检索结果-内蒙古大学图书馆

金属热处理 2024年第11期49卷 69-76页

作者：张策马辉高琦包喜荣王宝峰王晓东内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 金属成形技术与重型装备全国重点实验室陕西西安710018

通过建立超高压射流超快冷却传热物理模拟平台,测定了28CrMoVNiRE钢油井管在不同水雾、水压和喷嘴高度冷却条件下的冷却曲线,利用反传热法计算试样表面热流密度及换热系数,研究无缝钢管超高压射流超快冷却传热机理,并通过有限元模拟验... 详细信息

通过建立超高压射流超快冷却传热物理模拟平台,测定了28CrMoVNiRE钢油井管在不同水雾、水压和喷嘴高度冷却条件下的冷却曲线,利用反传热法计算试样表面热流密度及换热系数,研究无缝钢管超高压射流超快冷却传热机理,并通过有限元模拟验证了反传热计算的准确性。为探究超高压射流超快冷却对无缝钢管组织性能的影响,分别对钢管原始热轧态和不同超快冷却条件下的钢管试样进行了微观组织分析以及力学性能测试。结果表明,在喷嘴高度为100 mm时,水压由6 MPa提升至7 MPa,平均换热系数由386.0 W/(m^(2)·℃)提升至859.1 W/(m^(2)·℃),平均热流密度由0.15 MW/m^(2)提升至0.35 MW/m^(2)。当水压为7 MPa,喷嘴高度由100 mm增加到160 mm时,平均冷却速度提高6.2%;换热系数随温差ΔT的下降先后经历两个阶段:高温、中温近线性快速增长阶段和低温快速下降阶段。试验钢在喷淋水压7 MPa,喷嘴高度160 mm的冷却条件下,马氏体板条宽度能够平均细化至0.35μm,与原始热轧态钢相比硬度和冲击吸收能量均提升,验证了超高压射流超快冷却技术具有可行性。

关键词：无缝钢管超快冷却射流冷却传热界面换热强韧化

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AZ31B镁合金板材波-平与平-平轧制微观取向研究

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稀有金属材料与工程 2024年第9期53卷 2493-2502页

作者：刘江林郑仁辉赵林超李志鹏杨磊梁建国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

为探究纵波轧制(longitudinal wave rolling,LR)对AZ31B镁合金微观取向的影响,对AZ31B镁合金板材400℃/20 min和450℃/20 min热处理后,利用振幅0.35 mm,周期4 mm的纵波波纹轧辊和平轧辊进行了波-平和平-平二道次轧制。借助EBSD分析了轧... 详细信息

为探究纵波轧制(longitudinal wave rolling,LR)对AZ31B镁合金微观取向的影响,对AZ31B镁合金板材400℃/20 min和450℃/20 min热处理后,利用振幅0.35 mm,周期4 mm的纵波波纹轧辊和平轧辊进行了波-平和平-平二道次轧制。借助EBSD分析了轧制后板材波谷、波腰及波峰处的晶粒度及取向。结果表明:板材热处理后,基面织构强度和平均晶粒尺寸均降低,其中450℃/20 min热处理后基面织构强度下降显著,但其平均晶粒尺寸增加;400℃/20 min+LR后板材的平均晶粒尺寸显著降低,波峰和波谷处的基面织构强度较热处理试样增强,波腰基面织构强度几乎不变,然而因波峰和波谷大量晶粒分别沿RD的相反方向发生了偏转,故整体宏观织构强度显著降低;二道次轧制后,400℃/20 min+纵波-平辊轧制(longitudinal wave rolling+flat rolling,LFR)后波峰和波谷处的基面织构强度较400℃/20 min+LR后对应位置显著降低,而波腰强度显著增强,同时各处平均晶粒尺寸进一步降低。400℃/20 min+平辊-平辊轧制(flat rolling+flat rolling,FFR)后相比400℃/20 min+LFR,其基面织构强度弱于波腰而强于波峰和波谷处。故400℃下LFR后板材与FFR后板材的整体基面织构强度接近。450℃/20 min+FFR后板材相比400℃/20 min+FFR后板材,其基面织构强度显著降低,{0001}<1120>类型织构占比更低,同时平均晶粒尺寸增大。

关键词： AZ31B镁合金板材纵波-平辊轧制微观取向

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电流退火对Fe_(78)Si_(9)B_(13)合金性能及塑性变形的影响

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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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薄层碳纤维/不锈钢极薄带FMLs高速冲击性能

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航空学报 2023年

作者：魏士博舒洪基张晓琼赵婷婷王涛王志华黄庆学太原理工大学机械与运载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

为了增加碳纤维复合材料的韧性并提升其高速冲击性能，提出一种组分材料分别为30μm厚薄层碳纤维预浸料和50μm厚不锈钢极薄带的新型纤维金属层板——薄层碳纤维/不锈钢极薄带纤维金属层板(CUSFML,Carbon Fiber/Ultrathin Stainless-ste... 详细信息

为了增加碳纤维复合材料的韧性并提升其高速冲击性能，提出一种组分材料分别为30μm厚薄层碳纤维预浸料和50μm厚不锈钢极薄带的新型纤维金属层板——薄层碳纤维/不锈钢极薄带纤维金属层板(CUSFML,Carbon Fiber/Ultrathin Stainless-steel strips Fiber Metal Laminates)。在金属体积含量(MVF, Metal Volume Fraction)为0.25～0.625的范围内，制备了三类薄层CUSFML。利用空气炮在45 m/s～120 m/s速度范围内对纯碳纤维层板和三类薄层CUSFML开展了高速冲击实验研究，并结合修正后的三维Hashin失效准则在ABAQUS/Explicit中对薄层CUSFML的高速冲击响应进行了数值仿真。系统分析了高速冲击下MVF数值变化对薄层CUSFML的动态响应特征和能量吸收的影响规律。研究结果表明：薄层CUSFML在高速冲击下较传统碳纤维复合材料的高速冲击性能有着显著的提升。经实验数据分析及数值计算，所制备的薄层CUSFML的比吸能最高可达8.51 J·m2/kg，较纯碳纤维层板提升19.2%；冲击承载最高可达6713 N，约为纯碳纤维层板的2.5倍。提升薄层CUSFML中的不锈钢极薄带的体积含量在一定范围内可增强金属层塑性变形和断裂在能量吸收中的主导作用，提升层板的高速冲击性能。但随着MVF数值的持续增加，薄层CUSFML的比吸能会出现小幅下降。对比各类层板的动态响应特征后发现薄层CUSFML在MVF=0.455的附近抗冲击性能及吸能性能最为优异。

关键词：纤维金属层板薄层碳纤维不锈钢极薄带高速冲击数值仿真能量吸收

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基于机器视觉的冷轧带材跑偏量智能检测方法

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仪器仪表学报 2024年第9期45卷 55-66页

作者：段伯伟王东城徐扬欢邢佳文刘宏民燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心秦皇岛066004 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西安710032

针对冷轧生产过程中缺少实测跑偏量引起的板形控制精度低、断带等问题,提出一种基于机器视觉的冷轧带材跑偏量智能检测方法。以经典UNet网络为基础搭建一种轻量化的网络结构,用于冷轧带材智能分割。采用MobileNetV2替换UNet原始收缩路... 详细信息

针对冷轧生产过程中缺少实测跑偏量引起的板形控制精度低、断带等问题,提出一种基于机器视觉的冷轧带材跑偏量智能检测方法。以经典UNet网络为基础搭建一种轻量化的网络结构,用于冷轧带材智能分割。采用MobileNetV2替换UNet原始收缩路径并在连接结构中嵌入通道注意力ECA_Module,在有效降低网络参数量的同时突出对目标特征的感知能力。采用此网络训练得到带材区域分割模型(SRS_M),其精度指标交并比平均值(mIoU)和像素精度平均值(mPA)分别达到了98.83%和99.36%,单张图像推理时间为40.57 ms。以SRS_M模型为基础,结合边缘位置提取算法,建立带材跑偏量检测模型。通过现场安装的边缘检测装置采集1503个跑偏量样本数据,对方法进行验证。其中,92.82%样本的绝对误差在±2 mm,全部样本绝对误差均在±3.5 mm,证明了方法的有效性。

关键词：冷轧带材跑偏量机器视觉智能语义分割通道注意力机制

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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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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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航空复合材料连接成形技术研究进展

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机械工程学报 2023年第20期59卷 119-142页

作者：刘嘉鸣全东赵国群山东大学材料科学与工程学院济南250061 山东大学金属成形高端装备与先进技术全国重点实验室济南250061

纤维增强复合材料具有高比强度、高比模量、结构性能优异以及可设计性强等优势,能够实现构件轻量化和结构-功能设计一体化,在航空航天、交通运输、能源动力以及国防科技等领域具有重要的战略地位。随着纤维增强复合材料在航空航天等领... 详细信息

纤维增强复合材料具有高比强度、高比模量、结构性能优异以及可设计性强等优势,能够实现构件轻量化和结构-功能设计一体化,在航空航天、交通运输、能源动力以及国防科技等领域具有重要的战略地位。随着纤维增强复合材料在航空航天等领域的大量应用,复合材料之间及其与轻质合金间的高性能-高效率连接成形技术成为航空结构强度和稳定性的重要保障之一。综述纤维增强复合材料连接成形技术的最新研究进展,着重讨论复合材料间及其与轻质合金间的机械连接、胶粘剂连接以及焊接工艺。较全面地论述和分析各类复合材料连接成形的技术特征,对比总结各类连接成形技术的优缺点以及连接结构性能的提升能力,提出各类复合材料连接成形技术的未来发展和研究趋势。

关键词：纤维增强复合材料机械连接胶粘剂连接焊接

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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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金属熔融直写成形工艺射流沉积稳定性分析

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机械工程学报 2024年第1期60卷 119-126页

作者：戎文娟单忠德王宝雨王佳琳王永威北京科技大学机械工程学院北京100083 中国机械科学研究总院先进成形技术与装备全国重点实验室北京100083 南京航空航天大学机电学院南京210016

金属材料增材制造具有工艺流程短、柔性可设计等优点,可满足复杂结构件单件小批量个性化需求,在众多金属增材制造工艺方法中,金属熔融直写成形具有成本低、效率高等优势。射流稳定性是影响金属熔融直写成形质量和精度的关键因素。针对... 详细信息

金属材料增材制造具有工艺流程短、柔性可设计等优点,可满足复杂结构件单件小批量个性化需求,在众多金属增材制造工艺方法中,金属熔融直写成形具有成本低、效率高等优势。射流稳定性是影响金属熔融直写成形质量和精度的关键因素。针对直写成形射流特点,分类建立了液滴流、曲张流、平滑流、波动流4种典型射流状态模型,模拟并分析了射流的演化过程,获得了修正后的金属射流连续段长度公式,以及射流沉积稳定性调控的关键因素;基于金属射流单道沉积工艺试验,获得了不同射流状态沉积后轨迹均匀性的基板速度调控范围。射流状态模型建立和沉积轨迹均匀性调控范围的获取,为金属熔融直写工艺形性调控提供理论依据。

关键词：金属增材制造金属熔融直写成形金属射流射流稳定性

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