检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2025年第3期61卷 347-375页

作者：高壮刘雨欣朱明亮轩福贞华东理工大学机械与动力工程学院上海200237 华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

轻量化设计是航空航天、汽车、医疗等行业的重要需求,在降低能耗、提高性能等方面具有显著优势,增材制造技术通过逐层添加材料可以实现复杂结构的制造,点阵结构与增材制造技术相结合已成为高性能轻量化结构设计与制造的新思路。然而,增... 详细信息

轻量化设计是航空航天、汽车、医疗等行业的重要需求,在降低能耗、提高性能等方面具有显著优势,增材制造技术通过逐层添加材料可以实现复杂结构的制造,点阵结构与增材制造技术相结合已成为高性能轻量化结构设计与制造的新思路。然而,增材制造点阵结构在服役过程中往往会受到循环载荷,发生疲劳破坏,结构轻量化与抗疲劳的协同仍是制约新一代航空航天等结构研发的难题。介绍了轻量化设计与制造方法,总结了点阵结构设计与制造技术,综述增材制造点阵结构疲劳性能研究进展,指出设计/制造一体化是增材制造点阵结构抗疲劳的可行路线。

关键词：轻量化疲劳点阵结构拓扑优化增材制造微缺陷

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高温临氢环境材料原位力学测试系统及其在高温合金中的应用

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分析测试学报 2024年第9期43卷 1324-1330页

作者：周万成孔帅刘利强孙彬涵张显程涂善东华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

该文设计并制造了一种高温临氢环境力学试验装置,可实现最高600℃以及2 MPa纯氢或混氢环境下材料的拉伸测试。该装置创新氢气环境箱设计,并配备真空及气体置换系统,可实现既定试验温度下高纯气体的压力控制。通过采用直线位移传感器,实... 详细信息

该文设计并制造了一种高温临氢环境力学试验装置,可实现最高600℃以及2 MPa纯氢或混氢环境下材料的拉伸测试。该装置创新氢气环境箱设计,并配备真空及气体置换系统,可实现既定试验温度下高纯气体的压力控制。通过采用直线位移传感器,实现了对材料变形量的准确稳定测量。利用该装置评价了GH4169高温合金在不同温度临氢环境下的拉伸性能,结果表明,氢环境会对材料产生明显的脆化作用,主要体现在降低材料的延伸率及断面收缩率。利用扫描电子显微技术,对GH4169在不同温度临氢环境下的断裂模式及机制进行分析发现,GH4169在200℃下的氢致损伤更为严重,主要是因为氢原子在高温下的扩散速度较快,更易在晶界上聚集并诱发氢致沿晶断裂,进而使得材料塑性显著降低。

关键词：氢损伤高温力学测试高温合金

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石墨烯及MXenes在氢气传感器中的应用研究进展

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材料导报 2023年第21期37卷 90-100页

作者：王磊于新海袁帅帅姚馨淇李传东华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室上海200237 华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

随着石油、煤炭和天然气等化石能源的枯竭,氢能在工业生产和交通运输等方面展现了愈加关键的作用。氢能产业对储氢装置在生产、储运、加注和使用全链条过程中提出了“耐高压、高密封及燃爆安全”等性能的全面要求,高灵敏、快速响应、高... 详细信息

随着石油、煤炭和天然气等化石能源的枯竭,氢能在工业生产和交通运输等方面展现了愈加关键的作用。氢能产业对储氢装置在生产、储运、加注和使用全链条过程中提出了“耐高压、高密封及燃爆安全”等性能的全面要求,高灵敏、快速响应、高选择性和高稳定性的氢气传感器是保障氢能系统安全的重要检测装备。高性能氢气传感器成功制备与应用的关键是研发新型的氢敏材料。石墨烯和MXenes是极具代表性的二维平面纳米材料,不仅具有超高的电学和力学性能,而且易于进行功能化修饰且不影响其固有性能,因此在氢气传感领域具有极大的应用潜力。本文综述了石墨烯和MXenes的基本结构、类型和合成方法,总结了其在氢气传感器中的应用研究进展,指出了存在的问题并提出了解决方案,还对氢气传感器未来的研究方向进行了展望。

关键词：氢气传感器石墨烯 MXenes 功能化材料

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面向氢能本质安全利用——氢致损伤研究进展与挑战

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化工进展 2025年第5期44卷 2898-2906页

作者：孙彬涵张显程涂善东承压系统与安全教育部重点实验室华东理工大学机械与动力工程学院

氢致损伤或氢脆（hydrogen-induced damage or hydrogen embrittlement）是氢能装备安全服役过程中面临的主要挑战之一。本文综述了氢致损伤的特性与机理、测试与评价技术以及抗氢损伤材料本质安全设计的最新研究进展与挑战。近年来在... 详细信息

氢致损伤或氢脆（hydrogen-induced damage or hydrogen embrittlement）是氢能装备安全服役过程中面临的主要挑战之一。本文综述了氢致损伤的特性与机理、测试与评价技术以及抗氢损伤材料本质安全设计的最新研究进展与挑战。近年来在氢致损伤机理和测试技术方面取得了显著进展，但其高度复杂性的本质仍使可靠性评价和工程实践面临诸多难题。未来，需进一步完善氢致损伤理论体系，按实际应用场景评价临氢部件在全寿命周期的氢致损伤敏感性，并结合抗氢损伤设计的工程实践，为氢能产业的安全健康发展提供技术支撑。

关键词：氢能可靠性氢致损伤金属材料

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基于模拟退火粒子群算法与小冲杆试验确定材料塑性性能的方法

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华东理工大学学报（自然科学版） 2024年第1期50卷 153-160页

作者：单应强钟继如王琼琦关凯书华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

为了能够准确合理地从小冲杆试验曲线中获取材料的塑性参数,提出了一种基于模拟退火粒子群算法和有限元模拟获得材料断后伸长率及断面收缩率的方法。首先通过小冲杆试验获取X65、X70管线钢的载荷-位移曲线;其次利用模拟退火粒子群算法... 详细信息

为了能够准确合理地从小冲杆试验曲线中获取材料的塑性参数,提出了一种基于模拟退火粒子群算法和有限元模拟获得材料断后伸长率及断面收缩率的方法。首先通过小冲杆试验获取X65、X70管线钢的载荷-位移曲线;其次利用模拟退火粒子群算法和有限元模拟相结合的方法,使得小冲杆模拟曲线逼近试验曲线,进而识别Johnson-Cook(J-C)本构模型参数;最后将识别的参数用于模拟单轴拉伸试验,从而获取材料断后伸长率和断面收缩率。该方法所获得的两种管线钢的断后伸长率、断面收缩率与单轴拉伸试验结果的最大相对误差分别为23.58%、3.70%。

关键词：小冲杆试验模拟退火粒子群算法塑性性能 Johnson-Cook模型有限元模拟

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基于数据库方法的离子辐照用小冲杆试验的尺寸效应研究

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华东理工大学学报（自然科学版） 2024年第6期50卷 929-936页

作者：陈成赵政捷钟继如关凯书华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

在核工业中利用小冲杆试验(Small Punch Test,SPT)评价材料受辐照前后力学性能的变化有广阔的应用前景。围绕离子辐照,本文通过6种材料对小冲杆试样的尺寸效应进行了探讨,验证了数据库方法可用于0.1 mm厚小冲杆试样获取材料强度,并对试... 详细信息

在核工业中利用小冲杆试验(Small Punch Test,SPT)评价材料受辐照前后力学性能的变化有广阔的应用前景。围绕离子辐照,本文通过6种材料对小冲杆试样的尺寸效应进行了探讨,验证了数据库方法可用于0.1 mm厚小冲杆试样获取材料强度,并对试验中存在的尺寸效应及其临界晶粒尺寸进行分析。通过数据库方法建立了厚0.1 mm SPT和常规拉伸强度(屈服强度和抗拉强度)的转换方法,发现SPT获取材料屈服强度的相对误差与试样晶粒尺寸呈线性关系,其中SPT确定材料抗拉强度的最大相对误差为3.62%,屈服强度的最小误差为4.84%、最大误差为15.9%,SPT评价材料屈服强度的临界晶粒尺寸为7.4μm。

关键词：小冲杆试验尺寸效应材料强度数据库方法临界晶粒尺寸

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基于金属有机框架材料的氧还原催化剂研究进展

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材料导报 2022年第19期36卷 126-134页

作者：任雨峰栾伟玲姜滔华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

燃料电池具有发电效率高、污染噪音小、运行可靠等优势,能够作为新能源汽车的主要动力来源,因此受到各国的广泛关注。氧还原反应(ORR)作为燃料电池中重要的电化学反应,对催化剂有较高的要求,然而目前广泛使用的Pt催化剂存在高成本和低... 详细信息

燃料电池具有发电效率高、污染噪音小、运行可靠等优势,能够作为新能源汽车的主要动力来源,因此受到各国的广泛关注。氧还原反应(ORR)作为燃料电池中重要的电化学反应,对催化剂有较高的要求,然而目前广泛使用的Pt催化剂存在高成本和低耐久性的问题,限制了新能源汽车的发展。采用非Pt催化剂或低Pt催化剂可以实现在性能不变的前提下降低成本,是推进燃料电池汽车商业化应用的关键。通过金属有机框架材料(MOF)研制的无金属催化剂和过渡金属催化剂可完全替代贵金属Pt催化剂,其中利用ZIF系列制备的MOF基Fe系和Co系催化剂是ORR研究的热点。受非贵金属催化剂的启发,低Pt催化剂通过MOF实现负载或合金化,进一步提升了低Pt催化剂的电化学活性及耐久性。本文就近期基于MOF材料的ORR催化剂研究进展进行综述,介绍了无金属催化剂、过渡金属催化剂和贵金属催化剂的研究现状及面临的挑战,为获得性能优越的ORR催化剂提供了技术支持。

关键词：氧还原反应催化剂金属有机框架材料燃料电池

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考虑焊缝和母材不同材料特性的焊接平板疲劳裂纹扩展行为模拟

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焊接学报 2023年第11期44卷 52-58,I0006页

作者：焦广臣占勇温建锋上海辉策信息科技有限公司上海201108 华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

为准确描述焊接结构的疲劳裂纹扩展行为,基于Abaqus、Zencrack及相应子程序建立了考虑材料不连续的疲劳裂纹扩展模拟方法.对于初始埋藏裂纹位于焊缝区的平板焊接结构,考虑焊缝和母材不同强度匹配,进行疲劳裂纹扩展模拟,研究了不同强度... 详细信息

为准确描述焊接结构的疲劳裂纹扩展行为,基于Abaqus、Zencrack及相应子程序建立了考虑材料不连续的疲劳裂纹扩展模拟方法.对于初始埋藏裂纹位于焊缝区的平板焊接结构,考虑焊缝和母材不同强度匹配,进行疲劳裂纹扩展模拟,研究了不同强度匹配对焊接结构疲劳裂纹扩展寿命和扩展特性的影响.研究结果表明,当裂纹前缘由焊缝跨越至母材区域时,焊缝和母材区域的应力强度因子计算结果出现明显变化,并随着裂纹尺寸的逐渐加大,两者差异越大.随着焊缝材料裂纹扩展参数逐渐增大,母材区域的裂纹扩展相对速率逐渐变慢,裂纹形状逐渐由圆形向扁平状椭圆形过渡;相反地,母材区域的裂纹扩展相对速率逐渐变快,裂纹形状逐渐由圆形向椭圆形过渡.文中的模拟方法有望为准确预测焊接结构的跨材料裂纹扩展行为提供有效途径.

关键词：有限元法焊接结构疲劳裂纹扩展应力强度因子

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应力状态对三点弯曲小试样蠕变性能评价的影响

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压力容器 2024年第4期41卷 34-42页

作者：万云杰郭旭阳周帼彦涂善东华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

针对大部分小试样技术没有规范化的标准,试样在尺寸上的变化往往会引起所受应力状态的变化,进而影响蠕变参数反演的准确性的问题,采用有限元法,基于三点弯小试样梁弯曲本构模型和Norton蠕变方程,分析试样在不同横截面宽厚比下的应力状态... 详细信息

针对大部分小试样技术没有规范化的标准,试样在尺寸上的变化往往会引起所受应力状态的变化,进而影响蠕变参数反演的准确性的问题,采用有限元法,基于三点弯小试样梁弯曲本构模型和Norton蠕变方程,分析试样在不同横截面宽厚比下的应力状态,及其对三点弯小试样蠕变性能的影响。研究结果表明,当横截面宽厚比b:2h<1:2时,试样趋向于平面应力状态;当b:2h>2:1时,试样趋向于平面应变状态;当1:2≤b:2h≤2:1时,试样介于两种应力状态之间。对于加载点稳态位移速率、蠕变应力、转换系数、蠕变参数反演结果,平面应力状态的影响明显大于平面应变状态;与单轴蠕变试验数据的对比结果表明,将试样横截面宽厚比控制在1:1≤b:2h≤2:1范围之内,能够提高蠕变参数反演结果的准确性。研究结果为三点弯小试样试验方法的合理应用提供依据。

关键词：三点弯小试样蠕变应力状态有限元

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基于机器视觉和深度学习的材料缺陷检测应用综述

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材料导报 2022年第16期36卷 222-230页

作者：杨传礼张修庆华东理工大学机械与动力工程学院上海200237 华东理工大学承压系统安全科学教育部重点实验室上海200237

因材料缺陷而导致的安全问题一直是备受人们关注的热点问题,如何实现对材料缺陷的快速准确识别与定位是当今材料缺陷问题的研究重点。传统的无损检测方法主要通过超声波、X射线等实现对材料缺陷的识别与定位,这种方法虽然解决了人工检... 详细信息

因材料缺陷而导致的安全问题一直是备受人们关注的热点问题,如何实现对材料缺陷的快速准确识别与定位是当今材料缺陷问题的研究重点。传统的无损检测方法主要通过超声波、X射线等实现对材料缺陷的识别与定位,这种方法虽然解决了人工检测效率低等问题,但是难以满足智能化、自动化与高精度的多重要求。计算机领域的进步刺激了机器视觉在材料缺陷检测方面的飞速发展,机器视觉检测技术的特点主要是将无损检测、自动化与智能化相结合,不仅安全性好、效率高,而且检测精度高。但是大多数机器视觉设备存在对不同缺陷识别任务需要不同图像处理算法的问题,意味着设备的通用性低,而且设备的生产与维护的成本也较高。近年来,深度学习的崛起推动人工智能领域迅猛发展,并且解决了传统的机器视觉对不同任务进行分类需要不同图像处理算法的问题,深度学习也成为材料缺陷检测方面的一个热门研究方向,已经有很多学者将深度学习技术应用到材料缺陷检测方向,而且无论是对材料的缺陷类别进行分类,还是对材料的缺陷进行定位与分割,相关研究都取得了不错的成果。本文首先对传统方法和机器视觉方法在材料缺陷方面的应用进行了概述与分析,叙述了深度学习在材料缺陷检测中的原理,然后分别系统地阐述了国内外深度学习在缺陷的分类、定位以及分割技术方面最新的应用,并对深度学习在材料缺陷检测领域应用的未来发展趋势进行了展望。

关键词：机器视觉材料缺陷检测深度学习卷积神经网络

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