TiAl合金片层取向控制研究进展

TiAl合金因具有低密度、良好的高温强度以及抗氧化性,成为在航空航天及汽车行业具有重要应用价值的新型高温结构材料。对于全片层TiAl合金,通过控制α相沿非择优取向生长,获得平行于生长方向的片层组织,可显著提高其综合力学性能。TiAl合金的片层组织控制方法主要包括改变凝固路径法和籽晶法。综述了TiAl合金片层取向控制的现状及存在的主要问题,指出自引晶法和β相籽晶法是片层取向控制的新方法,将促进TiAl合金片层组织控制的工程化应用。最后,对TiAl合金片层取向控制的发展前景进行了展望。     

TiAl合金的研究进展及应用述评

金属间化合物TiAl合金因具有密度低、高温性能好等特点而成为极具开发价值的新一代高温合金之一。考察TiAl合金的发展历程、研发现状、合金中各元素的作用及组织控制技术,认为现有TiAl合金存在室温塑性低、高温强度不足、制备成本高等问题,指出通过多元合金化和凝固组织精确控制,是进一步提高TiAl合金综合性能的有效方法,也是TiAl合金未来研究的重点之一。     

增材制造Ti合金数字散斑相关方法应变检测及成形极限构建综述

增材制造Ti合金的制件性能能否优于传统铸件、锻件的性能是研究人员关注的重点,亟需开展系统化的检测与评价方法研究。主要综述了增材制造Ti合金构件材料应变检测及相关成形性能基础理论研究中存在的不足和国内外研究现状,结合笔者的研究经历,围绕增材制造现阶段的研究热点,数字散斑相关方法（Digital Speckle Correlation Method,DSCM）应变精度检测进行了概述,进而综述了DSCM应用于增材制造应变检测的可行性,提出了DSCM方法构建检测评价体系的关键科学问题和解决思路,论述了增材制造环境下DSCM方法应变检测及成形极限可视化的实验方案,分为数字散斑测量系统、应变测量方法及理论、应变比对及成形极限可视化实现机理。最后,对该方向的研究进展进行了总结,并对其发展前景和主要发展方向进行了展望。     

基于支持向量机和神经网络方法的应力腐蚀裂纹定量重构

应力腐蚀裂纹具有类似于树枝分叉的复杂微观结构,其无损定量检测非常困难。提出了利用神经网络和支持向量机方法的涡流检测应力腐蚀裂纹定量重构方案并进行了有效性验证。首先将应力腐蚀裂纹等效为部分导电的半椭圆形平面裂纹,利用FEM-BEM混合法程序建立了涡流检测训练信号集;其次,针对所选神经网络和支持向量机方法分别提出了相应的裂纹参数化和阻抗信号特征提取方案,建立了应力腐蚀裂纹重构策略,在此基础上分别对模拟应力腐蚀裂纹进行了重构。计算结果表明支持向量机方法对含噪声信号的反演效果明显好于神经网络,该法对于应力腐蚀裂纹的定量重构更为有效。     

基于振动特性的点阵桁架夹心板损伤检测数值模拟

研究了基于振动特性的点阵桁架夹心板损伤识别。首先,通过与已有的结果对比,验证了点阵桁架夹心板有限元模型的正确性。然后,基于此模型对包含不同位置不同程度脱焊损伤的点阵桁架夹心板的固有频率和模态振型进行了计算和比较,分析了脱焊损伤与结构固有频率、模态振型之间的关系。研究结果为进一步进行点阵桁架夹心板脱焊损伤检测奠定了基础。     

夹芯复合材料损伤分析方法研究

为了实现夹芯波纹板在加工和服役过程中由于冲击载荷、疲劳等产生的脱焊损伤缺陷无损伤检测,本文提出一种对损伤进行定量识别的检测方法,基于动态响应参数对夹芯波纹板结构开展损伤分析方法研究。根据固有频率、模态振型、振型曲率、模态应变能等参数理论,建立夹芯波纹板有限元模型,基于动态响应参数开发曲面光滑算法、曲率模态变化率法和二维连续小波变换法对结构脱焊损伤进行识别;然后对该模型进行模态分析,获取损伤夹芯波纹板模态振型,使用中心差分法求取模态振型曲率,将模态振型曲率作为损伤敏感参数,通过提出的损伤检测方法对该敏感参数进行处理,分别建立损伤识别指标,对损伤的位置、数量进行识别,并对各方法损伤识别结果进行对比分析。结果表明,曲率模态变化率法和二维连续小波变换法可有效识别出损伤的位置和数量,且曲率模态变化率法的损伤识别指标更显著,损伤识别效果最好。但在预设一处损伤的情况下,曲面光滑算法还需进一步研究和验证。