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二级柔性减振系统设计及力学性能分析

振动．测试与诊断 2024年第3期44卷 494-501,618页

作者：石先杰郭卓涛黄舟周春辉任志英中国工程物理研究院总体工程研究所绵阳621999 福州大学机械工程及自动化学院福州350116

为解决二级减振引起个别仪器振动的局部放大、使得力学环境不能满足运行要求的问题,首先,针对金属橡胶双层减振系统,充分考虑安装板的柔性刚度,建立了刚柔复合的二级减振系统模型;其次,基于目标频率对二级减振的频率响应函数进行系统的... 详细信息

为解决二级减振引起个别仪器振动的局部放大、使得力学环境不能满足运行要求的问题,首先,针对金属橡胶双层减振系统,充分考虑安装板的柔性刚度,建立了刚柔复合的二级减振系统模型;其次,基于目标频率对二级减振的频率响应函数进行系统的刚度解耦,实现了减振器刚度的求解,并应用有限元进行随机振动分析,验证了刚柔复合二级减振系统理论模型的可行性;最后,利用振动台进行了试验验证。结果表明,当二级减振系统满足工程刚度需求,其一阶固有频率低于40 Hz时,减振效率可达到70%以上,试验与仿真结果基本一致。

关键词：二级柔性减振金属橡胶减振器随机振动固有频率减振效率

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钛粉末注射成形PEG/PMMA黏结剂体系的PHB改性研究

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材料工程 2024年第5期52卷 148-155页

作者：张雨萌胡可彭小敏王明辉湖南工程学院机械工程学院湖南湘潭411104 广东省科学院新材料研究所广州510650

金属注射成型(MIM)中使用水溶性聚乙二醇(PEG)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)黏结剂体系会导致大量孔洞形成,该黏结剂体系导热性差,使得零件尺寸越大,注射脱模时间越长。用聚(β-羟基丁酸酯)(PHB)作为PEG结晶抑制剂可解决上述问题。采用导热... 详细信息

金属注射成型(MIM)中使用水溶性聚乙二醇(PEG)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)黏结剂体系会导致大量孔洞形成,该黏结剂体系导热性差,使得零件尺寸越大,注射脱模时间越长。用聚(β-羟基丁酸酯)(PHB)作为PEG结晶抑制剂可解决上述问题。采用导热系数仪、DSC、流变学实验、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等,研究PHB含量对黏结剂导热系数、结晶行为、喂料流变特性、注射保压时间及生坯显微结构的影响。结果表明:PHB/PEG共混物随着PHB含量的增加,结晶温度从纯PEG的55.18℃下降至25%(质量分数,下同)PHB改性的51.4℃,熔融焓从79.5 J/g逐渐增加至107.6J/g,导热系数从0.2433 W·m^(-1)·K^(-1)适当增加至0.3469 W·m^(-1)·K^(-1),黏结剂结晶度的增加可改善其导热性能;由于PEG/PHB/PVAc三元体系中存在复杂氢键的相互作用,导致黏结剂结晶温度从未添加PHB的50.07℃降低并稳定在添加25%PHB的43.3℃;添加15%PHB后制备的喂料黏度与剪切速率符合幂律流体规律,在120℃时喂料的剪切稀化指数从未改性的0.77减小至0.62,相同注射条件下注射脱模时间从未改性的100 s缩短至50 s便可获得表面光滑无裂纹、内部孔洞少且分布均匀的钛注射生坯。

关键词：钛粉末金属注射成形(MIM) PEG/PMMA黏结剂体系 PHB改性

GCr15钢滚动轴承疲劳剥落失效过程中一种针状相的形成

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金属学报 2024年第4期60卷 425-433页

作者：程胜孙阳赵文辉栾义坤郑成武李殿中中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 沈阳工业大学机械工程学院沈阳110870

在发生表面剥落的GCr15钢滚动轴承的表面裂纹附近发现了一种针状相,利用SEM、透射Kikuchi衍射(TKD)和TEM等表征手段研究了这种针状相的微观特征,分析了这种针状相的形成机理及其与表面裂纹的相互作用。结果表明,在GCr15钢滚动轴承表面... 详细信息

在发生表面剥落的GCr15钢滚动轴承的表面裂纹附近发现了一种针状相,利用SEM、透射Kikuchi衍射(TKD)和TEM等表征手段研究了这种针状相的微观特征,分析了这种针状相的形成机理及其与表面裂纹的相互作用。结果表明,在GCr15钢滚动轴承表面诱发的裂纹附近所形成的针状相是一种特殊的马氏体退化组织。这种针状相是因局部应力作用而形成的细长条状组织,其三维形貌为薄板状,内部存在微观孔洞和等轴状纳米晶。在滚动接触疲劳过程中,表面裂纹会优先沿针状相的微观孔洞扩展,使针状相的形成与表面裂纹的扩展相互促进,加速了轴承表面疲劳剥落的发生。

关键词： GCr15钢滚动接触疲劳表面裂纹针状相

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整体叶盘叶片加工补偿策略及实验研究

表面技术 2024年第3期53卷 39-46页

作者：李响巩亚东赵吉宾丁明祥东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110016

目的降低航天发动机整体叶盘的加工误差,实现产品高精度化。方法建立整体叶盘叶片加工变形量全局分布有限元模型,考虑补偿加工时刀具修正量与变形误差的耦合效应,采用多次迭代法计算叶片变形补偿量;提出反向重构几何模型补偿策略,利用... 详细信息

目的降低航天发动机整体叶盘的加工误差,实现产品高精度化。方法建立整体叶盘叶片加工变形量全局分布有限元模型,考虑补偿加工时刀具修正量与变形误差的耦合效应,采用多次迭代法计算叶片变形补偿量;提出反向重构几何模型补偿策略,利用补偿量对叶片几何轮廓进行重构,重新生成包含叶片变形误差信息的刀轨程序。通过某型号航空发动机整体叶盘叶片铣削加工实验和型面精度测量实验,对变形分布预测模型及所提出的反向重构模型补偿策略进行验证。结果预测结果与实验结果有很好的吻合度,平均误差为7.96%;新的补偿策略数据嵌入方式高效,可显著降低加工过程中产生的变形误差,将成品精度控制在设计的许用公差范围以内。结论所提方法可以明显提高整体叶盘叶片铣削加工质量,可为后续磨削加工提供更高型面精度的叶片零件。

关键词：有限元变形误差补偿策略整体叶盘叶片

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国内VOCs来源、排放标准及脱除技术分析

工程热物理学报 2024年第6期45卷 1825-1837页

作者：于丹田振玉杜利军邝九杰陈劲涛苏冠宇中国科学院工程热物理研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 中国科学院工程热物理研究所煤转化国家重点实验室北京100190

作为一种典型的大气污染物,VOCs对大气环境及人体健康危害极大。VOCs的高效清洁脱除是我国生态环境保护的重大需求,也是国家十四五规划的重要内容。本文基于我国经济发展的现状,总结了国内VOCs的来源特征,国家、地方及行业的排放标准,... 详细信息

作为一种典型的大气污染物,VOCs对大气环境及人体健康危害极大。VOCs的高效清洁脱除是我国生态环境保护的重大需求,也是国家十四五规划的重要内容。本文基于我国经济发展的现状,总结了国内VOCs的来源特征,国家、地方及行业的排放标准,分析了回收法和销毁法两大类VOCs脱除技术的发展现状,提出了多方法结合的技术特征,并预测了未来VOCs脱除技术的优势发展方向。

关键词： VOCs 来源排放标准脱除技术催化氧化

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基于亚像素定位的图像边缘检测策略研究

农业机械学报 2024年第2期55卷 242-248,294页

作者：刘浩任宏赵丁选孙海超姜金辰姜瑞凯中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033 燕山大学机械工程学院秦皇岛066004

针对图像处理与计算机视觉技术中低对比度、边缘模糊图像的边缘检测问题,参考局部极值与梯度方向两种因素,并结合图像边缘方向趋势,提出了一种单像素边缘跟踪策略。相较于应用广泛的Canny算法,该跟踪策略无需设置全局阈值,实现方式更为... 详细信息

针对图像处理与计算机视觉技术中低对比度、边缘模糊图像的边缘检测问题,参考局部极值与梯度方向两种因素,并结合图像边缘方向趋势,提出了一种单像素边缘跟踪策略。相较于应用广泛的Canny算法,该跟踪策略无需设置全局阈值,实现方式更为简洁、高效;提取的图像边缘连续、平滑、完整,并有效地减少了图像边缘的冗余像素,进而提升了图像后续处理的效率;边缘跟踪方向抗干扰性强,具有较强的鲁棒性。为了减小检测的图像边缘与真实图像边缘之间的偏差、提高图像边缘检测的精度,参考边缘像素点的相邻区域灰度,以边缘像素点的梯度分布为依据对该像素点进行亚像素定位。经实验验证,经过亚像素优化的图像边缘检测策略可用于检测边缘模糊、对比度低的图像,检测的图像边缘完整、连续且平滑。该策略有效地消除了程序运算中引入的截断误差,提升了图像边缘检测精度,且适用于亮度5~100000 lx的高动态成像场景中。

关键词：图像处理边缘检测亚像素定位单像素跟踪鲁棒性高动态

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强流脉冲电子束辐照对低压等离子喷涂 MCrAlY涂层组织与性能的影响

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金属学报 2024年第4期60卷 495-508页

作者：蔡杰高杰花银群叶云霞关庆丰张小锋江苏大学先进制造与现代装备技术工程研究院镇江212013 江苏大学机械工程学院镇江212013 江苏大学材料科学与工程学院镇江212013 广东省科学院新材料研究所广州510650

为提高热障涂层黏结层高温抗氧化性能,本工作利用强流脉冲电子束(HCPEB)技术对低压等离子喷涂(LPPS)制备的NiCrAlY黏结层表面进行辐照改性处理,并揭示辐照改性效应对涂层抗氧化行为的影响。对比研究了HCPEB改性前后NiCrAlY涂层微观组织... 详细信息

为提高热障涂层黏结层高温抗氧化性能,本工作利用强流脉冲电子束(HCPEB)技术对低压等离子喷涂(LPPS)制备的NiCrAlY黏结层表面进行辐照改性处理,并揭示辐照改性效应对涂层抗氧化行为的影响。对比研究了HCPEB改性前后NiCrAlY涂层微观组织演变行为、1150℃静态氧化性能以及热生长氧化物(TGO)残余应力分布。微观分析结果表明,LPPS喷涂态涂层表面粗糙、存在较多未熔大颗粒;HCPEB改性态涂层表面平整光滑,形成厚约12μm的致密重熔层,其内部形成丰富的变形结构以及Y-Al富集纳米分散颗粒。1150℃静态氧化实验及TGO残余应力测试结果表明,喷涂态涂层氧化150 h后氧化膜出现脱落、内氧化严重,应力陡然下降。相比之下,HCPEB改性态涂层在整个氧化周期内表面氧化膜均能稳态生长,未出现剥落迹象,其TGO应力以稳定且缓慢的趋势增加。结果表明,HCPEB辐照改性技术可以有效提高MCrAlY涂层的抗高温氧化性能。

关键词：低压等离子喷涂(LPPS) 强流脉冲电子束(HCPEB) NiCrAlY涂层微观组织抗高温氧化性能

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空间长方形绳网展开动力学及多参数特性分析

北京航空航天大学学报 2024年第3期50卷 994-1004页

作者：李梦生岳帅杜忠华张庆展刘洲刘志南京理工大学机械工程学院南京210000 上海宇航系统工程研究所上海201109

空间绳网系统是一种针对空间碎片的柔性捕获系统,针对带有太阳翼的空间目标,提出一种用于捕获目标主体的长方形绳网。为分析其展开效果,建立有限元模型,通过对比地面试验结果来验证有限元模型的可靠性。建立长方形绳网的评价指标,并通... 详细信息

空间绳网系统是一种针对空间碎片的柔性捕获系统,针对带有太阳翼的空间目标,提出一种用于捕获目标主体的长方形绳网。为分析其展开效果,建立有限元模型,通过对比地面试验结果来验证有限元模型的可靠性。建立长方形绳网的评价指标,并通过各项评价指标对比不同牵拉模式、牵引绳分布圆直径及牵引体发射角度下的绳网展开特性。结果表明:仿真结果与试验结果吻合,有限元模型可靠;在八点牵拉、十点牵拉和十二点牵拉3种模式下,十点牵拉所能达到的展开效果最好;牵引绳分布圆直径增大,所能达到的最大展开面积和保形距离减小,展开距离增大;牵引体的发射角度增大,长方形绳网的最大展开面积和保形距离增大,展开距离减小。

关键词：空间碎片柔性捕获长方形绳网太阳翼多参数分析

连续纤维增强热塑性复合材料构件增材制造工艺力学及机制的多尺度模拟研究进展

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复合材料学报 2024年第9期41卷 4502-4517页

作者：燕鑫王莘儒刘思琴常保宁刘斐祝颖丹张武翔丁希仑北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京航空航天大学宁波创新研究院中国科学院宁波材料技术与工程研究所

连续纤维增强热塑性复合材料由于优异的力学和化学性能，具有广阔的应用前景。针对高性能复杂结构零件自动化制造需求，以自动铺放及连续纤维3D打印成型技术为代表的连续纤维增强热塑性复合材料的增材制造技术引起广泛关注。增材制造过... 详细信息

连续纤维增强热塑性复合材料由于优异的力学和化学性能，具有广阔的应用前景。针对高性能复杂结构零件自动化制造需求，以自动铺放及连续纤维3D打印成型技术为代表的连续纤维增强热塑性复合材料的增材制造技术引起广泛关注。增材制造过程是一个包含多尺度、多物理场的复杂过程，工艺机制尚不明确，且热塑性聚合物具有熔点高、黏度大等特性，增大了加工难度，成型工艺控制极具挑战。由于成型过程包含一系列力学问题，采用多尺度工艺力学仿真，结合理论与实验研究可以构建成型工艺参数及成型工艺质量之间的关联，为优化工艺参数设计和装备模块设计提供理论支持。多尺度模拟工艺力学及机制研究涉及到对各类复杂物理现象的理解和捕捉，算法种类繁杂，模型构建难度大，使得多尺度工艺力学建模颇具挑战性。本文总结了近年来不同尺度模拟方法在自动铺放及连续纤维3D打印等连续纤维增强热塑性复合材料工艺机制研究方面的进展，并对未来的发展方向及应用前景进行了分析和展望。

关键词：连续纤维增强热塑性复合材料增材制造工艺力学工艺机制多尺度仿真