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阳极氧化后某2A12铝合金零件表面缺陷的成因

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腐蚀与防护 2024年第2期45卷 114-118页

作者：陈莉武英英许恒庭刘维丽孙官杰上海航天精密机械研究所上海201600

阳极氧化后某2A12铝合金零件膜层异常发亮、存在表面缺陷。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪等分析技术,研究了阳极氧化后零件膜层颜色异常,显现出线条状缺陷的原因。结果表明:该铝合金基体存在富铜偏析相和夹杂相... 详细信息

阳极氧化后某2A12铝合金零件膜层异常发亮、存在表面缺陷。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪等分析技术,研究了阳极氧化后零件膜层颜色异常,显现出线条状缺陷的原因。结果表明:该铝合金基体存在富铜偏析相和夹杂相,在阳极氧化过程中,基体中的偏析相优先溶解,杂质相不被氧化,导致阳极氧化膜不均匀,膜层局部区域出现孔洞和夹杂物。

关键词： 2A12铝合金阳极氧化偏析相夹杂

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燃气透平轮缘密封流动特性和气动性能

西安交通大学学报 2024年第5期58卷 111-123页

作者：赵欣悦雷隆李志刚李军西安交通大学叶轮机械研究所西安710049

轮缘密封是二次空气系统的重要组成部分,能有效抑制燃气入侵盘腔,但过量的封严冷气进入主流会显著影响透平气动性能。采用数值求解三维非定常雷诺时均纳维斯托克斯(URANS)方程组和剪切应力传输(SST)k-ω湍流模型的方法研究了燃气透平轮... 详细信息

轮缘密封是二次空气系统的重要组成部分,能有效抑制燃气入侵盘腔,但过量的封严冷气进入主流会显著影响透平气动性能。采用数值求解三维非定常雷诺时均纳维斯托克斯(URANS)方程组和剪切应力传输(SST)k-ω湍流模型的方法研究了燃气透平轮缘密封流动特性和气动性能。数值模拟得到的轮缘密封封严效率与实验数据吻合良好,验证了数值计算方法的可靠性。研究了3种封严冷气量下的透平轮缘密封的封严效率和气动性能,分析了透平静动盘腔的流场结构和燃气入侵与冷气出流特性。仿真结果表明:在所研究的3种封严冷气流量下,轮缘密封内腔完全封严,较小的封严冷气流量能使末级透平轮缘密封达到较高封严效率;在最小冷气流量时外腔动盘面平均封严效率比静盘面高4.4%。对于末级透平,主流周向压力不均匀分布导致的外环诱导入侵占主导,且动叶前缘附近压力场对燃气入侵的影响大于静叶尾迹压力场。封严冷气质量流量比每增大1.0%,透平级总总效率降低约1.0%,相对动盘壁面封严效率的影响,封严冷气流量对动叶气动性能的影响更大;出流冷气的流动方向相对主流在切向上滞后,使掺混气流以负攻角冲击动叶吸力面前缘,吸力面前缘压力增大。该工作可为轮缘密封流动特性及其对透平级气动性能影响的研究提供参考。

关键词：燃气透平轮缘密封燃气入侵气动性能

基于CCBFE-RCNN模型的焊缝X射线图像缺陷识别算法

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焊接学报 2024年

作者：戴铮刘骁佳潘泉西北工业大学上海航天精密机械研究所

焊接成形技术广泛应用于工业生产过程中，X射线检测方式是保证焊缝质量可靠性的常用手段.针对X射线图像人工评定过程中存在劳动强度大、检测效率低等问题，提出一种基于Cascade-RCNN网络改进的多尺度目标检测网络CCBFE-RCNN模型，采用... 详细信息

焊接成形技术广泛应用于工业生产过程中，X射线检测方式是保证焊缝质量可靠性的常用手段.针对X射线图像人工评定过程中存在劳动强度大、检测效率低等问题，提出一种基于Cascade-RCNN网络改进的多尺度目标检测网络CCBFE-RCNN模型，采用合并卷积层结构和FPN特征金字塔网络提升模型特征提取的尺度范围，使用BFE特征批量消除网络避免过拟合问题，同时对损失函数进行改进，通过构建熔焊焊缝X射线图像数据集进行模型测试.结果表明，CCBFE-RCNN缺陷检测模型全类别召回率均值、全类别精确率均值为93.09%和91.92%，与Cascade-RCNN网络模型相比平均召回率提升5.16%，平均精确率提升5.27%，可为焊缝缺陷智能化识别提供算法支撑.

关键词：缺陷识别合并卷积损失函数召回率精确率

基于ProCAST的异型舱体低压铸造工艺优化

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特种铸造及有色合金 2024年第7期44卷 992-994页

作者：王堃刘颖卓姚斐陈舸邹文兵上海航天精密机械研究所上海201600

针对某型号异型舱体铸件的结构特点和铸造难点,设计了低压浇注工艺方案,使用Pro CAST软件对铸件充型以及凝固过程进行模拟。对缩松、缩孔缺陷进行了原因分析,经工艺优化,通过增加U型部位和Y型支架部位冷铁厚度,避免了缩松、缩孔缺陷的产... 详细信息

针对某型号异型舱体铸件的结构特点和铸造难点,设计了低压浇注工艺方案,使用Pro CAST软件对铸件充型以及凝固过程进行模拟。对缩松、缩孔缺陷进行了原因分析,经工艺优化,通过增加U型部位和Y型支架部位冷铁厚度,避免了缩松、缩孔缺陷的产生,实现了舱体的铸造成形,使舱体达到了I类铸件要求。

关键词：异型舱体低压铸造仿真模拟缺陷控制

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掺杂Li^(+)的NaGdF_(4)∶Yb^(3+)/Eu^(3+)上转换发光增强及防伪应用

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 497-503页

作者：王翀任仲翾李冬冬佘江波西安邮电大学电子工程学院陕西西安710121 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室陕西西安710119

稀土发光材料由于其良好的上转换发光性能已经逐渐成为荧光防伪领域的研究热点。首先采用水热法合成了一系列不同Li^(+)掺杂浓度的NaGdF_(4)∶Yb^(3+)/Eu^(3+)晶体,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、上转换发射光谱测试等表征... 详细信息

稀土发光材料由于其良好的上转换发光性能已经逐渐成为荧光防伪领域的研究热点。首先采用水热法合成了一系列不同Li^(+)掺杂浓度的NaGdF_(4)∶Yb^(3+)/Eu^(3+)晶体,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、上转换发射光谱测试等表征方法,对样品的形貌、尺寸和上转换发光性能进行了分析,并选择发光强度和效果最好的晶体应用于防伪识别。实验结果表明,NaGdF_(4)∶Yb^(3+)/Eu^(3+)/Li^(+)的XRD衍射图谱与标准六方相NaGdF4的衍射峰一致,衍射峰尖锐且没有杂峰,证明合成了高纯度高结晶度的NaGdF4∶Yb^(3+)/Eu^(3+)/Li^(+)晶体。晶体的SEM图可以看出生成的样品为纯六方相,分布均匀,无团聚现象。共掺Yb^(3+)/Eu^(3+)/Li^(+)对晶体的结构、形貌、尺寸几乎没有影响。从上转换发射光谱可以看出,15 mol%Li^(+)掺杂的NaGdF4∶Yb^(3+)/Eu^(3+)晶体绿色发光强度是未掺杂Li^(+)的样品的6倍。考察了980 nm激光器的功率变化对未掺杂Li^(+)以及掺杂15 mol%Li^(+)样品的上转换发光性能的影响,发现随着激发功率从0.8 W增加到2.2 W的过程中,上转换发光强度逐渐增强。拟合后得到样品上转换过程中的所需光子数n值接近于2,为双光子发光过程。对NaGdF4∶Yb/Eu/Li进行了荧光寿命测试,5D_(1)能级的荧光寿命是未掺杂的1.4倍。最后,将形貌均匀、发光强度强的NaGdF_(4)∶0.2Yb/0.02Eu/0.15Li制成防伪油墨,通过丝网印刷技术在纸张、玻璃、塑料等材料上印刷荧光防伪图案。在980 nm激光的泵浦下,防伪图案发出明亮的绿光。在自然环境下,纸张上的防伪图案有很好的隐蔽性。图案中的“safe”字样长度为5.5 mm,字母间距为0.5 mm,在980 nm激光的泵浦下,仍然可以分辨清楚。将印制有防伪图案的塑料暴露在室外自然环境下一个月,图案没有明显改变。表明NaGdF_(4)∶0.2Yb/0.02Eu/0.15Li制成的防伪图案分辨率高,易于识别,受环境影响小,在防伪识别方面具有良好的应用前景。

关键词：上转换发光稀土掺杂荧光光谱防伪识别丝网印刷

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并联结构轴系回转误差建模及装配优化

中国光学（中英文） 2024年第3期17卷 586-594页

作者：董一鸣江波李翔宇谢友金吕涛阮萍中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安710119 中国科学院大学北京100049 中国科学院空间精密测量技术重点实验室陕西西安710119

为提高光电经纬仪等二维转台的轴系运动精度,本文基于雅可比旋量理论建立了一种可考虑零件结构误差及其耦合放大效应的数学模型。针对“一端固定、一端游动”的轴系结构,提出了局部并联结构的分析方法。通过数值仿真分析,获得了各零件... 详细信息

为提高光电经纬仪等二维转台的轴系运动精度,本文基于雅可比旋量理论建立了一种可考虑零件结构误差及其耦合放大效应的数学模型。针对“一端固定、一端游动”的轴系结构,提出了局部并联结构的分析方法。通过数值仿真分析,获得了各零件结构误差对轴系运动精度的影响以及最优的轴系装配方案。光学口径为650 mm的光电经纬仪的装调结果表明:装配优化后的轴系运动精度较优化前提高了32.1%。所构造的轴系运动精度模型及优化方法为指导光电经纬仪等二维转台的轴系装调以及公差设计提供了一定的理论根据。

关键词：光学测量二维转台轴系运动模型光电经纬仪装配优化

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星载二维转台U型架结构轻量化与优化设计

中国光学（中英文） 2024年第4期17卷 896-908页

作者：魏钰轩王振宇李治国黄乐弘杨凯马玉宝中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安710119 中国科学院大学北京100049 中国科学院空间精密测量技术重点实验室陕西西安710119

星载二维转台是空间相机等光电设备的主要承载机构,U型架是转台的关键支撑部件。为了对星载二维转台U型架进行结构优化与轻量化设计,研制高承载比和轻量化的星载二维转台,本文设计了一种用于星载二维转台的碳纤维复合材料U型架。首先,... 详细信息

星载二维转台是空间相机等光电设备的主要承载机构,U型架是转台的关键支撑部件。为了对星载二维转台U型架进行结构优化与轻量化设计,研制高承载比和轻量化的星载二维转台,本文设计了一种用于星载二维转台的碳纤维复合材料U型架。首先,利用碳纤维复合材料代替钛合金材料,结合考虑工艺性,设计了一种变截面管状结构U型架。接着,按照基于铺层工艺的有限元建模方法对碳纤维U型架进行有限元建模与仿真分析。然后,试制U型架样机并通过模态试验验证有限元模型的准确性。最后,提出一种理论分析法、遗传算法、有限元法相结合的三级优化方法对碳纤维U型架铺层角度、铺层厚度与铺层顺序进行优化设计。结果表明:模态试验与仿真得到的U型架振型完全一致,频率相差在5%以内。初始设计的碳纤维U型架比钛合金U型架质量减少了45.7%,通过对复合材料铺层的优化设计,使U型架质量进一步减少了13.8%,固有频率提升了10.14%。本文所采用的复合材料建模与优化方法正确,设计的碳纤维U型架满足星载二维转台轻量化设计需求。

关键词：结构优化设计轻量化设计碳纤维复合材料有限元分析星载二维转台遗传算法

基于改进神经网络和Fluent的气液固技术的内表面处理

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吉林大学学报（工学版） 2024年第6期54卷 1537-1547页

作者：李光保高栋路勇平昊周愿愿上海航天精密机械研究所上海201600 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

针对目前航空、航天工件内孔表面有凸起毛刺且不容易去除的问题,提出一种气液固多相流技术方法。基于Fluent数值分析对多相流下的不同气体压力、水流速度和磨粒浓度参数进行流体仿真,得到影响加工的近壁区内表面处的磨粒速度、相对压力... 详细信息

针对目前航空、航天工件内孔表面有凸起毛刺且不容易去除的问题,提出一种气液固多相流技术方法。基于Fluent数值分析对多相流下的不同气体压力、水流速度和磨粒浓度参数进行流体仿真,得到影响加工的近壁区内表面处的磨粒速度、相对压力及磨粒体积分数参数,采用MATLAB软件利用BP神经网络对各参数进行拟合,通过BP预测模型再运用PSO(粒子群算法)在支配解集中求解满足约束数学模型的气液固三相流最优输入值,基于最优输入值搭建试验平台并设计L9(33)正交试验对工件内表面进行加工,最后通过白光干涉仪测量加工前后的内孔表面精度,验证了仿真最优参数与试验加工最优参数的一致性,运用最优参数值下的气液固流体对工件内表面加工,经测量显示,内表面精度提高了75%,满足航空航天工件的应用要求。

关键词：机械制造工艺与设备气液固技术流体仿真神经网络粒子群算法正交试验

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星载望远镜消光材料积分散射特性测试研究（英文）

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光电工程 2024年第2期 60-70页

作者：刘巍李朝辉毛振赵建科朱辉魏紫薇刘勇尹云飞中国科学院西安光学精密机械研究所中国科学院大学

在散射理论的基础上，介绍了一种星载望远镜消光材料积分散射特性测试装置，实现对星载望远镜消光材料散射特性更为全面的测量。对积分散射理论、系统构造、系统性能进行了阐述。对系统进行建模仿真分析，得到结论：消光材料的散射特性... 详细信息

在散射理论的基础上，介绍了一种星载望远镜消光材料积分散射特性测试装置，实现对星载望远镜消光材料散射特性更为全面的测量。对积分散射理论、系统构造、系统性能进行了阐述。对系统进行建模仿真分析，得到结论：消光材料的散射特性在不同点位和入射角下存在明显差异，系统能够测量多种条件下消光材料的散射特性，并得到消光材料全面的散射特性分布。研究结果为根据消光材料特性进行针对性设计提供了更全面、更准确的散射特性分布，为杂散光的测量与抑制、高性能光学仪器的研制与装调以及计算光学等领域的研究提供了参考。为空间引力波探测星载望远镜系统的材料选型、特性研究、杂散光分析与抑制提供了基础。

关键词：空间引力波探测星载望远镜散射分布高精度测量