检索结果-内蒙古大学图书馆

稀有金属材料与工程 2020年第1期49卷 274-280页

作者：任维彬周金宇董世运徐滨士闫世兴陈国炎江苏理工学院常州市装备再制造工程重点实验室江苏常州213001 陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室北京100072

针对K418高温合金叶轮高温、高转数工况下形变超差大,再制造成形层力学性能降低的领域研究热点,基于波形可调制脉冲激光优化工艺,再制造Inconel718高温合金成形层。采用金相显微镜、SEM、XRD、EDS、显微硬度计对该合金涂层的显微组织形... 详细信息

针对K418高温合金叶轮高温、高转数工况下形变超差大,再制造成形层力学性能降低的领域研究热点,基于波形可调制脉冲激光优化工艺,再制造Inconel718高温合金成形层。采用金相显微镜、SEM、XRD、EDS、显微硬度计对该合金涂层的显微组织形貌、相结构、界面成分分布、基本力学性能进行研究。结果表明:涂层与基体间为致密的冶金结合,涂层中部为粗大的树枝晶,与激光扫描方面成30o^45o角,由涂层中部到顶部及底部,分别退化为等轴晶和胞状晶;成形层显微硬度为4100~4400 MPa,略高于基体;晶内及晶间析出少量Laves相,减少了对成形层硬脆性的影响;摩擦磨损系数较基体略有降低,但仍符合再制造要求。

关键词： Inconel718合金 K418合金激光再制造涂层性能

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隐式功能函数结构体可靠性拓扑优化

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中国机械工程 2015年第16期26卷 2203-2208页

作者：吴劲松周金宇江苏理工学院常州市装备再制造工程重点实验室常州213001

考虑工程实际中外载荷、材料属性等的随机不确定性对结构安全性的影响,研究了具有结构位移可靠性约束的拓扑优化设计。建立以柔度最小为目标、以单元相对密度为变量、具有材料体积分数约束和结构位移可靠性约束的拓扑优化数学模型;针对... 详细信息

考虑工程实际中外载荷、材料属性等的随机不确定性对结构安全性的影响,研究了具有结构位移可靠性约束的拓扑优化设计。建立以柔度最小为目标、以单元相对密度为变量、具有材料体积分数约束和结构位移可靠性约束的拓扑优化数学模型;针对运用有限元数值计算方法时结构功能函数为隐式的情况,运用响应面法近似逼近结构真实的功能函数;利用简便高效的一次二阶矩法计算结构位移可靠度;采用内循环为确定性的拓扑优化、外循环控制结构材料体积分数的策略对连续体结构进行可靠性拓扑优化设计。通过两个算例与确定性拓扑优化结果进行比较,结果表明所提设计方法是高效可行的。

关键词：可靠性拓扑优化隐式功能函数响应面法

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脉冲激光再制造船用5083铝合金防护板试验研究

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稀有金属材料与工程 2018年第4期47卷 1130-1136页

作者：任维彬周金宇陈菊芳陈国炎方金祥江苏理工学院常州市装备再制造工程重点实验室江苏常州213001 贵州大学现代制造技术教育部重点实验室贵州贵阳550025

针对远洋舰船铝合金防护板受风浪、潮汐以及随机性爆炸冲击波影响,易萌生裂纹或产生断裂的工程实际,通过控制有限单元"生死"状态,动态模拟了防护板脉冲激光再制造温度场变化历程,获取了再制造过程温度变化规律,并对脉冲激光... 详细信息

针对远洋舰船铝合金防护板受风浪、潮汐以及随机性爆炸冲击波影响,易萌生裂纹或产生断裂的工程实际,通过控制有限单元"生死"状态,动态模拟了防护板脉冲激光再制造温度场变化历程,获取了再制造过程温度变化规律,并对脉冲激光再制造工艺进行了优化。分析和试验结果表明:脉冲模式优化工艺参数为激光功率3 kW,光斑直径3 mm,扫描速度6mm/s,脉冲激光脉宽10 ms,占空比1:1。成形后防护板热影响区变形量控制在0.02 mm以内,硬度(HV0.1)最大值出现在热影响区,约为950 MPa。焊缝区与母材呈致密的冶金结合,主要为致密的细晶组织,抗拉强度达到222 MPa。

关键词： 5083铝合金脉冲激光再制造有限元分析

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脉冲激光熔覆成形变半径FeCrNiCu合金圆筒工艺及力学性能

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稀有金属材料与工程 2021年第3期50卷 973-978页

作者：任维彬曹清林庄百亮陈世鑫江苏理工学院常州市装备再制造工程重点实验室江苏常州213001 机械科学研究总院江苏分院有限公司江苏常州213164

针对激光立体成形变半径圆筒件边部及外沿塌陷、热累积效应引起力学性能下降等增材制造难点,提出了脉冲激光成形FeCrNiCu合金圆筒件优化路径及工艺,实现了变半径圆筒结构的直接熔覆成形,验证了该结构件良好的组织构成以及力学性能。结... 详细信息

针对激光立体成形变半径圆筒件边部及外沿塌陷、热累积效应引起力学性能下降等增材制造难点,提出了脉冲激光成形FeCrNiCu合金圆筒件优化路径及工艺,实现了变半径圆筒结构的直接熔覆成形,验证了该结构件良好的组织构成以及力学性能。结果表明:覆层顶部为细小致密的等轴晶组织,中部由具有定向生长趋势的树枝晶构成,底部由胞状晶构成,晶内及晶间有颗粒状Cr_(7)C_(3)型强化析出相析出。覆层显微硬度(HV)最高值为6750MPa,覆层显微硬度(HV)主要分布在5540~5760 MPa;成形层(纵向)的抗拉强度最大为1070 MPa,抗拉强度范围1010~1070 MPa;成形层(横向)的抗拉强度最大为960 MPa,抗拉强度范围780~960 MPa。覆层冲击韧性分布在511.08~727.54 kJ·m^(-2),相关力学试验验证了该结构件具有优良的力学性能。

关键词：脉冲激光 FeCrNiCu合金激光熔覆力学性能

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结构可靠度计算的非均匀离散化发生函数法

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机械科学与技术 2016年第8期35卷 1207-1212页

作者：李朴义周金宇马元节江苏理工学院常州市装备再制造工程重点实验室江苏常州213001

发生函数法是结构可靠性分析和多状态系统性能评估的重要工具,现有发生函数法存在计算效率低、计算精度差的问题。在发生函数法中提出非均匀离散化方法和近似项合并技术,即运用最优化方法求解安全裕度函数最危险点(最小值),以最危险点... 详细信息

发生函数法是结构可靠性分析和多状态系统性能评估的重要工具,现有发生函数法存在计算效率低、计算精度差的问题。在发生函数法中提出非均匀离散化方法和近似项合并技术,即运用最优化方法求解安全裕度函数最危险点(最小值),以最危险点为中心对各变量按幂函数进行非均匀离散化,采取非等距直方图法计算各变量发生函数,检验离散效果是否达到最佳,最后计算系统可靠度值。发生函数的非均匀离散化方法在系统性能状态个数不变的情况下,提高了计算精度和效率,避免了增加系统性能状态个数带来的组合爆炸问题。新方法充分考虑了结构可靠度计算的误差形成机理和MATLAB编程的可行性,为涉及多变量非线性极限状态函数的结构可靠度快速、高效计算提供有效工具。

关键词：可靠性发生函数法非均匀离散化近似项合并

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碳纤维复合材料螺栓连接性能综述

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现代制造工程 2018年第9期 154-160页

作者：孙涛周金宇江苏理工学院常州市装备再制造工程重点实验室常州213001

碳纤维复合材料具有众多优良的性能,目前在民用及航空航天领域已被广泛应用,但是碳纤维复合材料的结构连接强度问题一直是制约其发展的重要因素。综述了碳纤维复合材料螺栓连接方法,分别讨论了碳纤维增强复合材料螺栓连接的强度理论、... 详细信息

碳纤维复合材料具有众多优良的性能,目前在民用及航空航天领域已被广泛应用,但是碳纤维复合材料的结构连接强度问题一直是制约其发展的重要因素。综述了碳纤维复合材料螺栓连接方法,分别讨论了碳纤维增强复合材料螺栓连接的强度理论、强度预测和强度影响因素(干涉配合、预紧力、螺栓钉头形式及铺层顺序)对连接强度的影响规律。最后总结了碳纤维复合材料螺栓连接研究的发展趋势。

关键词：碳纤维复合材料螺栓连接失效分析

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混杂纤维复合材料汽车引擎盖结构优化设计

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现代制造工程 2018年第4期 76-83页

作者：黄继峰周金宇江苏理工学院常州市装备再制造工程重点实验室常州213001

以某款汽车引擎盖为例,用碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料替换金属材料,基于Opti Struct软件的复合材料优化技术,提出了多阶段联合优化设计的方法。在概念设计阶段,通过拓扑优化确定复合材料的总体分布;在详细设计阶段,通过尺寸优化确定复... 详细信息

以某款汽车引擎盖为例,用碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料替换金属材料,基于Opti Struct软件的复合材料优化技术,提出了多阶段联合优化设计的方法。在概念设计阶段,通过拓扑优化确定复合材料的总体分布;在详细设计阶段,通过尺寸优化确定复合材料每种形状铺层块的具体厚度;在工艺设计阶段,通过铺层顺序优化确定最佳的铺层顺序。优化结果表明,原钢制汽车引擎盖质量为13.39 kg,在满足各种力学性能和制造工艺要求的前提下,经过多阶段联合优化设计后,复合材料汽车引擎盖质量为5.36 kg,质量减少了60%。

关键词：复合材料引擎盖多阶段优化设计

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材料二维微结构仿真随机概率圆优化填充算法

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图学学报 2015年第6期36卷 944-949页

作者：陈震周金宇江苏理工学院常州市装备再制造工程重点实验室江苏常州213001

几何建模是影响有限元法计算材料性能精确性的主要因素之一。利用圆等简单的几何实体近似模拟离散化实体效果良好,不仅能大量简化几何计算,还能构造出误差在可接受范围内的近似模型。材料特性不仅取决于平均颗粒尺寸,受颗粒尺寸分布的... 详细信息

几何建模是影响有限元法计算材料性能精确性的主要因素之一。利用圆等简单的几何实体近似模拟离散化实体效果良好,不仅能大量简化几何计算,还能构造出误差在可接受范围内的近似模型。材料特性不仅取决于平均颗粒尺寸,受颗粒尺寸分布的影响也十分显著。本文设计的随机圆填充算法保证了填充圆半径服从某一概率分布,重点分析了常规圆产生方法和依据干涉圆的干涉类型生成新圆。该算法不仅完全杜绝了圆的干涉还极大的减小了圆的相离,相对于现有的填充算法,填充度有了显著提升。

关键词：随机半径材料仿真颗粒填充有限元法

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多晶体Schmidt因子概率分析

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机械强度 2016年第3期38卷 490-494页

作者：周金宇朱福先陈震江苏理工学院常州市装备再制造工程高技术重点实验室常州213001

多晶体的Schmidt因子是结构疲劳寿命分析的重要变量。分别针对有织构和无织构多晶体,在细观尺度上建立Schmidt因子与晶粒随机欧拉角之间关系,证明取向分布一致的体心立方晶和面心立方晶在总体上具有相同的Schmidt因子,从而实现立方晶材... 详细信息

多晶体的Schmidt因子是结构疲劳寿命分析的重要变量。分别针对有织构和无织构多晶体,在细观尺度上建立Schmidt因子与晶粒随机欧拉角之间关系,证明取向分布一致的体心立方晶和面心立方晶在总体上具有相同的Schmidt因子,从而实现立方晶材料Schmidt因子的细观概率建模。在算例中基于细观概率模型进行统计模拟,得到多晶体疲劳裂纹萌生区晶粒群最大Schmidt因子的概率分布,为机械结构,尤其是微机械、微机电结构的疲劳可靠性分析提供理论基础和有效工程方法。

关键词：多晶体疲劳寿命 Schmidt因子概率分析

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疲劳裂纹形核寿命的细观概率模型

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兵工学报 2016年第2期37卷 307-316页

作者：周金宇谢里阳朱福先韩文钦江苏理工学院常州市装备再制造工程高技术重点实验室江苏常州213001 东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004

裂纹形核是结构疲劳损伤演化的初级阶段。基于Tanaka-Mura微裂纹形核机制,提出恒幅交变载荷下结构表面疲劳裂纹形核寿命的细观概率模型。设细观尺度的晶粒尺寸、晶粒取向欧拉角为随机变量,借助Schmidt因子建立细观主应力与分解切应力之... 详细信息

裂纹形核是结构疲劳损伤演化的初级阶段。基于Tanaka-Mura微裂纹形核机制,提出恒幅交变载荷下结构表面疲劳裂纹形核寿命的细观概率模型。设细观尺度的晶粒尺寸、晶粒取向欧拉角为随机变量,借助Schmidt因子建立细观主应力与分解切应力之间的关系。考虑到晶粒取向随机性和紧邻晶粒影响因素,导出分解切应力变程的概率分布。进一步运用矩法和次序统计量模型获得任一晶粒中疲劳裂纹形核寿命和结构热区晶粒群多裂纹分散形核寿命的概率分布。数值算例验证了所提模型与方法的可行性和合理性。新模型在裂纹形核寿命研究中引入了细观物理参数和几何参数的概率统计信息,可为多晶体金属结构件的疲劳可靠性评估和抗疲劳概率设计开辟精细化分析的新途径。

关键词：固体力学疲劳裂纹形核寿命细观尺度概率分析

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