铝表面磁控溅射沉积ZrN薄膜色度的研究

使用磁控溅射技术,在铝外表沉积Zr N薄膜,研究了磁控溅射时间和氮气流量对Zr N薄膜色度的影响。结果表明:随着磁控溅射时间的增长,薄膜的亮度L在减少,b*值(黄蓝值)在3 min时出现了最大值,说明镀膜时间在3min时最接近黄色,a*值(红绿值)波动比较大。对比仿金膜的L、a*、b*值(CIE1976 L、a*、b*系统已为世界各国正式采纳,作为国际通用的测色标准,它适用于一切光源或物体色的表示与计算),在3 min左右时,薄膜颜色最接近金黄色;而氮气流量在13~18 sccm内,薄膜颜色呈金黄色。因此对于铝的溅射参数为:溅射时间3 min,氮气流量15 sccm。     

以改进的“中心原子”模型计算Ag—Cu相图

简化并推导了“中心原子”模型公式,使其在形式和参数意义上更接近普通热力学计算相图公式。在新模型中,Ａ－Ｂ二元系合金第ｉ个原子态Φ＾αｉ状态量与组态Φ＾α０的状态量之差（φ＾αｉ－φ＾α０）不必与（φ＾α１－φ＾φ０）成正比（ｉ表示α原子周转最近邻有ｉ个Ｂ原子）,而各原子态Φ＾αｉ在合金中存在的几率之和Ｐα等于α组元在合金中活度系数的倒数。采用修改后的“中心原子”模型公式计算Ａｇ－Ｃｕ相图及热力学性     

主应力法和功平衡法求解管材挤压变形力的再探讨

在极坐标系下建立了管材挤压变形力的计算模型,采用主应力法和功平衡法推导了管材挤压变形力的理论计算公式;经生产中反复实验验证,管材挤压变形力的理论计算结果接近实测值,主应力法计算结果的相对误差平均值为11.56%左右,功平衡法计算结果的相对误差平均值为-1.94%左右;而相关文献所给出的主应力法和功平衡法求解的管材挤压变形力公式计算结果的相对误差平均值分别为15%左右和6.6%左右。这表明,本文推导的理论计算公式计算精度高,具有一定的工程实用性。     

带钢热连轧过程轧制力三维有限元模拟

在现代计算机控制的带钢生产中,轧制力的设定极其重要.根据宝钢轧制力模型和现场实测数据,结合热连轧过程中带钢三维变形和热力耦合的特点,应用DEFORM-3D软件建立了带钢热连轧前两个道次的有限元模型,模拟了热连轧过程中两个道次的轧制力变化,并与宝钢模型计算值和实测值进行了对比.结果表明,有限元法计算的轧制力与现场实测数据接近,两者误差在5.0%以内,同时有限元法的计算精度高于宝钢轧制力模型,特别是在第一道次,轧制力计算精度高出4.0%,该模拟为现场轧制工艺参数的调整优化提供了重要的参考价值.     

二元黄铜表面色的定量研究

采用CIE LAB表色系统, 用明度L*、色品a*和b*描述合金的颜色. 通过分光光度计定量地测定了Cu-Zn二元黄铜的色度参数, 探讨了L*, a*, b*和C*随Zn含量的变化规律, 给出了常用二元黄铜表面色的定量定性结果. 研究表明, Cu-Zn二元合金的色度参数a*和b*值可以通过数学公式模拟计算, 从而预计二元黄铜的表面色.     

主族金属元素电子脱出功的计算

根据固体物理电子气理论物理模型，提出了一个计算金属表面电子脱出功的计算公式，对２３个主族金属元素电子脱出功的理论计算结果表明，计算值与实验值基本吻合（标准偏差公为１．０３ｅＶ）；同时发现该理论计算值与电子脱出功实验值的关联结果优于Ｐａｕｌｉｎｇ电负性与电子脱出功实验值的关联结果。     

硅铝合金柴油机机体紧固面微动疲劳研究

目的针对柴油机机体和主轴承盖紧固面之间发生的微动疲劳失效现象,探讨微动状态下柴油机硅铝合金机体的裂纹萌生特性及寿命评价方法。方法建立机体紧固面组合结构有限元模型,计算机体紧固面上的应力/应变历史数据,在此基础上分析机体紧固面的接触状态,探讨摩擦系数及摩擦功对微动疲劳特性的影响。采用多轴疲劳参数(CCB、F、SSI、Ruiz参数)预测了机体微动裂纹萌生位置,对所用参数进行修正,建立适用于机体紧固面的微动疲劳寿命预测模型。结果预测结果与实验值对比可知,F、SSI参数与实验结果差异较大,CCB和Ruiz参数的寿命预测结果与实验值接近,在2.3倍公差带因子范围内。但由于CCB参数预测的裂纹萌生位置和机体实际断裂位置不符,所以不能用于机体微动疲劳寿命预测。结论在接触状态突变的区域容易萌生微裂纹,适当增大摩擦系数或者降低摩擦功可以抑制机体的微动疲劳损伤。Ruiz参数预测的机体微动疲劳寿命与实验值最为吻合,用Ruiz参数评估柴油机硅铝合金机体的微动疲劳寿命可以将误差控制在2.3倍公差带因子范围内。     

HFW焊缝结构参数对其冲击性能的影响

研究了X60钢级φ508mm×9.5 mmHFW钢管焊缝的腰鼓形(热影响区)宽度(h)、熔合线宽度(f)、流线角(α)等结构参数对其冲击性能的影响,并对焊缝结构参数的主要影响因素进行了分析.结果表明:h、f、α与HFW焊缝冲击吸收功AKV间近似呈正态分布关系,较高或较低的h、f、α值所对应的AKV值也较小；f与α间呈线性关系,较大的f值对应着较小的α值；对于所取试样,其腰鼓形中心宽度hn值为管壁厚的1/5～1/3；熔合线中心宽度fn为0.08～0.20mm;α值在50°～70°之间时,可得到较好的韧性.     

四辊卷板机最小弯卷半径控制模型的研究

研究了四辊卷板机在弯卷工艺过程中材料的回弹问题.通过分析板件弯卷变形时受力状态与回弹曲率半径及弯卷半径之间的关系,建立了弯卷变形几何模型和计算模型,确立了弯卷力及弯矩的计算方法,并分析了影响最小弯卷半径的各因素.在对四辊卷板机上的预弯卷和弯卷过程进行受力分析的基础上,给出了弯曲功和驱动扭矩的计算方法.在电机功率、摩擦进给、接触应力和外层拉力等4个约束条件下分别提出了最小弯卷半径的计算方法.最后,用所建计算模型结合实际工艺参数计算最小弯卷半径并与实验值比较,计算结果与实际值比较吻合,验证了模型的有效性.     

S355J2W+N耐候钢高频脉冲MAG焊不同保护气体的接头组织和性能

文中选用φ(Ar)70%+φ(CO₂)30%(M31型)、φ(Ar)80%+φ(CO₂)20%(M21型)和φ(Ar)90%+φ(O₂)10%(M22型)3种形式的保护气体,对板厚为12 mm的高速铁路转向架用S355J2W+N耐候钢进行高频脉冲MAG焊,研究了对接接头的组织和性能。研究结果表明,使用这3种保护气体,焊缝均成形良好,接头无裂纹、气孔等缺陷,且焊缝金属与母材金属熔合良好;接头的显微组织特征类似,为先共析铁素体(GBF)、针状铁素体(AF)和少量珠光体(P)以及少量粒状贝氏体(B_G)组织。与其他保护气体相比,使用M31气体可获得较为理想的接头组织和性能,即焊缝和熔合区不含侧板条铁素体组织(FSP),过热区的晶粒粗化程度较小,焊缝中含更多的针状铁素体(AF)组织,焊缝、热影响区的低温(-40℃)冲击韧性较好,相比M21和M22,焊缝区冲击吸收功分别高出1.95%和54.9%,热影响区冲击吸收功分别高出1.72%和3.27%,且冲击吸收功均高于27 J,焊接接头的拉伸和弯曲性能良好。     

铝-稀土金属间化合物形成焓的计算

详细分析了二元铝-稀土金属间化合物的形成焓的Miedema计算值和文献报道数据的误差分布.结果表明,计算值相比于文献中实验数据普遍呈现负偏差.为此,计算研究中需要针对铝-稀土元素重要的影响因子--稀土原子与铝原子的半径比来修正热力学计算模型.对铝-稀土金属间化合物的系列计算结果及其误差分析说明,修正的Miedema模型计算值更加接近实验值,误差由原来的36%缩小到目前的5%.并利用MTDATA热力学计算软件部分验算计算结果,证明依据新模型的热力学计算预测更加准确可靠.用新模型计算了常见的铝-稀土金属间化合物的形成焓,同时也计算了Al-Er,Al-Tb,Al-Gd 等研究数据缺乏的铝-稀土金属间化合物的形成焓.     

SOLVING OF TRIAXIAL METAL FLOW BY VARIATIONAL PRINCIPLE ON TUBE ROLLING WITH CYLINDRICAL AXLE

本文按Ritz法求解最小能量方程,确定在直线及圆弧侧壁圆孔型中轧管时,变形区内金属的三维位移和应变函数。应用能量平衡原理,按三维变形导出轧制力能参数的计算公式.经冷轧铝管及热轧钢管的实验验证,理论计算值与实测值较为接近,此公式可以在工程计算中应用。     

圆柱芯棒轧管金属的三维流动——变分法求解

本文按Ritz法求解最小能量方程,确定在直线及圆弧侧壁圆孔型中轧管时,变形区内金属的三维位移和应变函数。应用能量平衡原理,按三维变形导出轧制力能参数的计算公式.经冷轧铝管及热轧钢管的实验验证,理论计算值与实测值较为接近,此公式可以在工程计算中应用。     

纳米Ni(OH)2的制备及其电化学性能

采用固相法制备了纳米β-Ni(OH)2, 采用Scherrer公式由其中一样品的(100)、 (101)及(110)晶面参数计算得到晶粒尺寸分别为11.1 nm、 3.6 nm和12.1 nm. 采用循环伏安、恒电流充放电等技术对其电化学性能进行了初步研究, 结果表明 纳米Ni(OH)2的活性比较高, 其首次容量达207.9 mA*h*g-1, 第2周期容量即达到最大值240.4 mA*h*g-1, 但其容量衰退较快.     

2219铝合金焊接接头疲劳寿命的计算机预测与试验验证

根据2219铝合金不同疲劳断裂位置的力学性能参数,采用通用法、四点法、改进四点法和混合法对2219铝合金焊接接头的疲劳寿命进行了计算机预测与试验验证。结果表明,疲劳断裂部位的力学性能参数是影响疲劳寿命计算结果的关键因素,采用局部力学性能参数得到的焊接接头疲劳寿命的计算值/试验值的分散性最小,其中改进四点法和混合法计算得到的疲劳寿命与试验值较为接近。     

X70管线钢冲击韧性与环焊工艺之间回归方程的建立

应用一次回归正交试验设计法,对X70管线钢环焊过程的焊接工艺参数进行设计,采用设计后的焊接参数对X70管线钢进行焊接,焊后对环缝接头进行冲击试验,最后得到冲击韧性与焊接工艺之间的回归数学模型.X70管线钢环缝接头冲击韧性的影响因素主要为焊接热输入、预热温度和板厚,应用该数学模型计算的冲击吸收功与试验值符合较好.     

大口径厚壁无缝钢管热挤压过程中挤压力的求解

分别采用了主应力法、功平衡法以及上限法推导了大口径厚壁无缝钢管在挤压过程中挤压力的3种计算公式,并且利用有限元模拟法对大口径厚壁无缝钢管挤压力进行了模拟计算。与有限元计算相比较,主应力法和上限法计算结果的平均相对误差分别仅为7.70%和7.61%,表明这两种公式具有一定的工程适用性;功平衡法计算结果的平均相对误差较大,但若取理论计算结果除以120%后的值,再与模拟结果作比较,则平均相对误差可降至3.18%,仍可精确预测大口径厚壁无缝钢管挤压力。     

焊条性能神经网络非线性组合智能预测模型

通过试验测定焊条熔敷金属的断后伸长率和冲击吸收功等力学性能,以多层前馈神经网络(BP)、径向基函数神经网络(RBF)、自适应模糊神经网络(AFNN)3种方法获得的单一预测模型的计算值作为输入参数,建立焊条熔敷金属力学性能神经网络非线性组合预测模型.利用42组试验样本对模型进行训练和验证.结果表明,断后伸长率和冲击吸收功...     

带钢在拉弯矫直过程中延伸量的精细化计算

拉弯矫直过程中传统计算带钢延伸率的方法,仅考虑张力回复后的延伸率,忽略带钢在弯曲弹复后的延伸损失,导致延伸率计算值偏大,影响控制精度.本文考虑带钢的残余延伸及在平断面假设下拉伸区的残余变形对中心层延伸的影响,从而提出新的计算方法.通过大量的试验结果对比分析,与传统延伸率计算结果相比,新公式计算所得的延伸率计算结果更加接近于试验模拟结果,说明用本文提出的方法设定拉矫过程中的工艺参数将更为精确.     

基于改进Informed-RRT算法的路径规划研究

针对Informed-RRT~*算法在复杂环境重复规划稳定性差、收敛速度慢的问题,提出改进Informed-RRT~*的路径规划算法(Informed Bi-directional RRT~*)提升寻找可行路径的稳定性和效率。该算法引入基于状态子集直接采样的反向扩展策略,当路径规划遇到障碍时快速更新采样区间,在障碍物的边界区域获得接近最优路径成本的可行路径,同时结合基于多树搜索的双向搜索策略加快对状态子集的探索,提高算法的收敛速度。实验表明,与Informed-RRT~*算法相比,IBI-RRT~*算法稳定性更高,能够减少40%的迭代次数和20%～30%的搜索时间,并且规划路径接近最优路径,验证了IBI-RRT~*算法在复杂环境中路径规划的优势。