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热等静压温度对选区激光熔化成形TA15裂纹扩展速率的影响

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粉末冶金工业 2024年第05期 67-73页

作者：胡家齐董定平谢隋杰蔡小叶慈世伟程宗辉国营芜湖机械厂

实验采用热等静压处理工艺作为选区激光熔化成形TA15钛合金试样的后处理手段，研究了不同热等静压温度对试样组织、硬度、裂纹扩展速率的影响规律。热等静压温度为900～980℃时，组织为多层级针状（条状）α组织，且随温度升高，针状（... 详细信息

实验采用热等静压处理工艺作为选区激光熔化成形TA15钛合金试样的后处理手段，研究了不同热等静压温度对试样组织、硬度、裂纹扩展速率的影响规律。热等静压温度为900～980℃时，组织为多层级针状（条状）α组织，且随温度升高，针状（条状）α组织逐渐粗化，初级α相尺寸为60～66μm，宽度由2.35μm增加至5.62μm，材料硬度由35.8HRC降低至31.9HRC。热等静压温度为1 020℃，越过了α→β相变温度，形成魏氏组织，硬度为32.2HRC。当应力强度因子范围ΔK处于20～50 MPa·m1/2，不同热等静压工艺处理后试样的裂纹扩展速率趋于一致，受组织影响较小。当应力强度因子范围ΔK<20 MPa·m1/2，随热等静压处理温度升高，试样裂纹扩展速率逐渐降低，多层级针状（条状）α组织的粗化将增强对裂纹的偏转作用，阻碍裂纹扩展。热等静压温度为1 020℃形成的魏氏组织具有最低的裂纹扩展速率，不同位向的α集束利于使疲劳裂纹改变扩展方向，增大裂纹扩展路径长度，降低裂纹扩展速率。综上，较高温度热等静压处理后形成的粗化的多层级条状α组织或魏氏组织具有较低的裂纹扩展速率，但材料的硬度相对较低。

关键词：热等静压处理选区激光熔化显微组织洛氏硬度裂纹扩展速率

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冷喷涂纯铝涂层硫酸阳极氧化层腐蚀行为研究

粉末冶金工业 2024年第4期 95-100页

作者：代雪婷南健司永礼胡家齐宋圣强国营芜湖机械厂

为探究冷喷涂纯铝涂层硫酸阳极氧化层的防腐蚀效果，实验在两种不同孔隙率涂层表面制备硫酸阳极氧化层。通过SEM、EDS、中性盐雾试验和电化学试验，评价其组织、化学成分、耐蚀性能。结果显示，低孔隙率（0.8%）涂层虽因比表面积大，阳... 详细信息

为探究冷喷涂纯铝涂层硫酸阳极氧化层的防腐蚀效果，实验在两种不同孔隙率涂层表面制备硫酸阳极氧化层。通过SEM、EDS、中性盐雾试验和电化学试验，评价其组织、化学成分、耐蚀性能。结果显示，低孔隙率（0.8%）涂层虽因比表面积大，阳极氧化层厚度略低，但阳极氧化层致密度高，可形成致密钝化膜阻止材料进一步腐蚀。而高孔隙率（1.5%）涂层表面开放孔洞较多，机械加工过程进一步破坏了涂层表面连续性，电镀槽液沿涂层表面的孔洞渗入涂层组织内部，使涂层内部也发生了阳极氧化反应，破坏了涂层组织结构，使得涂层组织局部出现大于20μm的孔洞，未能形成致密钝化层。因此，高孔隙（1.5%）涂层钝化区窄，且维钝电流密度随着钝化电位增加而增大。与铝合金基底材料相比，涂层阳极氧化层的自腐蚀电流密度和维钝电流密度更高，其耐腐蚀性能劣于基体，且随着孔隙率增大呈下降趋势。但涂层阳极氧化层仍可耐受336 h中性盐雾腐蚀，满足飞机金属零件的防腐要求。为使涂层硫酸阳极氧化层具有和基体相近的耐蚀性能，并保证涂层致密度，建议尽可能减小涂层孔隙率。

关键词：冷喷涂纯铝涂层孔隙率硫酸阳极氧化腐蚀行为

激光功率与曝光时间对选区激光熔化TC11钛合金组织与力学性能的影响

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粉末冶金工业 2024年第3期34卷 79-84页

作者：程宗辉白兵蔡小叶胡家齐董定平国营芜湖机械厂安徽芜湖241007

采用选区激光熔化技术成形TC11钛合金试样,研究了激光功率(220~260 W)和曝光时间(45~55μs)对试样组织和力学性能的影响。结果表明,激光功率与曝光时间主要影响成形过程中的激光功率密度,从而造成组织、力学性能差异:当激光功率密度增加... 详细信息

采用选区激光熔化技术成形TC11钛合金试样,研究了激光功率(220~260 W)和曝光时间(45~55μs)对试样组织和力学性能的影响。结果表明,激光功率与曝光时间主要影响成形过程中的激光功率密度,从而造成组织、力学性能差异:当激光功率密度增加时,液态停留时间相对较长和冷却速率相对较低,柱状晶尺寸相对粗大,马氏体板条尺寸增加;当曝光时间为50μs、激光功率增加到260 W时,SLM成形试样的显微硬度增加至437 HV0.3,抗拉强度增加至1 463 MPa,而断后伸长率降至6.0%;当激光功率为200 W、曝光时间增加到55μs时,SLM成形试样的显微硬度增加至404.2 HV0.3,抗拉强度增加至1 446 MPa,而断后伸长率降至4.8%。当激光功率为220 W、曝光时间为50μs时,可获得强度和塑性匹配较佳的TC11钛合金,其抗拉强度和断后伸长率分别为1 345 MPa和10.6%。

关键词：选区激光熔化 TC11钛合金激光功率曝光时间显微组织力学性能

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基于恒压控制模式镀锡工艺研究

电镀与精饰 2024年第3期46卷 84-88页

作者：胡杨李柱祥胡水莲国营芜湖机械厂安徽芜湖241007

目前,航空产品镀锡通常采用恒流控制模式生产,此模式下,产品出入槽需立即更改电流,在连续生产方面存在一定局限性。为降低产品镀锡加工控制难度,提升生产效率,通过探究电流密度、电压、加工面积之间关联关系,进行相关性能验证,形成基于... 详细信息

目前,航空产品镀锡通常采用恒流控制模式生产,此模式下,产品出入槽需立即更改电流,在连续生产方面存在一定局限性。为降低产品镀锡加工控制难度,提升生产效率,通过探究电流密度、电压、加工面积之间关联关系,进行相关性能验证,形成基于恒压控制模式镀锡工艺,该工艺适用于27dm^(2)及以下加工面积零件的恒压镀锡生产。

关键词：电镀恒压碱性镀锡电流密度

轮廓扫描速度对SLM成形TC1钛合金侧面质量的影响

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粉末冶金工业 2024年第2期34卷 44-48页

作者：胡家齐董定平慈世伟蔡小叶谢隋杰程宗辉国营芜湖机械厂安徽芜湖241000

采用选区激光熔化(Selective laser melting,SLM)工艺以不同的轮廓扫描速度制备了TC1钛合金样品,测定了样品的侧面粗糙度,观察了样品侧面近表面缺陷特征并测试了其显微硬度。结果表明:随轮廓扫描速度的增加,样品的侧面粗糙度Ra由8.09μ... 详细信息

采用选区激光熔化(Selective laser melting,SLM)工艺以不同的轮廓扫描速度制备了TC1钛合金样品,测定了样品的侧面粗糙度,观察了样品侧面近表面缺陷特征并测试了其显微硬度。结果表明:随轮廓扫描速度的增加,样品的侧面粗糙度Ra由8.09μm提升至12.27μm,这主要是由于球化与表面粘附的部分熔化粉末导致的。当轮廓扫描速度较慢时(300 mm/s),产生匙孔效应,近表面形成了大量气孔缺陷。当轮廓扫描速度较高时(900 mm/s),能量密度较低,近表面区域形成了未熔合缺陷。此外,低的轮廓扫描速度使能量密度增加,轮廓区熔池冷却速度减小,从而使近表面区域的硬度降低。高的轮廓扫描速度有助于降低近表面区域硬度的损失。

关键词：轮廓扫描速度表面粗糙度气孔未熔合显微硬度

基于VARI工艺的碳纤维复合材料快速修理飞机铝合金裂纹的研究

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材料导报 2024年第6期38卷 205-210页

作者：汪愿孙运刚符彬刘文浩宣善勇刘鹏国营芜湖机械厂安徽芜湖241007 安徽省航空复合材料维修工程技术研究中心安徽芜湖241007

考虑到飞机战伤抢修需求,在现有的复合材料胶接修理基础上提出了一种基于真空辅助树脂灌注(VARI)工艺的金属裂纹快速修理方法,通过静力拉伸和疲劳实验将VARI修理工艺与传统湿法胶接修理工艺、机械补强修理工艺进行对比,获得了不同修理... 详细信息

考虑到飞机战伤抢修需求,在现有的复合材料胶接修理基础上提出了一种基于真空辅助树脂灌注(VARI)工艺的金属裂纹快速修理方法,通过静力拉伸和疲劳实验将VARI修理工艺与传统湿法胶接修理工艺、机械补强修理工艺进行对比,获得了不同修理工艺下实验件的静强度恢复率、疲劳寿命、修理时间及比静拉伸强度恢复率,借助有限元分析法深入研究了VARI修理件的损伤过程,并以比静拉伸强度恢复率为指标,利用Design Expert软件进一步优化了修理补片参数。结果表明:在三种修理工艺中,VARI修理工艺效果最佳,采用VARI修理的实验件静强度能恢复至完好实验件的90.3%,疲劳寿命相比未修理实验件增长了31.4倍;与传统湿法胶接修理相比,采用VARI修理可将修理时间缩短60.2%;与机械补强修理相比,采用VARI修理可将实验件增重降低53.5%,比静拉伸强度恢复率提高146.6%;对于长度为20 mm的裂纹,补片长度60 mm、宽度64.8 mm、铺层数目四层(即补片厚度1 mm)为最优补片参数。

关键词：飞机铝合金裂纹真空辅助树脂灌注修理疲劳寿命比静拉伸强度恢复率有限元模拟

美感与情感:美学视角下的个体交互感知机制研究

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现代情报 2024年第1期44卷 57-70页

作者：孙浩东柯青庾海媛曹韵秋南京大学信息管理学院江苏南京210023 国营芜湖机械厂安徽芜湖241000

[目的/意义]美学因素对用户情感体验有重要的影响作用,情感则是驱动用户交互行为的重要因素,为探讨美感和情感之间的关系,分析美学视角下的个体交互感知机制。[方法/过程]本文基于SOR理论构建了“界面美学—人体机理—美学感知”的研究... 详细信息

[目的/意义]美学因素对用户情感体验有重要的影响作用,情感则是驱动用户交互行为的重要因素,为探讨美感和情感之间的关系,分析美学视角下的个体交互感知机制。[方法/过程]本文基于SOR理论构建了“界面美学—人体机理—美学感知”的研究模型,设计了不同审美能力被试浏览不同美学水平网页界面的眼动实验。参与实验的30名被试通过梅尔美术测试区分出了高审美组和低审美组,均浏览经权威网站投票甄选出的高美学水平和低美学水平网页,眼动追踪设备会记录他们的眼动行为,同时实验中还通过情感量表、美学量表和半结构化访谈采集用户的主观感知数据。[结果/结论]统计分析发现,两组被试间的总注视时长、注视点个数和平均注视时间存在显著差异,界面美学水平显著影响被试的视觉认知加工、情感效价和美学感知;高审美组被试对美学感知更加灵敏,两组被试对界面的情感倾向较为一致,被试审美能力对界面美学感知存在调节作用,个体机理对界面美学感知存在部分中介效应。本研究丰富了人机交互过程中美感与情感关系的相关知识,为提升交互界面美学设计和情感体验提供参考。

关键词：美学情感效价眼动追踪审美能力认知

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飞机外翼对接位姿拟合粒子群优化方法

南京航空航天大学学报 2024年第3期56卷 504-515页

作者：郭海利安鲁陵洪文杰许绝舞南京航空航天大学机电学院南京210016 国营芜湖机械厂芜湖241007

引入了一种基于特征点约束的飞机外翼对接位姿拟合粒子群优化方法,用于解决外翼对接时位姿拟合误差大的问题,以提高外翼对接精度。首先,通过建立外翼对接时的空间坐标系,分析外翼作为移动部件时位姿拟合误差产生的原因以及减小误差的关... 详细信息

引入了一种基于特征点约束的飞机外翼对接位姿拟合粒子群优化方法,用于解决外翼对接时位姿拟合误差大的问题,以提高外翼对接精度。首先,通过建立外翼对接时的空间坐标系,分析外翼作为移动部件时位姿拟合误差产生的原因以及减小误差的关键点。然后,使用最小二乘法解算位姿调整参数,通过对特征点约束条件的分析,建立合适的目标函数建立数学模型。再次,引入粒子群算法对位姿调整参数进行优化解算,提高参数精度,从而减小了位姿拟合误差。最后实验验证了本文方法的可行性和有效性。

关键词：外翼对接位姿调整参数位姿拟合特征约束粒子群

复杂载荷下复合材料螺栓连接预紧力松弛试验研究

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航空制造技术 2024年第9期67卷 98-105页

作者：魏嘉兵邹礼洋杨浩然贲强袁大鹏国营芜湖机械厂芜湖241000 南京航空航天大学南京210016

本研究基于疲劳试验机,自主设计了复杂载荷螺栓松动试验装置。在不同的试验参数下开展了复杂载荷作用下螺栓连接结构松弛行为试验,系统地研究振动幅值、载荷类型对复杂载荷下螺栓连接结构松弛行为的影响。通过获取螺栓连接的实时残余夹... 详细信息

本研究基于疲劳试验机,自主设计了复杂载荷螺栓松动试验装置。在不同的试验参数下开展了复杂载荷作用下螺栓连接结构松弛行为试验,系统地研究振动幅值、载荷类型对复杂载荷下螺栓连接结构松弛行为的影响。通过获取螺栓连接的实时残余夹紧力和螺栓螺母相对旋转角度,并结合光学显微镜分析复合材料板表面损伤形貌,进一步揭示复合材料螺栓连接松动机理。主要结论如下:当载荷幅值越大,螺栓连接残余夹紧力下降的值越大,连接结构越容易发生松弛行为;轴向幅值增大会导致复合材料板孔周位置损伤加重,横向幅值增大则会导致复合材料板板面磨损加重;复杂载荷的载荷类型对连接结构松弛行为会产生明显影响,与静拉伸载荷相比,振动载荷对螺栓连接残余夹紧力的影响更大。

关键词：复杂载荷螺栓连接螺栓松弛复合材料夹紧力复合材料损伤