Ti-6Al-4V钛合金网篮组织与拉伸性能 定量关系研究

建立钛合金显微组织-拉伸性能定量关系对于组织性能的控制及优化具有重要意义。本文基于定量金相学和体视学原理,利用多元非线性回归方法建立了Ti-6Al-4V钛合金网篮组织-拉伸性能定量关系模型。模型自变量包括片状α相厚度、片状α相长宽比,因变量为合金的室温拉伸性能。经验证表明,所建立的多元回归模型对合金的拉伸性能具有较高的预测精度,说明模型的构建方法是可行的。     

树脂基圆弧金刚石砂轮的在位精密成形修整技术

针对球面、非球面及自由曲面超精密磨削加工用树脂基圆弧形金刚石砂轮难以精密修整的问题,提出基于旋转绿碳化硅(GC)磨棒的在位精密成形修整技术。在分析GC磨棒和圆弧砂轮几何关系的基础上,确定修整过程中圆弧插补轨迹的补偿方法及GC磨棒运动轨迹的设计方案。采用KEYENCE激光测微仪采集砂轮圆弧特征点,表征圆弧砂轮的修整状况。研究不同粒度的GC磨棒、进给深度和圆弧插补速度对圆弧金刚石砂轮修整率和修整精度的影响规律。研究结果表明,该修整方法可根据加工曲率半径要求实现不同圆弧半径砂轮的精密在位修整,修整后可自动消除砂轮垂直方向的位置偏差;采用400#和800#的GC磨棒对D3和D7砂轮均有较高的修整率(0.7~6.7);与400#和1500#的GC磨棒相比,800#GC磨棒更适合粒度为D3和D7圆弧金刚石砂轮的精密修整;相比圆弧插补速度,进给深度对砂轮的圆弧半径尺寸误差和形状误差影响更大,进给深度越小,圆弧半径尺寸误差和形状误差越小;修整后两种砂轮的圆弧半径误差均可控制在5%以内,D3砂轮的形状误差可控制在3μm/4 mm以内,D7金刚石砂轮可控制在6μm/4 mm以内,修整后比修整前形状误差提高14倍左右。     

纳米孪晶立方氮化硼机械研磨机理研究

为了将新型超硬纳米孪晶立方氮化硼(nt-c BN)材料制备成能够实现铁基金属材料,特别是硬度较高材料的精密及超精密切削刀具,针对机械研磨方法,从理论和试验角度分别对纳米孪晶立方氮化硼材料的机械研磨机理进行了研究。对纳米孪晶立方氮化硼材料动态脆塑转变临界研磨深度进行了理论分析及试验验证;基于临界研磨深度,实现了对该材料的塑性域精细研磨;利用理论计算及原子力显微镜表面检测结果,针对研磨后塑性沟槽深度及宽度,分析了研磨过程中塑性沟槽形成机理。研究结果表明,纳米孪晶立方氮化硼材料动态脆塑转变临界研磨深度为23.9 nm;使用0.5μm金刚石研磨颗粒研磨材料表面粗糙度达到1.99 nm,PV值77.05 nm;研磨塑性沟槽深度理论最小值2.25 nm,与试验结果相吻合;研磨塑性沟槽宽度为固定、游离研磨颗粒共同作用的结果,宽度保持在亚微米级。因此,纳米孪晶立方氮化硼材料具有较好的可加工性,采用机械研磨方法能够实现较高精度表面的高效率加工。     

超声导波检测技术的发展、应用与挑战

回顾了近三十年的超声导波技术发展及应用,阐述了导波的频散现象及其求解方法,深入分析了导波激励的力学加载原理和模态选择原则。论述了导波的传感激励方法与装置,并比较了各种激励接收方法的特点与应用场合。对超声导波在板类、管类和复合材料中的应用进行了评述,并从提高缺陷检测能力的角度,介绍了时间反转法和相控阵法在超声导波技术中的应用。最后总结了当前导波技术面临的机遇与挑战。     

陶瓷微板热隔离气体传感器阵列热干扰分析

热干扰特性是影响微热板气体传感器阵列热结构设计的重要因素之一。为探讨微热板阵列传感器单元之间的热力学特性关系,设计并制备了具有独立式加热功能的热隔离结构4单元微热板气体阵列,传感器阵列单元由Al N陶瓷衬底、Pt膜电极组成,为提高加热效率,阵列单元中间加热区采用激光微加工刻蚀热隔离通孔设计,与边缘形成微梁连接结构。利用有限元法对传感器阵列结构进行了热干扰仿真分析,验证了热隔离结构设计的合理性。给出了4种热干扰测试模式,并进行了热干扰特性测试分析,给出了4单元之间的热干扰规律曲线,得出传感器单元功耗300m W时最大干扰温度达169.6℃,最小热干扰温度84.7℃。热隔离通孔设计可有效降低传感器单元热传导损耗,热干扰分析对微热板传感器阵列的热结构设计具有重要意义。     

基于有限元分析的车用空心六角头杆件芯模寿命研究北大核心CSCD

在某种车用空心六角头杆件的挤深孔工序中,负责成形深孔的芯模受力极大,表面磨损严重、失效快。为解决该问题,基于经典的粘着磨损理论,通过Deform11.0软件,研究了5种不同结构的芯模的挤压过程,对比了芯模表面的最大磨损深度和严重磨损面积,结果发现同等条件下锥面芯模的寿命更长。以降低磨损为目的,通过正交试验对锥面芯模的尺寸参数进行了优化,同时研究了不同涂层对芯模表面的降磨损作用,结果表明在TiAlN涂层的降磨损效果更好。采用改进后的芯模进行零件的深孔成形,孔的成形质量较好,芯模寿命为原来的2.48倍。     

轻质磁性炭气凝胶的制备及电磁吸波性能研究

目的 提高炭气凝胶材料电磁吸波性能。方法 以氢氧化钠或氨水为共沉淀剂制备不同尺寸的Fe3O4颗粒,并加入间苯二酚-甲醛溶液的预聚物中,充分搅拌后快速凝胶,经老化、超临界干燥、碳化等工艺制备Fe3O4/炭气凝胶复合材料。利用SEM、TEM、激光粒度分析仪、比表面及微孔分析仪、振动样品磁强计对Fe3O4及复合材料的微观结构和静磁性能进行表征,并对复合材料的吸波性能进行分析。结果 Fe3O4/炭气凝胶复合材料具有丰富的三维网络结构,Fe3O4颗粒在炭气凝胶中呈离散性分布。Fe3O4颗粒粒径越小,Fe3O4/CA的饱和磁化强度越大,75 nm-Fe3O4/CA的饱和磁化强度最大,达到29.26 emu.g^–1;当Fe3O4粒径为75 nm时,复合材料在厚度为2.1 mm时的最小反射损耗值可达–52.43 dB;当Fe3O4粒径为120 nm时,复合材料在厚度为2.5 mm时的有效吸收带宽高达6.98 GHz。结论 Fe3O4纳米颗粒粒径对复合材料介电损耗能力和阻抗匹配有显著影响,进而影响复合材料的吸波性能。大粒径的Fe3O4颗粒会破坏炭气凝胶的三维导电网络结构,从而降低复合材料的介电损耗能力。小粒径的Fe3O4颗粒可有效改善复合材料的阻抗匹配性能。     

喷雾干燥结合等离子球化法制备NbMoTaWZr-HfC粉末的特性与组织演变研究

采用喷雾干燥+射频等离子体球化法制备NbMoTaWZr-HfC球形粉末,并对粉末的宏观特性、物相组成和微观组织形貌进行研究和分析。结果表明,制备的复合粉末形状为球形,粒度范围为13.31～32.11μm,D50=19.62μm。粉末球形度、流速和松装密度分别为0.98、0.198 s/g,7.20 g/cm³。球化后粉末由体心立方(bcc)固溶体+ZrO₂+HfC物相组成,其内部组织为枝晶和胞状晶混合组织。球化后粉末颗粒整体成分均匀,但在枝晶微区存在元素偏析,其中W、Mo、Ta等高熔点元素在枝晶臂富集,Nb、Zr等低熔点元素在枝晶间富集,而Hf元素分布均匀。     

西安地区居住建筑活动式外遮阳节能效果优化研究

文章以西安地区居住建筑活动式外遮阳为主要研究对象,通过Energy plus软件建立遮阳研究模型,分别调整外遮阳类型及构造参数,模拟出不同工况下模型的夏季空调能耗,根据模拟数据,提出适合于西安地区居住建筑的外遮阳设置策略。根据模拟数据显示,西安地区在西向房间设置横百叶遮阳能够大大降低夏季的空调能耗,同时又兼顾房间的自然采光,当遮阳特征值在1～2,百叶控制角度在30°～45°之间时,遮阳能够取得较好的节能效果。     

城镇化要素间的协调度测定及其空间分布 ——以浙江省为例

贯彻新发展理念需要解决城镇化中要素投入的结构失衡与比例失调问题,文章利用浙江省2002—2014年地级市的数据,采用离差系数最小化模型对浙江省城镇化核心要素的协调度进行评价。结果发现:浙江省城镇化核心要素经历了失调阶段、过渡阶段和协调阶段,核心要素的协调度逐步上升。2006年以来土地城镇化速度放缓与公共品供给加速推动了,协调度上升,2012年以前协调度逐年上升。无论是综合协调度,还是单要素投入水平都呈现出明显的区域分化,浙东北地区的城市普遍要优于浙西南地区。