选择性激光烧结/冷等静压复合制造高密度Al2O3异形陶瓷件的研究

为了获得高密度复杂形状氧化铝陶瓷件,提出采用覆膜和混合相结合的方式制备出含有机粘接剂w(PVA)=1.5%和w(ER06)=8.0%的Al2O3复合粉体,对复合粉体进行选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS)/冷等静压(cold isostatic pressing,CIP)成形、再经脱脂、高温烧结获得最终陶瓷零部件的制造方法。研究了激光烧结的4个工艺参数,得出在激光功率为21 W、扫描速度为1 600 mm/s、扫描间距为100μm、单层层厚为150μm时,获得的SLS陶瓷坯体密度和强度较好,较高强度的SLS坯体有利于后续其它工艺的进行。研究了具有随形包套的SLS陶瓷件的CIP工艺,得出随着压力的增大,陶瓷坯体的孔隙得到更大程度的消除,粉体颗粒重排压实,密度和强度显著提高,而当CIP压力大于200 MPa时,致密化速率减小。基于环氧树脂粘接剂的热重(TG)曲线分析,对SLS/CIP试样进行合理的脱脂、高温烧结处理,所得Al2O3陶瓷件相对密度大于92.26%。为制造高性能复杂形状的陶瓷件提供了一种新的方法,并拓展了SLS技术的应用范围。     

选择性激光烧结零件的冷等静压塑性成形过程模拟(英文)

应用结合的选择性激光烧结和冷等静压技术快速制造金属零件。使用有限元方法预测零件的最终尺寸并降低成本;使用Drucker-Prager-Cap模型在ABAQUS软件中实现对选择性激光烧结零件的冷等静压过程的模拟。金属粉末的性质通过冷等静压实验测量。结果表明:橡胶包套和摩擦因数对零件的形状和尺寸影响很小;零件只有均匀收缩,没有明显的形状扭曲。实验与模拟结果符合得较好,这表明Drucker-Prager-Cap模型是模拟冷等静压过程的有效模型;通过模拟可以为选择性激光烧结零件的冷等静压成形过程提供有益的指导。     

并网型永磁直驱风电系统非线性模型 扰动稳定域分析

针对直驱风电系统,建立了控制器理想输出时永磁直驱风电系统的非线性模型,分析了研究系统稳定性的必要性。并阐述了系统稳定性分析主流方法的利弊,在此基础上提出了一种基于数值算法的扰动稳定性分析法,并用仿真获得了系统的受扰动稳定域。     

基于双态二进制粒子群优化算法的配电网故障定位

针对二进制粒子群算法在复杂配电网故障定位时易出现早熟收敛情况,本文提出一种双态二进制粒子群优化算法。通过引入进化因子,把粒子群分成捕食状态和探索状态两个部分,让陷入或即将陷入局部极值的粒子跳出来进行全局搜索。构造故障定位的评价函数,以33节点配电网为例,在故障信息完整和部分畸变的情况下,用该算法与二进制粒子群算法分别对配电网中的单点故障定位和多点故障定位进行仿真分析,结果验证了该算法的高效性和高容错性。     

基于FPGA的多路电机同步控制器设计

在机械运动的控制中,位置控制是常用的一种控制方式,目前大多数的位置控制均采用多步进电机或者伺服电机同步运动来实现.该文利用FPGA芯片实现了多电机的速度和方向信号生成,并设计专用协议实现了多电机轴的联动控制.在生成脉冲的过程中,用两种算法完成了其功能,并通过专用的软件验证其功能的正确性.从消耗的硬件资源和硬件的延时特性两个角度的定量对比,确定了两种算法的优劣.最终通过实际的验证和示波器的测试,证明了算法的实用性和优越性.     

Inconel625粉末盘热等静压近净成形过程模拟与验证

为一次性成形复杂结构的镍基高温合金涡轮盘零件,采用热等静压近净成形(NNS-HIP)方法,设计了随形和上下对称两种模具方案。基于连续介质塑性理论,用有限元程序MSC.Marc实现了Inconel625粉末盘NNS-HIP过程的数值模拟,选取了较优方案进行试验。模拟结果显示：薄壁软钢包套受压变形大,驱动粉末致密化,内部型芯基本不变形,达到了粉末盘内部复杂流道控形的目的;粉末体先膨胀后分段致密化,呈现非定向复杂流动规律。试验结果表明：数值模拟预测的尺寸误差在3.57%以内,主要由加工和测量误差引起;低密度区的模拟密度值较实际结果低,主要是模拟忽略了粉末颗粒的移动和重排等微观行为所致;Inconel625压坯的拉伸强度高于ASTM同质锻件标准,固溶处理后可以获得良好的塑性。研究结果说明,通过数值模拟可以为NNS-HIP模具的结构设计提供参考。     

高效选择性激光烧结系统的研究

选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)是快速成形技术的一种,其成形效率是需要考虑的重要指标之一。为了提高成形效率,我们从机械和工艺两方面着手研究和改进,并在华中科技大学研制的HRPS-III型SLS快速成形系统中应用,取得了良好的效果。     

利用控制烧结曲线及其拓展预测ZrO2陶瓷烧结过程

将钇稳定氧化锆(3Y-PSZ)冷等静压素坯在原位测量仪中进行恒速无压烧结, 升温速率分别为2、5、8℃/min, 通过原位测量仪保存图像, 并用软件Image-Pro Plus 6.0对图像进行处理, 得到收缩数据, 建立氧化锆的控制烧结曲线(MSC), 成功计算出其烧结活化能Q为685.7 kJ/mol。并对控制烧结曲线进行扩展(EMSCE), 模拟出恒定加热速率下整个烧结过程中温度与相对密度的关系, 而不仅仅是预测最终密度。该研究提供了一种预测材料烧结制度的可能性, 确保了所选烧结时间和烧结温度的高精确度和可重复性。     

热等静压近净成形数值模拟研究现状与展望

热等静压是可实现大尺寸复杂高性能零件近净成形的粉末冶金技术,被广泛应用于航空航天、海洋工程等特种领域中面向严苛服役环境的关键零件的成形制造。数值模拟可为复杂高性能零件包套与型芯设计提供科学依据和热-力耦合作用下粉末致密化提供理论支撑,是实现零件形性可控的重要基石。为此,重点综述了热等静压数值模拟的基本概念、发展历程、研究进展、面临问题和发展方向。首先介绍常用有限元数值模拟本构模型类型、特点和模拟效果,概述有限元指导包套逆向设计方法,随后分析有限元模拟中忽略粉末填充密度分布非均匀性等缺点和局限性,介绍考虑粉末颗粒离散特性的离散元-有限元耦合模拟方法与研究进展,最后展望热等静压数值模拟现有方法的瓶颈与未来潜在发展方向,为从事热等静压领域学者快速了解热等静压模拟的研究动态和发展趋势提供有益参考。     

选区激光熔化成形温度场模拟与工艺优化

在金属粉末的选择性激光熔化成形过程中,需要解决球化、翘曲、变形等难题.对于一定的金属粉末,通过优化成形工艺参数可以克服以上难题.为此,利用ANSYS有限元法对成形过程的熔池及温度场模拟,建立有限元模型,分析得出成形过程熔池的深度和宽度,预测并优化成形过程的工艺参数.通过实验验证,应用有限元法优化后的成形工艺参数能够成形出复杂金属零件.