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无吸收层激光喷丸2024-T351铝合金耐腐蚀性能研究

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中国激光 2024年第12期 112-121页

作者：夏雪峰周建忠缑延强黄蕾孟宪凯黄舒江苏大学机械工程学院

为研究无吸收层激光喷丸工艺对铝合金耐腐蚀性能的影响，选用3 mm光斑直径与50%搭接率，分别在1.1 GW/cm2与2.6 GW/cm2的激光功率密度下，采用Nd∶YAG脉冲激光对2024-T351铝合金试样表面进行喷丸处理，结合表面形貌、化学成分、微观组... 详细信息

为研究无吸收层激光喷丸工艺对铝合金耐腐蚀性能的影响，选用3 mm光斑直径与50%搭接率，分别在1.1 GW/cm2与2.6 GW/cm2的激光功率密度下，采用Nd∶YAG脉冲激光对2024-T351铝合金试样表面进行喷丸处理，结合表面形貌、化学成分、微观组织、物相、残余应力等，探索了不同激光功率密度下试样在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果显示：经过功率密度为1.1 GW/cm2的无吸收层激光喷丸处理后，试样表面形貌与微观组织得到了改善，表面形成了凸起与孔洞交错的多级结构及2～3μm厚的致密重熔氧化层，深度方向出现晶粒细化现象，在100μm深度处出现最大残余压应力。此外，相较于未处理试样与2.6 GW/cm2喷丸试样，1.1 GW/cm2喷丸试样的腐蚀电流密度分别降低了97.30%与82.46%，同时腐蚀后试样表面保持着完整的具有多孔特征的微纳结构，展现出最佳的抗腐蚀性能。无吸收层激光喷丸工艺显著提高了2024-T351铝合金表面的耐腐蚀性能。

关键词：激光技术激光喷丸 2024-T351铝合金电化学腐蚀表面形貌

超声辅助激光喷丸对IN718镍基合金表面完整性的影响

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光学学报 2024年第11期 131-140页

作者：孟宪凯陈韦宇王春燕程子龙姚喆赫王锟宋福阳林珂江苏大学先进制造与现代装备技术工程研究院江苏大学机械工程学院浙江工业大学机械工程学院

以IN718镍基合金为对象，采用超声辅助激光喷丸（ULSP）工艺对其表面进行强化处理。然后，利用透射电子显微镜测量晶粒、位错等微观组织特征。使用扫描共聚焦显微镜测试材料表面形貌，分析ULSP对表面粗糙度的影响规律。依次使用显微硬... 详细信息

以IN718镍基合金为对象，采用超声辅助激光喷丸（ULSP）工艺对其表面进行强化处理。然后，利用透射电子显微镜测量晶粒、位错等微观组织特征。使用扫描共聚焦显微镜测试材料表面形貌，分析ULSP对表面粗糙度的影响规律。依次使用显微硬度计和X射线衍射应力测定仪对试样表面的显微硬度与残余应力进行测量，揭示ULSP的表面强化机理。结果表明，由于激光冲击波与超声冲击波组合作用下会出现晶粒细化、位错增殖与γ''相硬化效应，可在较低表面粗糙度（Ra=2.19μm）情况下，利用ULSP将IN718镍基合金表面硬度和残余压应力分别提高至377.5 HV与344.6 MPa，相对传统激光喷丸分别增加了10.4%与31.4%，为延长IN718镍基合金使用寿命提供一种有效手段。

关键词：激光光学超声辅助激光喷丸 IN718镍基合金晶粒细化位错密度残余应力

激光喷丸强化对电化学充氢316L奥氏体不锈钢振动疲劳性能的影响

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稀有金属材料与工程 2022年第2期51卷 579-587页

作者：黄舒胡磊盛杰孟宪凯宋云剑鲁金忠周建忠江苏大学材料科学与工程学院江苏镇江212013 江苏大学机械工程学院江苏镇江212013

研究了激光喷丸强化对电化学充氢316L奥氏体不锈钢振动疲劳性能的影响。测试分析了不同激光功率密度喷丸316L不锈钢充氢试样的残余应力、显微硬度和微观组织结构,并对比研究其振动疲劳寿命和断口形貌。结果显示,激光喷丸诱导材料表层位... 详细信息

研究了激光喷丸强化对电化学充氢316L奥氏体不锈钢振动疲劳性能的影响。测试分析了不同激光功率密度喷丸316L不锈钢充氢试样的残余应力、显微硬度和微观组织结构,并对比研究其振动疲劳寿命和断口形貌。结果显示,激光喷丸诱导材料表层位错密度增加,并有效细化晶粒,抑制了氢原子的入侵,同时复杂晶界和高密度位错增殖结构阻碍了氢原子的聚集和扩散,降低了316L奥氏体不锈钢马氏体转变的程度,有助于抑制微裂纹的萌生;另一方面,激光喷丸诱导产生的高幅残余压应力,不仅抑制了氢原子的渗透,而且还提高了疲劳裂纹扩展阈值,减缓裂纹扩展速率。振动疲劳试验结果显示,激光喷丸316L不锈钢充氢试样的疲劳寿命均获得了显著提高,最大提升幅值可达79.36%,断口形貌分析进一步证明了激光喷丸可有效降低充氢试样疲劳裂纹扩展速率,提升材料断裂韧性,进而改善材料的振动疲劳特性。

关键词：激光喷丸 316L不锈钢氢脆振动疲劳疲劳断口形貌

微纳增材制造微圆柱结构的形貌分析与工艺优化研究

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机械工程学报 2023年第1期59卷 286-297页

作者：陈玉田吴重军魏馨怡孟宪凯刘杰王琪冰东华大学机械工程学院上海201620 森赫电梯股份有限公司湖州313009 江苏大学机械工程学院镇江212013 普利生机电科技有限公司上海201600

针对目前亚像素微扫描的LCD式光固化3D打印技术在微纳结构增材制造中存在的典型打印瑕疵,通过优化打印工艺和分析打印结构,以提高打印成型质量和生产效率。首先,通过对打印材料后处理工艺研究,设计单因素试验并打印平板模型,分析后固化... 详细信息

针对目前亚像素微扫描的LCD式光固化3D打印技术在微纳结构增材制造中存在的典型打印瑕疵,通过优化打印工艺和分析打印结构,以提高打印成型质量和生产效率。首先,通过对打印材料后处理工艺研究,设计单因素试验并打印平板模型,分析后固化时长对零件硬度、粗糙度及形貌影响规律。其次,结合打印工艺参数,设计正交试验并打印圆柱阵列模型,分析打印层厚、曝光时间、振动次数对微圆柱成型的影响规律。结果表明:后固化时间在5~10 min时,后固化效果最优,此时表面粗糙度Ra值约为29 nm,邵氏硬度在88 HD左右。打印工艺参数对微圆柱直径尺寸影响大小排序为:曝光时间>打印层厚>振动次数。在均衡打印质量和打印效率的前提下,打印参数优化后,打印直径50μm,高度210μm的微圆柱结构应采用打印层厚10μm,曝光时间2500 ms,振动次数64 x的打印工艺参数。

关键词：光固化3D打印微纳增材后固化工艺参数

超声振动辅助激光熔覆IN718-Hf涂层的抗高温氧化性能

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表面技术 2023年第9期52卷 199-208页

作者：嵇春艳黄蕾徐家乐蔡杰张腾孟宪凯黄舒周建忠江苏大学机械工程学院江苏镇江212000 常州信息职业技术学院机电工程学院江苏常州213000

目的基于航天航空领域对IN718合金的抗高温氧化性能需求,通过活性元素(RE)掺杂与物理场辅助,提升IN718合金的抗高温氧化性能。方法采用超声振动辅助激光熔覆工艺,在IN718合金表面制备IN718-Hf熔覆层,研究涂层的微观结构演变,以及在800... 详细信息

目的基于航天航空领域对IN718合金的抗高温氧化性能需求,通过活性元素(RE)掺杂与物理场辅助,提升IN718合金的抗高温氧化性能。方法采用超声振动辅助激光熔覆工艺,在IN718合金表面制备IN718-Hf熔覆层,研究涂层的微观结构演变,以及在800℃下长达100 h的氧化行为。利用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针显微分析仪(EPMA)研究涂层的显微组织、氧化膜结构和元素分布。通过X射线衍射仪(XRD)分析物相。结果在不同Hf含量(均以质量分数表示)的涂层中,IN718-Hf(0.3%)涂层中的氧化层最薄、最均匀。Hf的高化学活性使得它很容易与其他元素发生反应,增加了成核粒子数量,使涂层中的微观结构细化。超声振动的施加提升了熔池的过冷程度,同时打碎了熔池中粗大的柱状枝晶,从而达到了细化晶粒的目的。晶粒细化有利于形成致密均匀的氧化层,从而增强材料的抗高温氧化性。氧化层具有双层结构,外层为MnCr_(2)O_(4)尖晶石,内层为Cr_(2)O_(3)。Hf的掺杂和超声振动的施加促进了MnCr_(2)O_(4)尖晶石氧化物和Cr_(2)O_(3)的优先生成。超声振动辅助IN718-Hf涂层的氧化增量(0.349 mg/cm^(2))、氧化速率常数(1.21×10^(–3)mg^(2)·cm^(–4)·h^(–1))与IN718涂层相比,分别减少了46%、69%。结论Hf的掺杂和超声振动促进了涂层微观结构的细化,提升了抗高温氧化性能,扩展了IN718合金在航天航空领域的运用。

关键词：激光技术超声振动镍基合金 Hf 显微结构高温氧化

无吸收层激光喷丸2024-T351铝合金耐腐蚀性能研究

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中国激光 2023年

作者：夏雪峰周建忠缑延强黄蕾孟宪凯黄舒江苏大学机械工程学院

为研究无吸收层激光喷丸工艺对铝合金耐腐蚀性能的影响，选用3 mm光斑与50%搭接率，分别选取1.1 Gw/cm2与2.6 Gw/cm2的激光功率密度，采用Nd:YAG脉冲激光对2024-T351铝合金试样表面进行喷丸处理，结合表面形貌、化学成分、微观组织、物... 详细信息

为研究无吸收层激光喷丸工艺对铝合金耐腐蚀性能的影响，选用3 mm光斑与50%搭接率，分别选取1.1 Gw/cm2与2.6 Gw/cm2的激光功率密度，采用Nd:YAG脉冲激光对2024-T351铝合金试样表面进行喷丸处理，结合表面形貌、化学成分、微观组织、物相、残余应力等实验测试与分析方法，探索不同激光功率密度处理下试样在3.5 wt.%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果显示，经过功率密度为1.1 Gw/cm2的无吸收层激光喷丸处理后，试样表面形貌与微观组织得到了优化改进，表面形成微纳米尺度的凸起与孔洞交错型多级结构及2～3μm厚度的致密重熔氧化层，深度方向出现晶粒细化现象以及位于100μm处的最大残余压应力。此外，相较于未处理试样与2.6 Gw/cm2喷丸试样，1.1 Gw/cm2喷丸试样的腐蚀电流密度分别降低了97.30%与82.46%，同时腐蚀后试样表面保持着完整的具有多孔特征的微纳结构，在三种典型试样中展现出最佳的抗腐蚀性能。无吸收层激光喷丸工艺显著提高了2024-T351铝合金表面的耐腐蚀性能。

关键词：激光制造激光喷丸 2024-T351铝合金电化学腐蚀表面形貌

激光喷丸强化TC6钛合金的振动疲劳寿命及断口形貌分析

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航空制造技术 2022年第4期65卷 73-79页

作者：孟宪凯张正烨周建忠杨祥伟冷旭忞江苏大学镇江212013

为了研究TC6钛合金激光喷丸强化(Laser Shocking Peening,LSP)处理后对振动疲劳寿命的影响,采用不同喷丸次数的方法对TC6钛合金进行LSP处理,采用振动疲劳测试系统对振动试样进行振动疲劳测试,用X射线衍射仪和显微硬度计测试LSP前后试样... 详细信息

为了研究TC6钛合金激光喷丸强化(Laser Shocking Peening,LSP)处理后对振动疲劳寿命的影响,采用不同喷丸次数的方法对TC6钛合金进行LSP处理,采用振动疲劳测试系统对振动试样进行振动疲劳测试,用X射线衍射仪和显微硬度计测试LSP前后试样的残余应力和硬度,研究LSP对TC6钛合金振动疲劳性能的影响,使用透射电子显微镜(TEM)观察LSP后的微观组织变化,最后采用扫描电子显微镜(SEM)对试样的振动疲劳断口进行观察,研究LSP对TC6钛合金振动疲劳断口形貌的影响。结果表明,LSP后TC6钛合金发生强烈塑性变形,产生大量的位错,能够抑制TC6钛合金试样中疲劳裂纹的萌生和扩展,改善材料的力学性能,从而有效地提高TC6钛合金试样的振动疲劳寿命。

关键词：激光技术激光喷丸 TC6钛合金振动疲劳疲劳断口形貌

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加权路网空间中动态聚集最近邻居查询算法

计算机应用 2023年第7期43卷 2026-2033页

作者：陈方疏张为胡小明张宇飞孟宪凯石林祥上海第二工业大学计算机与信息工程学院上海201209

聚集最近邻居(ANN)查询作为空间数据库的经典问题在网络链路结构优化、物流集散点选址、共享汽车服务等方面有着重要的意义,能有效促进物流、移动互联网行业以及运筹学等领域的发展。现有的研究存在如下不足:缺少针对大规模动态路网数... 详细信息

聚集最近邻居(ANN)查询作为空间数据库的经典问题在网络链路结构优化、物流集散点选址、共享汽车服务等方面有着重要的意义,能有效促进物流、移动互联网行业以及运筹学等领域的发展。现有的研究存在如下不足:缺少针对大规模动态路网数据的高效索引结构,在数据点位置实时移动以及路网权重动态更新的场景下算法的查询效率较低。针对上述不足,提出动态场景下的ANN查询算法。首先利用G-tree作为路网索引,提出将四叉树和k-d树等空间索引结构与增量欧氏空间限制(IER)算法结合起来的剪枝方法,以完成静态空间下的ANN查询;随后针对动态场景下数据点位置频繁更新的问题,加入时间窗口及安全区域更新策略,以减少算法的重复计算次数,实验结果表明效率能提高8%~85%;最后针对路网权重变化的ANN查询问题,提出两个基于校正的连续查询方法,在历史查询结果的基础上,根据权重变化的增量来得到当前的查询结果,在某些场景中能够有效降低50%左右的误差。理论研究和实验结果表明,所提算法能够高效并且较为准确地解决动态场景下的ANN查询问题。

关键词：聚集最近邻居查询路网加权空间动态查询空间索引

英特尔“未来教育”培训在师范院校推广时应注意的问题

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电化教育研究 2003年第9期24卷 66-68页

作者：李涛孟宪凯郭友北京教育学院教育技术系北京100037 首都师范大学生物系北京100011

笔者根据对在职学科教师和师范生分别进行英特尔“未来教育”培训的切实感受 ,比较分析了两种培训对象在参加培训的动机、知识结构以及他们在培训中对自己的定位等方面的差异 ,认为将英特尔“未来教育”培训引入师范院校 ,须作必要的调... 详细信息

笔者根据对在职学科教师和师范生分别进行英特尔“未来教育”培训的切实感受 ,比较分析了两种培训对象在参加培训的动机、知识结构以及他们在培训中对自己的定位等方面的差异 ,认为将英特尔“未来教育”培训引入师范院校 ,须作必要的调整 ,以期符合青年学生的兴趣爱好、知识结构、时间安排等特点 ,使之真正成为推进师范教育改革和提高师范生教学能力的有效措施。

关键词：英特尔未来教育师范院校培训建议