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泡沫铝夹芯板的三点弯曲疲劳性能

材料科学与工程学报 2024年

作者：赵明凯王慧慧万一品宋绪丁长安大学道路施工技术与装备教育部重点试验室

为探讨夹芯板结构准静态下的弯曲失效模式和疲劳性能，以304不锈钢为面板，7050铝合金基体闭孔泡沫铝为芯层，组成泡沫铝夹芯板结构。基于三点弯曲试验获得夹芯板结构损伤变形过程和静态峰值载荷。通过三点弯曲疲劳试验得到疲劳寿命和... 详细信息

为探讨夹芯板结构准静态下的弯曲失效模式和疲劳性能，以304不锈钢为面板，7050铝合金基体闭孔泡沫铝为芯层，组成泡沫铝夹芯板结构。基于三点弯曲试验获得夹芯板结构损伤变形过程和静态峰值载荷。通过三点弯曲疲劳试验得到疲劳寿命和破坏形式，采用最小二乘法和极大似然法绘制夹芯板的S-N和P-S-N曲线，并进行对比分析。结果表明：夹芯板在静态加载时的弯曲失效与载荷-位移曲线相吻合；在疲劳加载时失效方式较为单一，90%的试件因芯层断裂而失效。夹芯板疲劳寿命随着面板厚度的增加而增加，芯层密度从0.60 g/cm3增加到0.73 g/cm3时，疲劳寿命反而出现下降；当芯层密度为0.60 g/cm3，面板厚度为0.6 mm，夹芯板结构对加载水平敏感度最低。研究结果为夹芯板结构工程应用提供了设计基础。

关键词：泡沫铝夹芯板面板厚度芯层密度疲劳性能

激光增材制造沉淀强化镍基高温合金热裂纹研究进展

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表面技术 2024年第7期53卷 1-14页

作者：李尧寇浩南李梦阳张阔刘源虢婷张凤英宋绪丁长安大学材料科学与工程学院西安710064 长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室西安710064

针对沉淀强化镍基高温合金中的裂纹现象,对比了2类热裂纹(即凝固裂纹和液化裂纹)的典型特征、形成位置和条件。从枝晶生长、元素偏析、强化相析出、固态相变和残余应力应变等角度,系统综述了热裂纹的形成机理和热裂纹敏感性影响因素。... 详细信息

针对沉淀强化镍基高温合金中的裂纹现象,对比了2类热裂纹(即凝固裂纹和液化裂纹)的典型特征、形成位置和条件。从枝晶生长、元素偏析、强化相析出、固态相变和残余应力应变等角度,系统综述了热裂纹的形成机理和热裂纹敏感性影响因素。在此基础上,从合金成分调控、工艺参数优化、基板预热以及热等静压处理等方面,概述了增材制造高温合金热裂纹调控和抑制的主要措施。最后,针对激光增材制造沉淀强化镍基高温合金热裂纹研究中存在的问题,提出了进一步研究和发展的建议,为实现无裂纹镍基高温合金的增材制造提供了参考。

关键词：激光增材制造沉淀强化镍基高温合金开裂机理热裂纹敏感性裂纹抑制

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粉末床熔融式增材制造钛合金研究进展及应用

中国有色金属学报 2024年

作者：毛雅梅赵秦阳耿纪华刘燮陈永楠张凤英徐义库宋绪丁赵永庆长安大学材料科学与工程学院长安大学工程机械学院西北有色金属研究院

钛及其合金的粉末床（PBF）熔融式增材制造技术因具有定制制造、成本节约和时间优化等优势，在航空以及生物医学领域备受关注。但在PBF制造钛合金时，多种因素如热导率低，热积累、氧化敏感性及快速冷却引起的热应力共同导致成形件缺陷... 详细信息

钛及其合金的粉末床（PBF）熔融式增材制造技术因具有定制制造、成本节约和时间优化等优势，在航空以及生物医学领域备受关注。但在PBF制造钛合金时，多种因素如热导率低，热积累、氧化敏感性及快速冷却引起的热应力共同导致成形件缺陷、组织差异、性能不稳定与质量参差不齐等问题。因此，本文通过调研PBF技术中的激光粉末床熔融（Laser powder bed fusion， L-PBF）和电子束粉末床熔融（Electron beam powder bed fusion， EB-PBF）技术原理；讨论PBF增材制造钛合金微观组织特征、力学性能、耐腐蚀性能、耐磨损性能与生物相容性的特点；同时，聚焦成形过程中的缺陷形成机理及影响，提出缺陷消除方法；最后，展望两种技术的未来发展方向，旨在为促进创新钛合金增材制造提供新的研究思路。

关键词：钛合金增材制造粉末床熔融微观组织性能缺陷应用

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片状钛酸钾镁对摩擦材料性能的影响

材料导报 2022年第8期36卷 83-87页

作者：房尚龙宋绪丁陈克文段亚萍长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室西安710064 中国建材检验认证集团咸阳有限公司陕西咸阳712021

钛酸钾晶须已被广泛用作刹车片的增强材料,但纤维状的钛酸钾晶须在生产过程中极易飘散,被人体吸入后会造成严重的健康损害。因此,探寻更加环保的钛酸钾晶须的替代材料具有十分重要的意义。本工作以片状钛酸钾镁替代钛酸钾晶须,并进行了... 详细信息

钛酸钾晶须已被广泛用作刹车片的增强材料,但纤维状的钛酸钾晶须在生产过程中极易飘散,被人体吸入后会造成严重的健康损害。因此,探寻更加环保的钛酸钾晶须的替代材料具有十分重要的意义。本工作以片状钛酸钾镁替代钛酸钾晶须,并进行了其含量对摩擦材料的力学性能和摩擦磨损性能影响的试验研究。试验结果表明:随着片状钛酸钾镁含量的增加,材料的冲击韧性下降,但都大于0.45 J/cm^(2),洛氏硬度保持在80HRM左右,满足了摩擦材料的力学性能要求;当钛酸钾镁含量为14%(质量分数,下同)时,摩擦表面能形成稳定的摩擦膜,100~350℃时其摩擦系数保持在0.35~0.48,材料的总磨损率为0.54×10^(-7)cm^(3)/(N·m),此时材料的摩擦磨损性能最佳。随着片状钛酸钾镁含量的增加,材料的热衰退率显著下降,明显优于钛酸钾晶须增强的摩擦材料,因此片状钛酸钾镁可以完全代替钛酸钾晶须成为更加环保的增强材料。

关键词：摩擦材料钛酸钾晶须钛酸钾镁磨损率热衰退率

基于等效结构应力法的挖掘机工作装置疲劳寿命评估

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华南理工大学学报（自然科学版） 2022年第8期50卷 62-70页

作者：曹蕾蕾王留涛王严郭城臣宋绪丁长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室陕西西安710064

挖掘机工作装置为大型焊接件,因在作业过程中承受各种复杂载荷而易在焊缝处发生疲劳破坏,其疲劳强度直接关系着整机的使用寿命和性能。为了更有效地对焊缝处的疲劳寿命进行评估,文中基于等效结构应力法提出一种挖掘机工作装置焊缝疲劳... 详细信息

挖掘机工作装置为大型焊接件,因在作业过程中承受各种复杂载荷而易在焊缝处发生疲劳破坏,其疲劳强度直接关系着整机的使用寿命和性能。为了更有效地对焊缝处的疲劳寿命进行评估,文中基于等效结构应力法提出一种挖掘机工作装置焊缝疲劳寿命评估方法,即基于焊线上的节点力和节点力矩对网格不敏感的结构应力进行计算,通过把不同接头形式、板厚、加载模式的焊接接头统一起来的主S-N曲线,并结合疲劳累计损伤准则进行疲劳寿命评估。通过建立包括焊缝细节的工作装置动臂、斗杆的有限元模型,利用等效结构应力法对动臂、斗杆上的6条关键焊缝进行疲劳寿命评估,并与疲劳台架试验和其他分析方法进行对比分析。结果表明:采用名义应力法得到的动臂和斗杆的疲劳寿命评估结果与疲劳试验值的偏差分别为9.2%和14.2%,采用热点应力法得到的疲劳寿命评估结果与疲劳试验值的偏差分别为24.4%和23.4%,采用等效结构应力法得到的疲劳寿命评估结果与疲劳试验值的偏差分别为6.6%和9.5%,因此与名义应力法和热点应力法相比,等效结构应力法的评估结果与疲劳试验结果最为接近,名义应力法的评估结果偏于危险,热点应力法的评估结果偏于保守,说明等效结构应力法对于挖掘机工作装置的疲劳寿命评估是十分有效和可靠的。文中方法可为其他焊接结构的疲劳寿命评估提供思路。

关键词：挖掘机工作装置等效结构应力法焊接结构疲劳寿命评估

基于载荷谱的装载机驱动桥轮边减速器齿轮接触疲劳寿命分析

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机械强度 2023年第5期45卷 1242-1248页

作者：杨思源宋绪丁张雷长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室西安710064

针对装载机在服役期间驱动桥轮边减速器齿轮的接触疲劳问题,对其进行了疲劳寿命评估。在Hypermesh中建立了轮边减速器太阳轮与行星轮的有限元模型,依据疲劳加载载荷谱在Ansys Workbench中对其进行静力学与瞬态动力学求解。基于静力学与... 详细信息

针对装载机在服役期间驱动桥轮边减速器齿轮的接触疲劳问题,对其进行了疲劳寿命评估。在Hypermesh中建立了轮边减速器太阳轮与行星轮的有限元模型,依据疲劳加载载荷谱在Ansys Workbench中对其进行静力学与瞬态动力学求解。基于静力学与瞬态动力学在Ncode环境中进行了疲劳寿命计算,将基于有限元的疲劳寿命计算结果与台架实验结果进行对比。结果表明,在各级载荷下,瞬态动力学计算出的接触应力均大于静力学的计算结果。基于瞬态动力学的疲劳寿命为47417 h,与实验结果更为接近,与两次台架实验结果的相对误差分别为9.32%和15.14%。分析结果对装载机驱动桥齿轮系统的优化与其疲劳寿命评估提供了参考和依据。

关键词：装载机轮边减速器齿轮接触疲劳寿命

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变速箱中间轴焊接结构多轴疲劳寿命分析方法

中国机械工程 2023年第13期34卷 1605-1610,1627页

作者：曹蕾蕾康凡军郭城臣宋绪丁吕文彻长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室西安710064 陕西法士特齿轮有限公司陕西省齿轮传动重点实验室西安710119

重载车辆传动系统具有大速比、大扭矩的特点,其变速箱中间轴焊接结构承受复杂工作载荷,焊缝处易发生多轴疲劳破坏。为了更准确有效地对中间轴焊接结构的疲劳寿命进行评估,基于多轴结构应力法提出一种重载车辆变速箱中间轴焊接结构疲劳... 详细信息

重载车辆传动系统具有大速比、大扭矩的特点,其变速箱中间轴焊接结构承受复杂工作载荷,焊缝处易发生多轴疲劳破坏。为了更准确有效地对中间轴焊接结构的疲劳寿命进行评估,基于多轴结构应力法提出一种重载车辆变速箱中间轴焊接结构疲劳寿命分析方法,即建立含有焊缝细节的中间轴焊接结构有限元模型,求解得到焊缝危险点处的结构应力分量时间历程,并在结构应力平面上合成载荷路径,求得非比例加载路径的等效应力范围,最后结合主S-N曲线确定焊接结构的疲劳寿命。采用该方法分别对中间轴焊接结构的焊根、焊趾部位进行疲劳寿命分析并与疲劳台架试验结果进行对比,结果表明:分析得到的疲劳破坏位置和寿命值与疲劳台架试验结果均有良好的一致性,且焊根与焊趾寿命分析结果间的差异与已有文献多轴疲劳试验数据相一致,说明采用多轴结构应力法对变速箱中间轴焊接结构的疲劳寿命评估是可靠的。

关键词：变速箱中间轴焊接结构多轴疲劳多轴结构应力法非比例载荷路径

模糊层次分析法在高校智能办公椅设计评价中的应用

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包装工程 2023年第6期44卷 144-150页

作者：梁佳宋绪丁朱武威长安大学工程机械学院西安710064 长安大学兴华学院西安710064

目的探讨影响高校智能办公椅的设计因素,对其性能的优劣进行科学评价,帮助高校采购符合上班族和科研人员心理需求的办公家具产品。方法结合智能办公椅的现有研究状况,通过访谈调研和问卷调查法等方法,建立包含5项一级指标、17项二级指... 详细信息

目的探讨影响高校智能办公椅的设计因素,对其性能的优劣进行科学评价,帮助高校采购符合上班族和科研人员心理需求的办公家具产品。方法结合智能办公椅的现有研究状况,通过访谈调研和问卷调查法等方法,建立包含5项一级指标、17项二级指标的设计评价模型;采用层次分析法,确定出各项指标的平均权重系数,并进行相应的分析;结合模糊综合评价构建智能办公椅的评价因素集,计算出指标评价值,并对产品和指标分别进行整体和分类评价。结果通过实例分析,表明该方法能够有效地评价高校智能办公椅的性能和设计因素,具有较强的指导性。结论运用模糊层次分析法,将智能办公椅设计中定性的多因素模糊问题进行定量计算,并对产品进行全面综合评价,为高校智能办公椅的采购与设计方案改进,提供了一定的参考价值。

关键词：高校智能办公椅指标体系层次分析法模糊综合评价设计评价

基于Kano模型的高校智能会议室功能需求与设计研究

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家具与室内装饰 2022年第4期29卷 86-91页

作者：梁佳宋绪丁华尧长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室陕西西安710064

在教育信息化2.0时代背景下,针对高校智慧校园的建设要求,研究探索智能会议室的内涵与功能需求,帮助高校规划设计出符合师生心理需求的室内交流空间。本文通过实地调研和查阅文献法,确定高校智能会议室4个维度、29项功能需求内容,采用K... 详细信息

在教育信息化2.0时代背景下,针对高校智慧校园的建设要求,研究探索智能会议室的内涵与功能需求,帮助高校规划设计出符合师生心理需求的室内交流空间。本文通过实地调研和查阅文献法,确定高校智能会议室4个维度、29项功能需求内容,采用Kano模型方法对智能会议室的用户需求满意度进行分析,得出功能需求中必备型需求8项、期望型需求9项、魅力型需求10项、无差异型需求1项和反向型需求1项;再计算满意度系数SI和不满意系数DSI,并分别对同一维度下和相同功能需求类型指标进行优先级排序。在科学分析用户功能需求重要度的基础上,提出智能会议室的设计规划方案,为高校师生提供一个满意的交流空间,也为其它智能空间的设计提供理论指导和参考。

关键词：高校智能会议室功能需求 Kano模型设计研究