双鼠笼转子参数设计中的难点,并提供合理的参数优化取值范围。采用Taguchi方法建立实验正交矩阵,并通过求解实验矩阵对电机结构参数进行初步筛选。进一步利用响应曲面法,建立电机稳态运行指标与优选参数间关系的数学模型,通过求解数学模型来完成电机的优化设计。最后,将完成优化设计的电机与普通感应电机采用有限元的方法进行了性能对比,验证了上述设计和优化方法的正确性及双鼠笼永磁感应电机性能的优越性,为永磁感应电机的分析设计与优化提供了有价值的参考。     

基于NIcRIO的合肥光源冷却水监测系统

合肥光源是以真空紫外和软X射线为主的专用同步辐射光源。为了提升其供光性能,2009年底启动了合肥光源重大维修改造项目,冷却水监测系统是此次重大维修改造项目的一部分。改造后的冷却水监测系统采用美国国家仪器公司(NI)的可重配置嵌入式工业控制器cRIO作为硬件平台,监测冷却水温度、压力和流量,以及磁铁温度和隧道环境温度等信号。cRIO上运行VxWorks操作系统,采用LabVIEW编写采集程序,并采用NI公司开发的接口程序"EPICS Server IO Server"将系统集成到EPICS中。cRIO-9073中的所有软件可通过镜像方式安装,并且采集程序通过一个包含机箱及模块信息的配置文件来自动检测硬件的匹配情况,因此,软件的安装和调试十分方便。系统的试运行情况表明其性能稳定,操作简单,扩展性好。     

转子槽参数对开槽实芯转子永磁电机的影响研究

针对小功率感应电动机效率较低、功率因数不高等问题,对已有的三相感应电动机改造为一种新型同步电机-开槽实心转子自起动永磁同步电动机进行了研究。对Y90L-4,1.5 k W型感应电动机进行了分析,利用其定子,重新设计一新型转子。所设计的转子采用实芯结构,沿转子铁芯外圆周开槽,且铁芯内置永磁极。利用有限元计算并分析了转子槽参数对电机自起动能力和稳态运行性能的影响,归纳出了其中的规律性。最后对比了感应电动机和基于改进的开槽实心转子自起动永磁同步电动机的起动和稳态运行性能。研究结果表明:开槽实心转子自起动永磁同步电动机的起动转矩倍数更大,不同负载转矩下的功率因数更高。