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激光除漆对铝合金基材表面质量的影响

表面技术 2024年第3期53卷 200-209页

作者：李强赵子铭刘伟军卞宏友王蔚王慧儒沈阳工业大学沈阳110870

目的研究激光除漆后对铝合金基材表面阳极氧化膜的损伤情况。方法采用纳秒脉冲激光器对涂覆复合漆层的2A12铝合金表面进行激光清洗试验。采用超景深显微镜对清洗后表面形貌与横截面进行观察,利用扫描电子显微镜与能谱仪观察清洗后的微... 详细信息

目的研究激光除漆后对铝合金基材表面阳极氧化膜的损伤情况。方法采用纳秒脉冲激光器对涂覆复合漆层的2A12铝合金表面进行激光清洗试验。采用超景深显微镜对清洗后表面形貌与横截面进行观察,利用扫描电子显微镜与能谱仪观察清洗后的微观形貌,并利用维氏硬度计对表面显微硬度进行检测。结果选择合适的激光参数能够完全除去复合漆层,当激光功率过高或激光扫描速度较低时,会发生过度清洗现象,清洗后表面的阳极氧化膜层发生损伤,甚至被去除的情况。在激光功率为450、400 W,扫描速度为4.5 mm/s时,清洗后表面的阳极氧化膜层发生破损;在激光功率为450、400 W,扫描速度为4 mm/s时,清洗后表面的阳极氧化膜层已经被去除。在激光功率为500 W,扫描速度为5.5 mm/s,与激光功率为450 W,扫描速度为5 mm/s时,完全去除复合漆层后的阳极氧化膜层表面的平均维氏硬度分别约为211HV与242HV,在工艺参数为450 W、4.5 mm/s时,表面平均维氏硬度约为168HV。结论在激光除漆的过程中,采用合适的激光工艺参数彻底去除漆层后,铝合金表面阳极氧化膜层的显微硬度并未受到影响。在发生过度清洗时,铝合金表面的阳极氧化膜层会发生烧蚀损伤以及弹性振动剥离。

关键词：脉冲激光铝合金激光除漆阳极氧化膜表面损伤表面硬度

基于声发射与关键帧选择的LSP表面硬度监测

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表面技术 2022年第11期51卷 35-44页

作者：都正尧张志芬秦锐李耿温广瑞何卫锋西安交通大学西安710049 空军工程大学西安710038

目的提高激光冲击强化(Laser Shock Peening,LSP)表面硬度的在线检测能力,探究声发射信号关键帧对LSP表面硬度分类识别性能的影响。方法在LSP处理期间声发射弹性波(Acoustic Emission,AE)具有与材料内部晶格位错和塑性变形密切相关的动... 详细信息

目的提高激光冲击强化(Laser Shock Peening,LSP)表面硬度的在线检测能力,探究声发射信号关键帧对LSP表面硬度分类识别性能的影响。方法在LSP处理期间声发射弹性波(Acoustic Emission,AE)具有与材料内部晶格位错和塑性变形密切相关的动态信息,是激光冲击强化在线监测的一种极具潜力的手段。但其高采样频率导致大量的实时计算,对在线监测技术的工业应用提出了巨大的挑战。为解决这一问题,提出了注意力权重统计方法获取激光冲击强化过程中声发射信号的关键帧。结果四通道传感器各自的关键帧信号长度相比原始信号的有效长度均大幅度减少,最大可减少83.74%,相比原始数据每一轮测试(350个冲击样本),最大可减少57.37%的测试时间。关键帧信号的模型识别准确率最高可达到97.04%,相比原始数据集提升了2.93%。结论与原始声发射信号相比,关键帧信号得到了更高的测试准确率,同时有效地减少了数据量。基于关键帧数据集的最高准确率和最短测试时间,评价了4种不同传感器中信号采集的最佳传感器,其结果可作为LSP质量监测领域的参考。

关键词：表面硬度激光冲击强化声发射关键帧 LSTM

脉冲磁场对TC4钛合金表面硬度及微观组织的影响

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金属热处理 2023年第6期48卷 41-46页

作者：陈梦浩王哲峰韩劲贺瑞军张旺峰郭嘉琪孔令利倪志铭中国航发北京航空材料研究院北京100095 沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室辽宁沈阳110136

为强化TC4钛合金的表面硬度,采用脉冲磁场及铜片驱动的方法,对TC4钛合金板材进行了不同电压和冲击次数的试验,并利用显微硬度计、光学显微镜、有限元模拟对试验结果进行分析。结果表明,脉冲磁场冲击能明显提升TC4钛合金板的表面硬度,处... 详细信息

为强化TC4钛合金的表面硬度,采用脉冲磁场及铜片驱动的方法,对TC4钛合金板材进行了不同电压和冲击次数的试验,并利用显微硬度计、光学显微镜、有限元模拟对试验结果进行分析。结果表明,脉冲磁场冲击能明显提升TC4钛合金板的表面硬度,处理后硬度最高值为376.9 HV0.1,提升率达10.9%,并促进了β相细小均匀分布;另外在一定范围内,高能、多次冲击均是提升TC4钛合金板材表面硬度的有效途径。

关键词：脉冲磁场处理 TC4钛合金合金表面强化表面硬度微观组织

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生物高分子聚合物生态固沙效果初探

岩土工程学报 2024年

作者：童小东慈祥孙任运东南大学土木工程学院上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室

沙漠化治理是一个全球性的难题。相较于传统的沙漠固沙技术，作为环境友好型固化材料的生物高分子聚合物，不仅能有效胶结沙漠砂以抵抗风蚀作用，还能提高沙漠砂的促生性能以促进植物生长，最终达到利用植被实现永久固沙的效果。基于前... 详细信息

沙漠化治理是一个全球性的难题。相较于传统的沙漠固沙技术，作为环境友好型固化材料的生物高分子聚合物，不仅能有效胶结沙漠砂以抵抗风蚀作用，还能提高沙漠砂的促生性能以促进植物生长，最终达到利用植被实现永久固沙的效果。基于前述设想，本文通过表面硬度试验、保水性能试验和植物生长试验研究了黄原胶（XG）、瓜尔胶（GG）以及二者的等质量混合胶（MG）生态固沙的效果。表面硬度试验表明生物高分子聚合物能有效胶结沙漠砂颗粒，质量分数为0.1%的XG、GG和MG溶液分别将沙漠砂的表面压力强度提高了9.4、5.3和8.0倍；保水性能试验表明生物高分子聚合物对沙漠砂保水性能的提升效果随溶液质量分数的增大而增大，且40℃高温养护条件下，生物高分子聚合物促生性能的比较结果为：XG>MG>GG；植物生长试验表明，在室内条件下，生物高分子聚合物能缩短植物出苗时间、提高植物的出苗率和幼苗高度，明显提高沙漠砂的促生性能。本文的研究初步表明，采用生物高分子聚合物实现生态固沙具备理论上的可行性。

关键词：生物高分子聚合物生态固沙表面硬度保水性能

基于NSDBO算法的超声振动挤压工艺参数优化

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锻压技术 2024年第6期 134-140页

作者：贾海利孙锐天津职业技术师范大学机械工程学院

为获得表面硬度和残余应力的最优组合，采用超声振动挤压工艺对304不锈钢工件进行正交实验，获取了加工数据；利用PSO-SVR算法和线性回归方法分别建立了表面硬度和残余应力的预测模型；采用NSDBO算法对加工参数（主轴转速、进给速度、... 详细信息

为获得表面硬度和残余应力的最优组合，采用超声振动挤压工艺对304不锈钢工件进行正交实验，获取了加工数据；利用PSO-SVR算法和线性回归方法分别建立了表面硬度和残余应力的预测模型；采用NSDBO算法对加工参数（主轴转速、进给速度、超声功率及静挤压量）进行了多目标优化设计；最后，对求解获得的工艺参数组合进行实验并验证了其有效性。结果表明，主轴转速为115～347 r·min-1、进给速度为0.056～0.130 mm·r-1、静挤压量为49.8～71.7μm、超声功率为20.155～32.206 W时，可获得表面硬度和残余应力之间的最佳平衡，此时残余应力为-373.175～-487.436 MPa、表面硬度为10.837～15.689 HRS。上述方法不仅可获得最优加工参数组合、提升表面性能和寿命，同时可以缩短实验周期、降低成本，提高加工效率，也为超声振动挤压加工技术在航空航天及其他工业领域中的应用提供了理论基础和实验支持。

关键词：超声振动挤压加工表面硬度残余应力 NSDBO算法预测模型多目标优化

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超声辅助激光抛光氧化锆陶瓷试验研究

激光与光电子学进展 2024年

作者：周展望周后明赵振宇王超曾俊勇湘潭大学机械工程与力学学院深圳大学机电与控制工程学院

为了研究超声振动物理场对激光抛光的辅助作用，并且分析超声振幅和激光参数对氧化锆陶瓷表面粗糙度的影响。本文基于响应曲面试验设计，以表面粗糙度为优化目标，利用脉冲激光器对氧化锆陶瓷进行抛光处理，研究了抛光后材料的表面粗糙... 详细信息

为了研究超声振动物理场对激光抛光的辅助作用，并且分析超声振幅和激光参数对氧化锆陶瓷表面粗糙度的影响。本文基于响应曲面试验设计，以表面粗糙度为优化目标，利用脉冲激光器对氧化锆陶瓷进行抛光处理，研究了抛光后材料的表面粗糙度、硬度、摩擦磨损系数以及表面元素的变化。结果表明：超声辅助激光抛光氧化锆陶瓷的最佳工艺参数为激光功率P=75.9W，脉冲频率f=3.28kHz，扫描速度v=345mm/s、超声振幅A=25%，振动频率为19.42kHz。采用脉冲激光器抛光，可将表面粗糙度从2.479μm降低至0.595μm，采用超声振动物理场辅助激光抛光，粗糙度进一步降低至0.477μm，总降低率达80.7%。同时超声振动作用会使重熔层产生残余压应力，且超声辅助激光抛光所产生的竖向裂纹宽度要略窄于激光抛光所产生的竖向裂纹宽度。相比于激光抛光表面，超声辅助激光抛光表面硬度略有提高，但表面元素含量几乎没有太大变化。

关键词：超声辅助响应曲面氧化锆表面粗糙度激光抛光表面硬度

42CrMo钢超声滚挤压表面硬度有限元分析及参数优化

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锻压技术 2023年第3期48卷 152-158页

作者：王排岗王晓强王浩杰曹丽茹河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 机械装备先进制造河南省协同创新中心河南洛阳471003

为了提高42CrMo钢零件的耐腐蚀性和抗疲劳性,基于ABAQUS建立了超声滚挤压有限元仿真模型,通过单因素试验和响应曲面法,分析了工艺参数对42CrMo钢表面硬度的作用规律和影响程度,同时对所建立的二阶响应曲面模型进行了显著性检验和工艺参... 详细信息

为了提高42CrMo钢零件的耐腐蚀性和抗疲劳性,基于ABAQUS建立了超声滚挤压有限元仿真模型,通过单因素试验和响应曲面法,分析了工艺参数对42CrMo钢表面硬度的作用规律和影响程度,同时对所建立的二阶响应曲面模型进行了显著性检验和工艺参数优化。结果表明,42CrMo钢的表面硬度随转速和进给速度的提高呈现先增加后下降的趋势,随着振幅和静压力的增大而增大。由响应曲面分析可知,振幅对表面硬度的影响最大,优化得到最优工艺参数组合为:转速为418 r·min^(-1)、进给速度为15 mm·min^(-1)、振幅为25μm、静压力为600 N。对优化结果进行超声滚挤压试验,将仿真优化结果和试验结果进行对比,误差在5%以内,验证了超声滚挤压仿真模拟对42CrMo钢的表面硬度进行预测的可行性。

关键词：超声滚挤压 42CrMo钢表面硬度本构模型有限元分析

精氨酸改性Clinpro^(TM)窝沟封闭剂对其性能的影响

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实用口腔医学杂志 2024年第2期40卷 193-197页

作者：王瑜张云阳邢向辉南京大学医学院附属口腔医院南京市口腔医院南京大学口腔医学研究所210008 南京大学现代分析中心

目的:将精氨酸添加到Clinpro^(TM)窝沟封闭剂中进行改性,比较改性对窝沟封闭剂性能的影响。方法:配制出精氨酸浓度分别为3%、5%、10%的窝沟封闭剂(Arg3组、Arg5组、Arg10组),比较不同窝沟封闭剂的表面硬度、聚合转化率、界面微渗漏。扫... 详细信息

目的:将精氨酸添加到Clinpro^(TM)窝沟封闭剂中进行改性,比较改性对窝沟封闭剂性能的影响。方法:配制出精氨酸浓度分别为3%、5%、10%的窝沟封闭剂(Arg3组、Arg5组、Arg10组),比较不同窝沟封闭剂的表面硬度、聚合转化率、界面微渗漏。扫描电镜观察固化后窝沟封闭剂的形貌。用液相色谱质谱法测定不同时间点窝沟封闭剂中精氨酸的释放情况。结果:各组窝沟封闭剂的表面硬度、聚合转化率没有显著性差异。Arg10组的界面渗漏率明显高于其他组(P<0.05),其余各组间无明显差异。扫描电镜观察精氨酸改性后的窝沟封闭剂均有不同程度的离子团聚现象。在24 h内的各个时间段Arg5组比Arg3组释放的精氨酸量要多,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:添加5%精氨酸不会影响Clinpro^(TM)窝沟封闭剂的性能及界面微渗漏,Arg5组具有好的精氨酸释放能力。

关键词：精氨酸窝沟封闭剂表面硬度聚合转化微渗漏

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列车车轮钢表面硬度的微磁定量检测方法

实验力学 2023年第4期38卷 425-434页

作者：张猛刘秀成王建国何存富北京工业大学材料与制造学部北京100124 太原重工轨道交通设备有限公司山西太原030001

多功能微磁检测技术在铁磁性材料力学性能的无损表征中具有良好的应用前景。本文研究该技术对CL65、ER7车轮钢表面硬度的无损检测能力。首先,利用变异系数分析方法评价了多功能微磁仪器对车轮钢微磁参量的重复检测性能;其次,开展了标定... 详细信息

多功能微磁检测技术在铁磁性材料力学性能的无损表征中具有良好的应用前景。本文研究该技术对CL65、ER7车轮钢表面硬度的无损检测能力。首先,利用变异系数分析方法评价了多功能微磁仪器对车轮钢微磁参量的重复检测性能;其次,开展了标定实验,基于斯皮尔曼秩相关系数分析了微磁参量对车轮钢表面硬度的单调表征能力;最后,通过融合多项磁参量,建立了基于BP神经网络的车轮钢表面硬度的微磁定量预测模型。外部校验结果显示,BP神经网络模型对CL65、ER7车轮钢表面硬度的预测平均误差分别约为0.59%和1.22%。

关键词：车轮钢微磁检测表面硬度 BP神经网络