检索结果-内蒙古大学图书馆

电流退火对Fe_(78)Si_(9)B_(13)合金性能及塑性变形的影响

金属热处理 2024年第7期49卷 225-230页

作者：牛小淼金涛王泽王涛太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 金属成形技术与重型装备全国重点实验室山西太原030024

通过传统退火和电流退火改变Fe_(78)Si_(9)B_(13)非晶合金薄带的塑性,对退火样品进行纳米压痕测试和塑性成形试验,验证两种退火工艺下Fe_(78)Si_(9)B_(13)非晶合金薄带的性能和成形效果。结果表明,当两种退火工艺的温度相同时,Fe_(78)Si... 详细信息

通过传统退火和电流退火改变Fe_(78)Si_(9)B_(13)非晶合金薄带的塑性,对退火样品进行纳米压痕测试和塑性成形试验,验证两种退火工艺下Fe_(78)Si_(9)B_(13)非晶合金薄带的性能和成形效果。结果表明,当两种退火工艺的温度相同时,Fe_(78)Si_(9)B_(13)非晶合金薄带经电流退火后的硬度和弹性模量较低,塑性成形效果更佳,其中300℃电流退火20 min后的纳米压痕位移最大,非晶合金塑性变形行为的改善也最为明显。

关键词： Fe_(78)Si_(9)B_(13)非晶合金电流退火纳米压痕性能塑性变形

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基于协同-均值点约束主动学习代理模型的结构可靠性分析方法

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机械强度 2024年第6期46卷 1365-1374页

作者：魏彦旭张世龙张彦杰太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 太原理工大学先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心太原030024 太原理工大学金属成形技术与重型装备全国重点实验室太原030024

机械结构的可靠性对其安全运行至关重要,针对复杂机械结构可靠性分析计算精度和计算效率低的问题,研究基于主动学习代理模型可靠性分析方法的优秀拟合样本应具有的空间位置特点,分离提出优秀拟合样本的3个约束——面约束、距约束和域约... 详细信息

机械结构的可靠性对其安全运行至关重要,针对复杂机械结构可靠性分析计算精度和计算效率低的问题,研究基于主动学习代理模型可靠性分析方法的优秀拟合样本应具有的空间位置特点,分离提出优秀拟合样本的3个约束——面约束、距约束和域约束,并建立3个控制函数来实现3个约束;然后有机地协同3个控制函数,提出一种有效的新学习函数——协同-均值点约束学习(Collaboration-mean Point Constrained Learning,CPCL)函数,并结合增广径向基函数(Augmented Radial Basis Function,ARBF),建立协同-均值点约束主动学习代理模型(ARBF+CPCL)可靠性分析方法。最后通过3个案例验证了ARBF+CPCL可靠性分析方法具有高精度、高效率的优势,并且通过涡轮盘可靠性分析算例证明了ARBF+CPCL方法在实际工程案例中的应用能力。

关键词：机械结构可靠性分析主动学习涡轮盘拟合样本

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AZ31镁合金板材纵波轧制形变规律及边部损伤分析

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稀有金属材料与工程 2024年第1期53卷 197-203页

作者：贾睿刘江林张明泽王涛黄志权郑仁辉太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 太原理工大学先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心山西太原030024 金属成形技术与重型装备全国重点实验室山西太原030024 太原科技大学机械工程学院山西太原030024

纵波轧制+平辊轧制(LFR)是一种减轻镁合金轧制边裂的新型轧制工艺,通过一道次纵波轧制+二道次平轧,可有效减少镁合金板材边裂。为了进一步明晰LFR变形规律,通过对比AZ31镁合金板材纵波轧制+平轧(LFR)及平轧+平轧(FFR)热-力耦合有限元虚... 详细信息

纵波轧制+平辊轧制(LFR)是一种减轻镁合金轧制边裂的新型轧制工艺,通过一道次纵波轧制+二道次平轧,可有效减少镁合金板材边裂。为了进一步明晰LFR变形规律,通过对比AZ31镁合金板材纵波轧制+平轧(LFR)及平轧+平轧(FFR)热-力耦合有限元虚拟轧制对比和物理实验,分析了纵波轧制变形区金属变形规律及其对板材边部损伤的影响。结果表明:纵波轧制形成了异形搓轧区,板材各部位受到较大的三向剪切作用;急速金属流动产生的塑性变形热避免了板材边部温降,有利于提升塑性;剪切及温度影响促使LFR板材形成混晶组织,降低了波谷部位损伤,进而有效抑制了镁合金板材边裂的产生及发展。

关键词：镁合金纵波轧制有限元法应变金相组织损伤

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基于ABAQUS二次开发的无缝金属复合管三辊斜轧复合工艺参数化建模与数值模拟

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塑性工程学报 2023年第12期30卷 9-15页

作者：吴晋季策李子轩王涛太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 太原理工大学先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心山西太原030024 太原理工大学金属成形技术与重型装备全国重点实验室山西太原030024 海安太原理工大学先进制造与智能装备产业研究院江苏海安226601

通过分析无缝金属复合管三辊斜轧复合工艺原理与凝练关键工艺因素,基于Python语言和ABAQUS二次开发功能搭建了专用数值模拟系统,实现了参数化建模并开展了数值模拟研究。结果表明,45/316L复合管三辊斜轧复合过程中经历正圆形-三角形-正... 详细信息

通过分析无缝金属复合管三辊斜轧复合工艺原理与凝练关键工艺因素,基于Python语言和ABAQUS二次开发功能搭建了专用数值模拟系统,实现了参数化建模并开展了数值模拟研究。结果表明,45/316L复合管三辊斜轧复合过程中经历正圆形-三角形-正圆形变形过程,螺旋前进过程中通过交替进行直径减小与壁厚减薄实现周向均匀变形,基于数值模拟开展试验研究。在轧制温度1200℃,轧制速度450 r·min^(-1),目标外径为Φ60 mm时,成功制备壁厚分布均匀的45/316L复合管,拉剪断口位于45碳钢基体侧,证明复合界面实现冶金结合。

关键词：二次开发复合管轧制复合数值模拟成形机理

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激光扫描速度对FeCrNiAl_(0.3)Ti_(0.3)熔覆层组织与性能的影响

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钢铁研究学报 2024年第7期36卷 908-917页

作者：陈方川冉佳朋刘元铭王涛赵雪霞太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 太原理工大学先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心山西太原030024 太原理工大学金属成形技术与重型装备全国重点实验室山西太原030024

为了提高TC4钛合金表面的硬度及耐磨性,通过激光熔覆工艺,在TC4钛合金表面熔覆了FeCrNiAl_(0.3)Ti_(0.3)高熵合金。研究了变化的激光扫描速度下,该熔覆层高熵合金(HEA)的宏观特征、显微组织、显微硬度以及耐磨性能。结果显示:当激光功... 详细信息

为了提高TC4钛合金表面的硬度及耐磨性,通过激光熔覆工艺,在TC4钛合金表面熔覆了FeCrNiAl_(0.3)Ti_(0.3)高熵合金。研究了变化的激光扫描速度下,该熔覆层高熵合金(HEA)的宏观特征、显微组织、显微硬度以及耐磨性能。结果显示:当激光功率设定为1600 W,扫描速度调整为13 mm/s时,制备出的HEA熔覆层与TC4基体实现了良好的冶金结合,同时未观察到显著的缺陷。熔覆层显微组织致密均匀,由富Fe和Cr的BCC相以及富Ni、Ti、Al的FCC相共同构成枝晶(DR)以及枝晶间(IR)组织。在最佳工艺参数下,熔覆层平均硬度值为618HV0.2,约为基体硬度(290HV0.2)的2.1倍,其耐磨性是基体的3.4倍,磨损机制为磨粒磨损、粘着磨损和摩擦氧化磨损的复杂相互作用,具有良好的耐磨性。

关键词： TC4钛合金激光熔覆高熵合金熔覆层显微组织耐磨性能

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304不锈钢极薄带微流道气胀成形材料流动行为及微观组织研究

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中国机械工程 2024年

作者：张鹏朱学卫于保洋武天枫朱锦州太原理工大学材料科学与工程学院太原理工大学金属成形技术与重型装备全国重点实验室太原理工大学先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心海安太原理工大学先进制造与智能装备产业研究院太原理工大学机械工程学院

气胀成形技术因模具精度要求较低、成形件表面质量高、坯料及模具无磨损等特点有望在微流道成形领域实现应用。本文针对304不锈钢极薄带开展微流道气胀成形实验及数值模拟，构建了微流道气胀成形有限元模型，研究了成形过程中不同阶段... 详细信息

气胀成形技术因模具精度要求较低、成形件表面质量高、坯料及模具无磨损等特点有望在微流道成形领域实现应用。本文针对304不锈钢极薄带开展微流道气胀成形实验及数值模拟，构建了微流道气胀成形有限元模型，研究了成形过程中不同阶段坯料的应力应变分布及不同位置的厚度变化规律，分析了气胀成形试样典型位置微观组织的演变机制，将试验与模拟成形流道轮廓进行对照，验证了数值模拟结果可靠性。结果表明，在成形过程中两侧流道等效应力值更大，但等效应变值较低且成形深度更大，主要原因在于两侧流道有非成形区材料补充，流道成形深度更深但减薄程度较低。针对中部单个流道，其侧壁上圆角处等效应力和等效应变值均最大，在25MPa和常温条件下，上圆角处厚度由100μm减薄至84.05μm，减薄率高达15.95%，是成形易破裂区域，模拟流道深度为619.67μm，实验流道深度为556.34μm，误差率为11.38%，且模拟结果流道各位置的厚度分布与实验结果吻合度较高。流道底部与流道侧壁的减薄率居中且基本相同，流道脊部减薄率最小仅为8.23%。成形后试样晶粒尺寸降低且位错密度增大，小角度晶界占比由58.04%提升至62.61%，加工硬化现象明显。

关键词： 304不锈钢极薄带微流道气胀成形有限元数值模拟材料流动行为

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机理和数据融合的304不锈钢极薄带轧制力模型

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钢铁 2024年第10期59卷 64-76页

作者：任鹏帆王振华贾燚刘元铭王涛太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 太原理工大学先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心山西太原030024 中国重型机械研究院股份公司金属成形技术与重型装备全国重点实验室陕西西安710018

304不锈钢精密极薄带广泛应用于数码电子、航空航天、医疗设备、汽车制造等高端领域。在冷轧生产过程中,轧制力是一项至关重要的参数,它的设定精度直接影响轧制过程的稳定性以及最终产品的厚度精度。为了提高冷轧304不锈钢极薄带轧制力... 详细信息

304不锈钢精密极薄带广泛应用于数码电子、航空航天、医疗设备、汽车制造等高端领域。在冷轧生产过程中,轧制力是一项至关重要的参数,它的设定精度直接影响轧制过程的稳定性以及最终产品的厚度精度。为了提高冷轧304不锈钢极薄带轧制力的预测精度,在森基米尔轧机上针对304不锈钢极薄带进行轧制试验,并据此建立了适用于超薄规格304不锈钢极薄带的动态变形抗力模型,修正了传统Bland-Ford-Hill轧制力机理模型。将修正的轧制力机理模型与遗传算法(GA)优化XGBoost参数相融合构建了高精度GA-XGBoost轧制力预测模型,该模型不仅考虑了轧制力的非线性问题,还将机理与数据相融合来实现轧制力的精准预测。与相同数据集下其他典型机器学习算法所建立的轧制力预测模型进行对比分析,采用相关系数(R~2)、平均绝对误差(E_(MA))、均方根误差(E_(RMS))和平均绝对百分误差(E_(MAP))多个指标全方位、多角度对模型的泛化性能进行评价,结果表明,所提出的GA-XGBoost轧制力预测模型的预测结果最为精确,其测试集各指标分别为R~2值为0.984,E_(MA)值为3.040,E_(RMS)值为6.410以及E_(MAP)值为0.041%。研究结果证明了所提出的机理和数据双驱动的轧制力预测模型的准确性和优越性。该研究为304不锈钢精密极薄带材轧制力的设定提供了一种新思路。

关键词：冷轧 304不锈钢极薄带轧制力预测集成学习遗传算法

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基于平均法的余弦激励分数阶振子系统动力学分析

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工程数学学报 2024年第4期41卷 623-641页

作者：师玮郭蓉解加全张彦杰王涛黄庆学太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 金属成形技术与重型装备全国重点实验室太原030024 先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心太原030024 中北大学理学院太原030051

提出了一种求解余弦激励下分数阶振子系统位移响应的解析和数值算法。其中解析方法是用平均法来求出系统的稳态响应解和瞬态响应解,总位移响应解即为稳态解和瞬态解的总和。提出一种数值方法,利用Grunwald-Letnikov分数阶导数的定义将... 详细信息

提出了一种求解余弦激励下分数阶振子系统位移响应的解析和数值算法。其中解析方法是用平均法来求出系统的稳态响应解和瞬态响应解,总位移响应解即为稳态解和瞬态解的总和。提出一种数值方法,利用Grunwald-Letnikov分数阶导数的定义将系统中的分数阶微分项进行离散化处理,降低了原系统阶数。在一般的周期激励下,系统的近似响应解可以采用傅里叶级数展开法和线性系统叠加原理得到。最后,利用数值模拟对所提方法的有效性和可行性进行了验证,并对分数阶阶次、线性阻尼系数和分数阶导数系数对系统稳态响应振幅和总位移响应的影响进行了分析。

关键词：平均法分数阶振子系统 Grunwald-Letnikov分数阶导数位移响应

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轧制压下率对镍涂层复合板界面微观结构和力学性能的影响

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塑性工程学报 2024年第12期31卷 52-60页

作者：吕家东王潇洒陈鹏马晓宝王涛王向宇黄庆学太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心山西太原030024 金属成形技术与重型装备全国重点实验室山西太原030024 山西太钢不锈钢精密带钢有限公司山西太原030024

针对镁/铝复合板在轧制过程中接触界面极易生成镁/铝金属间化合物,导致界面结合强度降低的问题,采用“冷喷涂镍中间层+热轧”工艺制备出铝/镁/铝复合板。研究不同压下率对复合板界面微观结构和力学性能的影响。结果表明,“冷喷涂镍中间... 详细信息

针对镁/铝复合板在轧制过程中接触界面极易生成镁/铝金属间化合物,导致界面结合强度降低的问题,采用“冷喷涂镍中间层+热轧”工艺制备出铝/镁/铝复合板。研究不同压下率对复合板界面微观结构和力学性能的影响。结果表明,“冷喷涂镍中间层+热轧”工艺可有效抑制轧制过程中镁/铝金属间化合物的生成。随着压下率的增加,复合板界面原子扩散层厚度增加,界面结合强度随之增加。当压下率为45%时,界面结合强度达到最高为33.03 MPa。当压下率为35%时,复合板的极限抗拉强度和断裂伸长率达到峰值,分别为328.1 MPa和8.6%,呈现出最优的拉伸性能。当压下率为25%时,由于界面结合强度较低,镁/铝复合板界面在拉伸断裂后出现较严重的分层现象。

关键词：镁/铝复合板冷喷涂热轧界面微观结构力学性能

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冷喷涂层对镁/铝复合板界面微观结构和力学性能的影响

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塑性工程学报 2024年第12期31卷 150-158页

作者：陈鹏吕家东王潇洒马晓宝王向宇王涛太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心山西太原030024 金属成形技术与重型装备全国重点实验室山西太原030024 山西太钢不锈钢精密带钢有限公司山西太原030024

针对镁/铝复合板在轧制过程中存在界面极易氧化和析出脆性金属间化合物的问题,采用冷喷涂技术在镁合金基体表面分别制备镍涂层、铝涂层以及镍+铝涂层,按照Al/Mg/Al形式组坯轧制,轧制温度为400℃,压下率为35%。研究了不同冷喷涂层对复合... 详细信息

针对镁/铝复合板在轧制过程中存在界面极易氧化和析出脆性金属间化合物的问题,采用冷喷涂技术在镁合金基体表面分别制备镍涂层、铝涂层以及镍+铝涂层,按照Al/Mg/Al形式组坯轧制,轧制温度为400℃,压下率为35%。研究了不同冷喷涂层对复合板界面微观结构和力学性能的影响。结果表明冷喷涂3种涂层后,镁合金基体表面粗糙度降低,显微硬度升高。镍涂层复合板表面粗糙度最高,为13.29μm;镍+铝涂层复合板显微硬度最高,为125.23 HV。3种涂层复合板的界面结合强度和抗拉强度均高于无涂层。冷喷镍涂层复合板的综合力学性能最优,结合强度和伸长率最高,分别为19.73 MPa和8.6%,抗拉强度为328.1 MPa,仅次于铝涂层复合板的335.23 MPa。

关键词：镁/铝复合板冷喷涂界面微观结构力学性能

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