SLM成形钛合金薄壁结构边缘挂渣及中心凹陷研究

目的 探讨激光功率和扫描速度对选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)成形钛合金Ti-6Al-4V薄壁结构边缘挂渣及尺寸精度的影响规律,分析薄壁中心凹陷的主要原因.方法 设计两因素三水平试验,对比不同工艺参数下成形薄壁上表面微观形貌及壁厚,提出影响薄壁边缘挂渣和中心凹陷的机理,并得到较优的成形工艺参数.结果 挂渣现象对薄壁尺寸精度的影响较大,薄壁的厚度越小,影响越大.当薄壁厚度达到2 mm时,边缘挂渣区域厚度明显减小.相较于扫描速度,激光功率对挂渣区域厚度的影响更大.采用低激光功率、较高扫描速度有助于减小挂渣区域厚度.激光能量密度越大,SLM成形薄壁尺寸误差越大,二者存在三次非线性关系.结论 在低激光功率对应的低能量密度下,成形薄壁尺寸误差较小,当能量密度为44.44 J/mm3时,薄壁获得了最小壁厚(529.37μm).试验获得的成形薄壁结构误差最小的工艺参数为P=200 W,v=900 mm/s,h=50μm.SLM成形过程中的勾边扫描策略及残余应力导致的翘曲变形是造成薄壁中心凹陷的主要原因.     

新型结构高速无槽永磁同步电机研究

针对高速无槽电机电感普遍较小的问题,提出了一种新型结构的高速无槽永磁同步电机。该电机的定子采用一种集成电感的新型无槽结构,由一种新型无槽定子铁心和背绕式绕组两部分组成,能够显著增加每相绕组的漏感;转子采用双层Halbach永磁阵列,可以得到很高的气隙磁密正弦度。首先重点介绍了集成电感的无槽电机定子的结构,分析了漏感增加的机理。通过解析法得到了附加漏感的计算方法,并分析了附加漏感与定子结构尺寸的关系。其次介绍了双层Halbach永磁阵列的结构和特点。通过仿真分析,将新型电机与普通无槽电机的特性进行了对比,验证了增加漏感的优势。最后,制造了一台新型高速无槽永磁同步电机的样机,通过实验证明了新型电机的有效性。     

北京地面沉降与地下水开采时空演变对比

区域地面沉降是世界上很多城市都要面对的一种\"城市病\"。地下水过量开采是这一问题最普遍的原因,北京也因此出现了严重的地面沉降问题。为了全面认识地下水开采格局变化下的地面沉降发育分布的新特点,推动实现《北京地面沉降防治规划(2013-2020年)》中的\"控沉目标\",对北京市从解放初期至今60多年间的地下水开采和地面沉降演变进行了时间和空间上的定性定量对比分析。结果表明:地面沉降的形成发展阶段与地下水开发利用阶段高度吻合;地面沉降中心区与地下水位降落漏斗区的时空变化高度相关;随着地下水开采深度整体上向地表以下更深层发展,主沉降层逐渐向深部(100m以下)地层转移,为地面沉降防控决策制定提供了依据。     

表面纳米化对304不锈钢渗碳层组织和性能的影响

利用表面机械研磨(SMAT)对304不锈钢进行表面自纳米化处理,并对其纳米化表面进行渗碳处理。利用光学显微镜、X-射线衍射仪、磨料磨损试验机和显微硬度仪对处理后的不锈钢表面组织和性能进行研究。结果表明:经SMAT处理并渗碳后,渗碳层晶粒细化,组织发生奥氏体向马氏体转变,显著提高了材料的力学性能;表面机械研磨处理后的材料的渗碳层厚度明显高于直接渗碳的粗晶材料的渗碳层厚度,渗碳层组织中主要碳化物为Cr7C3和Cr23C6,显微硬度也有明显提高;经过表面自纳米化和渗碳复合处理,材料的耐磨性得到较大提升。     

外筒钢筋混凝土交叉斜柱施工技术

围绕钢筋混凝土交叉斜柱的施工技术难点进行了深入研究,通过\"四线一高\"、\"大板中线法\"等放线定位方式,优化钢筋排布,优化钢筋节点配筋方式,优化和改良组拼式大模板深化设计,应用高强度等级自密实混凝土、预应力分段安装施工等技术攻关和科技创新,保证了施工质量,大幅度缩短工期,节省了大量的人工、材料及机械费用,收到了显著的经济效益和社会效益。     

兰州市某深基坑工程位移监测及变形特性分析

以中国移动甘肃公司一深基坑工程为实例,沿基坑开挖上口线周围共布设20个监测点,在基坑开挖施工过程中,分别对20个监测点的水平位移和竖向位移进行了实时监测。根据监测结果,分别对土钉加预应力锚杆的复合土钉墙、土钉墙和排桩加预应力锚杆三种支护结构的变形特性进行了分析。监测及分析结果表明,该深基坑工程支护设计方案合理,效果良好,满足了设计和环境的要求,本工程取得的经验对兰州地区类似基坑工程具有指导意义。监测结果同时还表明,土钉加预应力锚杆的复合土钉墙、土钉墙及排桩加预应力锚杆三种基坑支护形式在兰州地区的适用性。     

三维快速拉格朗日法进行小湾拱坝稳定分析

三维快速拉格朗日分析是基于三维显式有限差分法的数值分析方法,它可以模拟岩土或其他材料的三维力学行为,可以准确地模拟材料的屈服、塑性流动、软化直至大变形。由于采用显式差分法,它尤其适合于材料的弹塑性、大变形分析以及施工过程的模拟。本文首先介绍了三维快速拉格朗日分析的基本原理及其特点,然后用美国Itasca Consulting Group Inc.开发的三维快速拉格朗日分析程序FLAC-3D进行了小湾拱坝的应力变形分析和参数敏感分析。     

鼻-颅底虚拟手术基于黏膜钳力交互的肿瘤形变

目前还没有针对黏膜钳力交互的颅底肿瘤形变研究, 黏膜钳作为鼻-颅底手术的主要工具之一, 研究其虚拟仿真可以为鼻-颅底虚拟手术系统提供技术支撑. 首先, 基于 CT 重建颅底脊索瘤模型, 参照实物建立黏膜钳模型; 其次, 根据碰撞点与三角面片的位置关系进行精确碰撞检测; 再次, 根据碰撞点与三角面片顶点的距离的比例将外力分配到顶点上; 从次, 基于 Voigt 模型模拟肿瘤形变, 采用 4 阶龙格-库塔法求解动力学方程; 最后, 基于 GeomagicTouch 设备与弹簧-阻尼器模型实现力反馈. 实验所用脊索瘤模型有 2 601 个顶点, 在 CPU i7-9700K, GPU 1660Ti 环境下的实验结果表明, 形变效果符合软组织的黏弹性、应力-应变非线性与应变滞后性, 形变帧速超过 60 帧/s, 达到实时性要求, 针对 17 位医师的问卷调查也获得了较好评价.     

基于热气弹耦合的悬臂式箔片气体动压轴承动态特性分析

在考虑气膜与弹性箔片的耦合作用,以及可压缩动压流体热效应和热传导影响的基础上,建立了悬臂式箔片气体动压轴承热气弹耦合性能计算模型,并据此分析了箔片数目、长径比和偏心率对轴承动态特性的影响。研究结果表明:随着箔片数目的增加和长径比的增大,轴承刚度系数和阻尼系数逐渐增加;在大偏心率下,箔片会产生较大变形并调整气膜厚度,故轴承刚度系数有所下降。因此,对于悬臂式箔片气体动压轴承支承的转子系统而言,可通过优化轴承箔片数目、厚度、长径比等结构参数提升系统动态性能及稳定性。     

溴化锂制冷机能效分析

通过对溴化锂吸收式制冷机原理的分析 ,提出了制冷机最大理论热力系数 ,计算表明最大热力系数与溶液浓度和冷热源温度等的关系不大 ,而主要取决于制冷机发生器个数 ,提出了一个评价吸收式制冷机性能的指标———机器效率。