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外转子永磁无刷直流电机电磁分析与数字控制

外转子永磁无刷直流电机电磁分析与数字控制

作者：王宝健淮阴工学院

学位级别：硕士

稀土TiN-TiAlN硬质合金刀片涂层的研究

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稀土TiN-TiAlN硬质合金刀片涂层的研究

作者：王宝健江西理工大学

学位级别：硕士

TiAlN涂层具有优良的耐高温磨损性能而且具有比TiN更高的硬度,作为耐磨涂层具有非常广阔的应用前景。本论文采用多弧离子镀技术在YT15硬质合金转位刀片上制备了TiN/TiAlN涂层,并对Al元素和稀土元素对TiAlN涂层性能的影响进行了探讨。研... 详细信息

TiAlN涂层具有优良的耐高温磨损性能而且具有比TiN更高的硬度,作为耐磨涂层具有非常广阔的应用前景。本论文采用多弧离子镀技术在YT15硬质合金转位刀片上制备了TiN/TiAlN涂层,并对Al元素和稀土元素对TiAlN涂层性能的影响进行了探讨。研究结果表明: 沉积的Til-xAlxN涂层,除(Ti,Al)N相外,还含有一定量的(Ti2,Al)N相,不同Al含量的(Ti,Al)N都具有沿(111)面的择优取向。Ti1-xAlxN涂层的硬度、结合力和切削性能都随Al含量的增加先升高后降低,这是由于涂层中Al含量的变化引起涂层的晶体结构、择优取向的变化和晶格畸变等因素造成的。在本试验中,当x=0.625时,Ti1-xAlxN涂层的硬度最高,之后硬度下降很快;当x=0.5时,Ti1-xAlxN涂层的结合力最高。添加稀土元素后,由于涂层择优取向和晶体结构的变化,TiN和TiAlN系涂层的硬度和结合力都有不同程度的提高。稀土TiN涂层硬度和结合力的提高对于沉积以TiN为打底层的TiN/TiAlN复合涂层有利,硬度的提高给表面层更有力的支撑,从而提高整体涂层的硬度和使用寿命,结合力的提高也可以延长刀片的使用寿命。涂层刀片的切削时间延长的同时,磨损程度减小。稀土元素的活性较强,加入后改善了涂层的内应力,降低了熔滴的表面张力。界面中稀土氮化物的形成也可能提高涂层结合力。SEM分析结果显示在涂层中加入Ce元素,可明显改善涂层的表面形貌,减少涂层孔隙和大液滴,提高涂层的致密性和平整度。

关键词：电弧离子镀 TiAlN涂层 TiN涂层 Al含量稀土Ce

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基于SPH方法的铸造过程的数值模拟研究

基于SPH方法的铸造过程的数值模拟研究

作者：王宝健太原理工大学

学位级别：硕士

铸造模拟技术经过不断的发展,已在实际生产中得到广泛应用。现在应用的铸造模拟软件绝大多数是基于网格法(FDM、FEM等)实现,目前一般只是单相金属液流动的计算,难以处理变形边界、运动交界面及多相流动等问题,SPH(光滑粒子流体动力学)... 详细信息

铸造模拟技术经过不断的发展,已在实际生产中得到广泛应用。现在应用的铸造模拟软件绝大多数是基于网格法(FDM、FEM等)实现,目前一般只是单相金属液流动的计算,难以处理变形边界、运动交界面及多相流动等问题,SPH(光滑粒子流体动力学)方法可以很好处理此类问题。本文针对铸造过程数值模拟采用SPH方法研究以下几个方面:首先,研究了SPH方法的基本内容,并且引用SPH方法的几种修正方式,提高计算的稳定性;针对SPH方法的边界问题,采用边界粒子带有物理属性简单而有效的修正罚函数边界。自主编写了SPH方法充型程序,对典型算例环形件的充型进行计算,计算结果与实验结果基本吻合;为铸造充型过程数值模拟SPH方法研究建立基础。其次,针对实际铸造过程中气液两相流动研究,在已有程序基础之上,建立表面张力模型程序,通过方形液滴变圆计算验证了的表面张力正确性;针对气液两相大密度差运动问题通过计算气泡上浮案例将计算结果与实验过程进行对比,验证了SPH方法计算大密度差气液两相流动可行性;将上述所建SPH方法程序应用于水底侧注方腔模拟计算,计算结果与实验结果相符,证明了SPH方法计算充型气液两相流动模拟正确性,为铸造充型过程卷气缺陷预测提供坚实基础。随后,针对SPH方法铸造过程温度场的数值模拟研究,推导了Cleary研究出的热传导方程并进行SPH离散,通过计算平壁件热传导温度值与解析解拟合,验证了SPH方法建立热传导方程的准确性;铸造凝固过程物态变化的潜热释放至关重要,针对潜热处理问题,在以上程序的基础上,加入修正温度回升法模型程序,对L型铝合金铸件进行温度场计算,将计算结果与Win-cast铸造模拟软件计算结果进行对比,两者相符,验证了SPH方法建立温度场模型正确性、准确性。最后,针对SPH方法缩孔缺陷预测研究,建立了缩孔缺陷预测模型和虚粒子模型程序将达到缩孔条件粒子转化为虚粒子;对圆柱型铸钢件进行计算,计算结果与实验室结果中缩孔位置、尺寸基本一致,验证了SPH方法缩孔缺陷预测研究的实用性、准确性。

关键词：铸造过程光滑粒子流体动力学气液两相流动铸造温度场缩孔缺陷数值模拟

第一性原理研究Al-Y合金在压力作用下的晶胞结构、力学性质、热力学性质和电子结构（英文）

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稀有金属材料与工程 2018年第5期47卷 1325-1332页

作者：牛晓峰黄志伟王涵胡磊王宝健太原理工大学材料科学与工程学院山西太原030024 太原理工大学先进镁基材料山西省重点实验室山西太原030024 中国兵器工业第五九研究所重庆400039

采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了压力对Al-Y合金的晶胞结构、力学性质、热力学性质和电子结构的影响。结果表明:晶格常数、弹性常数和弹性模量的计算结果与先前理论计算和实验结果相一致;体模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比和... 详细信息

采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了压力对Al-Y合金的晶胞结构、力学性质、热力学性质和电子结构的影响。结果表明:晶格常数、弹性常数和弹性模量的计算结果与先前理论计算和实验结果相一致;体模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比和德拜温度随压力增大而增大,而热熔则随压力的增大而减小;德拜温度按顺序逐步降低;通过Pugh准则(GB)预测出AlY和Al_3Y相是塑性材料,并随压力的增大塑性增加,而Al_2Y相是脆性材料,其脆性并未随压力增大得到改善;最后还分析了压力对AlY、Al_2Y和Al_3Y相的态密度和电荷布局的影响。

关键词：中间合金力学性质热力学性质从头计算法

时效温度对Cu-11Al-5Mn-RE阻尼合金组织与性能的影响

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金属热处理 2008年第10期33卷 30-33页

作者：陈一胜刘萍王宝健熊仕显江西理工大学材料与化学工程学院江西赣州341000

利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射分析、阻尼性能测定仪等,研究了Cu-11Al-5Mn-RE合金在不同温度时效处理后的组织形态和性能。结果表明:Cu-11Al-5Mn-RE合金200℃时效后阻尼性能最好,在400℃时效后仍具有一定的阻尼能力;该合金具有... 详细信息

利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射分析、阻尼性能测定仪等,研究了Cu-11Al-5Mn-RE合金在不同温度时效处理后的组织形态和性能。结果表明:Cu-11Al-5Mn-RE合金200℃时效后阻尼性能最好,在400℃时效后仍具有一定的阻尼能力;该合金具有较强的抗马氏体分解和抗中温时效能力。

关键词：时效温度马氏体 Cu-Al-Mn合金阻尼性能

第一性原理研究点缺陷对B2结构NiAl合金性能的影响（英文）

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稀有金属材料与工程 2018年第9期47卷 2687-2692页

作者：牛晓峰黄志伟王宝健王晨晨宋振亮太原理工大学山西太原030024 先进镁基材料山西省重点实验室山西太原030024 中国兵器工业第五九研究所重庆400039

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算分析了含点缺陷结构NiAl晶胞的形成热、形成能、点缺陷平衡浓度、力学性能、电子结构等。将NiAl与其他B2结构的金属间化合物进行对比,发现NiAl拥有更好的塑性和成键强度。根据形成热、形成能和点... 详细信息

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算分析了含点缺陷结构NiAl晶胞的形成热、形成能、点缺陷平衡浓度、力学性能、电子结构等。将NiAl与其他B2结构的金属间化合物进行对比,发现NiAl拥有更好的塑性和成键强度。根据形成热、形成能和点缺陷平衡浓度的计算结果,发现Ni反位和空位缺陷是NiAl晶胞结构中主要的点缺陷。通过Pugh(G/B_0)和Cauchy(C_(12)–C_(44))准则预测出Ni空位和反位缺陷、Al反位缺陷能够提升NiAl合金的脆性,其中Ni空位缺陷作用最明显;而Al空位缺陷能够改善NiAl合金的塑性,但在NiAl合金中的浓度很低。态密度计算结果发现NiAl合金具有良好的导电性能,Ni空位缺陷、Al空位和反位缺陷能够提升NiAl合金的稳定性。

关键词： NiAl合金点缺陷力学性能第一性原理

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论低碳经济约束下的城市发展

学术交流 2012年第3期 103-107页

作者：王宝健刘幸张雪萍黑龙江省普通高等学校地理环境遥感监测重点实验室哈尔滨150025 黑龙江省社会科学界联合会哈尔滨150001 哈尔滨师范大学哈尔滨150025

低碳经济是在全球气候变暖和未来人类面对低能世界的背景下提出来的,是我国也是世界经济社会发展的必然趋势。对国内外低碳城市的实践经验分析,揭示了我国低碳经济约束下的城市发展所面临的问题,针对我国快速城市化、能源结构不合理等... 详细信息

低碳经济是在全球气候变暖和未来人类面对低能世界的背景下提出来的,是我国也是世界经济社会发展的必然趋势。对国内外低碳城市的实践经验分析,揭示了我国低碳经济约束下的城市发展所面临的问题,针对我国快速城市化、能源结构不合理等现实问题,为建设符合人类发展理想的及适应未来低能世界的新型城市提供理论支持。为了实现我国城市的低碳经济,要优化现有能源结构,加快对新型能源、可再生能源的开发利用;降低第一产业比重,增加第二、三产业在产业结构中的比重,逐步取消高耗能、高污染行业;建立新型清洁的交通体系,倡导电动车、太阳能汽车等交通方式;设计生态的、低碳的适合人类居住的城市建筑;建立各功能区配套合理的城市景观结构,保障能量流、物质流、信息流、人口流在城市中顺利进行。

关键词：低碳经济低碳城市城市发展

超大容量熔体直纺仿棉共聚酯纤维产业化工艺优化

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纺织学报 2017年第1期38卷 17-22页

作者：李龙真徐锦龙缪国华王宝健浙江恒逸高新材料有限公司研发部浙江杭州311200

针对仿棉聚酯纤维在20万t/a熔体直纺装置上产业化的难点,对共聚酯可控聚合工艺、熔体输送过程模拟和纺丝牵伸工艺进行研究。第一酯化后添加第四单体山梨醇,终缩聚之前添加第三单体聚乙二醇,可生产性能指标满足要求且稳定的共聚酯;通过... 详细信息

针对仿棉聚酯纤维在20万t/a熔体直纺装置上产业化的难点,对共聚酯可控聚合工艺、熔体输送过程模拟和纺丝牵伸工艺进行研究。第一酯化后添加第四单体山梨醇,终缩聚之前添加第三单体聚乙二醇,可生产性能指标满足要求且稳定的共聚酯;通过熔体管道长距离输送模拟,熔体输送过程中主要调节熔体温度、熔体黏度、第一热媒温度来改变熔体黏度降、熔体温度降;纺丝过程中采用中空和十字复合喷丝板,并调节纺丝温度、冷吹风条件、卷绕速度等来控制异形度,在假捻过程中使用皮圈式假捻器等,可获得稳定、优质的共仿棉聚酯纤维。

关键词：仿棉共聚酯熔体直纺熔体输送异形度

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铸钢齿轮重力铸造数值模拟及工艺优化

铸造技术 2016年第12期37卷 2621-2623页

作者：胡磊牛晓峰王涵王宝健太原理工大学材料科学与工程学院山西太原030024 先进镁基材料山西省重点实验室山西太原030024

利用View Cast数值模拟软件对齿轮重力铸造凝固过程进行分析,对齿轮在凝固过程中可能出现的缩松、缩孔等缺陷进行预测,从而制定出工艺优化方案。研究结果表明,在齿轮的轮缘处加冒口,同时在轮缘侧面及幅板上加冷铁,可以达到消除和控制缺... 详细信息

利用View Cast数值模拟软件对齿轮重力铸造凝固过程进行分析,对齿轮在凝固过程中可能出现的缩松、缩孔等缺陷进行预测,从而制定出工艺优化方案。研究结果表明,在齿轮的轮缘处加冒口,同时在轮缘侧面及幅板上加冷铁,可以达到消除和控制缺陷的目的,最终确定合理的铸造工艺方案。

关键词： ViewCast 齿轮凝固过程缺陷