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镀铬钢/EAA塑料复合带界面结构及连接机制

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热加工工艺 2024年第2期53卷 68-72,77页

作者：邹鑫陈科王敏陆雪萍丁平上海交通大学上海市激光制造与材料改性重点实验室上海200240 上海网讯新材料科技股份有限公司上海201109

针对面向5G通信光缆应用的钢塑复合带界面结构和连接机制开展研究,利用接触角测量仪、白光干涉仪对镀铬钢原始表面性能进行分析。结果表明,镀铬钢表面具有一定的润湿性和粗糙度;同时利用扫描和透射电子显微镜对复合带的横截面进行微观表... 详细信息

针对面向5G通信光缆应用的钢塑复合带界面结构和连接机制开展研究,利用接触角测量仪、白光干涉仪对镀铬钢原始表面性能进行分析。结果表明,镀铬钢表面具有一定的润湿性和粗糙度;同时利用扫描和透射电子显微镜对复合带的横截面进行微观表征,结果表明镀铬钢与乙烯丙烯酸(EAA)塑料薄膜之间通过金属氧化层实现连接紧密,并形成微观机械咬合。此外,利用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱等对剥离测试之后的镀铬钢表面进行表征,进一步分析发现,镀铬钢表面铬的氧化层与EAA中的羰基反应生成-C-O-Cr化学键。综上所述,微观机械咬合和化学键合是钢塑复合带界面的重要连接机制。

关键词：钢塑复合带连接机制机械咬合化学键合

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选区激光熔化成形铝合金材料体系研究进展

中国有色金属学报 2024年第1期34卷 1-24页

作者：朱浩文刘文才蒋志达陶新苗吴国华李俊锋上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心上海200240 上海云铸三维科技有限公司上海201306

铝合金是工业生产中运用最为广泛的金属材料,高比强度、良好的耐蚀性使其适用于生产各种复杂结构件。选区激光熔化技术不仅具有定制化成形能力,高加工精度与短生产周期也可大幅推进铝合金构件的成形与应用。本文介绍了近年来选区激光熔... 详细信息

铝合金是工业生产中运用最为广泛的金属材料,高比强度、良好的耐蚀性使其适用于生产各种复杂结构件。选区激光熔化技术不仅具有定制化成形能力,高加工精度与短生产周期也可大幅推进铝合金构件的成形与应用。本文介绍了近年来选区激光熔化铝合金的研究进展,简述了选区激光熔化技术所生产铝合金的工艺缺陷及形成机理,聚焦于不同合金的组织演变和力学性能,着重分析不同合金体系下元素对微观形貌的影响及强化效应。针对选区激光熔化铝合金的应用现状与存在壁垒,指出实现普及的关键在于通过成分设计实现成形性能与力学性能的平衡。

关键词：选区激光熔化增材制造铝合金材料体系

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时空视角下的动态多目标进化算法研究综述

控制与决策 2024年第1期39卷 1-16页

作者：范勤勤李盟黄文焘姜庆超上海海事大学物流研究中心上海201306 上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240 华东理工大学能源化工过程智能制造教育部重点实验室上海200237

现实中的多目标优化问题会随着时间或环境的变化而发生改变,因此在全周期优化过程中,环境变化检测和算法响应是求解动态多目标优化问题的两大关键步骤,为此重点对动态多目标进化算法方面的研究进行总结.为有效求解动态多目标优化问题,... 详细信息

现实中的多目标优化问题会随着时间或环境的变化而发生改变,因此在全周期优化过程中,环境变化检测和算法响应是求解动态多目标优化问题的两大关键步骤,为此重点对动态多目标进化算法方面的研究进行总结.为有效求解动态多目标优化问题,大量追踪性能优良的动态多目标进化算法在近20年里被提出,但是很少有文献从时空角度对已有研究进行分析和报道,鉴于此,从该视角对动态多目标进化算法研究进行综述.首先介绍动态多目标优化的基本概念、问题和性能指标;然后从时空视角对近5年提出的动态多目标进化算法研究进行分别介绍;最后列出目前动态多目标进化算法方面研究存在的一些挑战,并对未来研究进行展望.

关键词：进化计算动态多目标优化全周期优化时变空变

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直升机减速器机匣碳纤维轻量化设计与验证

机械传动 2024年第5期48卷 138-144页

作者：严岳胜王继崇蔡智杰尹红灵彭雄奇中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002 上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

采用碳纤维复合材料替代铸铝合金材料对某直升机减速器主承力机匣进行了轻量化设计。在保留原设计硬点条件和满足结构强度/刚度条件下,实现机匣减重达21.8%。通过热模压制造了等比例的四分之一碳纤维机匣,对机匣进行了静力加载和疲劳测... 详细信息

采用碳纤维复合材料替代铸铝合金材料对某直升机减速器主承力机匣进行了轻量化设计。在保留原设计硬点条件和满足结构强度/刚度条件下,实现机匣减重达21.8%。通过热模压制造了等比例的四分之一碳纤维机匣,对机匣进行了静力加载和疲劳测试。结果表明,碳纤维机匣在1.5倍设计载荷下静力测试未破坏,设计载荷下疲劳测试循环次数达到2万多,满足设计要求,从而验证了直升机减速器主承力机匣碳纤维轻量化的可行性。

关键词：复合材料机匣碳纤维轻量化设计有限元分析

航天铝合金表面脉冲激光毛化工艺及其胶接性能

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中国表面工程 2024年第3期37卷 67-77页

作者：冯杰才李诚王星姜梦杜长林徐聪聪章易镰田应仲上海大学机电工程与自动化学院上海200444 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001 上海航天动力技术研究所上海201100

传统的铝合金表面处理技术存在污染环境、损伤铝合金基体和加工质量不一致等问题。激光束能量精确可控,可在保证满足工业生产要求的前提下减少对环境的污染,且易于实现自动化。航空发动机制造过程中需要采用金属-粘接剂-金属连接,为提... 详细信息

传统的铝合金表面处理技术存在污染环境、损伤铝合金基体和加工质量不一致等问题。激光束能量精确可控,可在保证满足工业生产要求的前提下减少对环境的污染,且易于实现自动化。航空发动机制造过程中需要采用金属-粘接剂-金属连接,为提高其胶接强度需要对金属进行表面毛化处理。通过在LY12CZ铝合金表面进行纳秒激光毛化,探讨纳秒激光脉冲能量、脉冲频率、脉冲宽度等工艺参数对微孔直径、深度、分布形式等形貌的影响规律,并分析铝合金表面激光烧蚀微孔成形机理及其胶接性能的强化机制。研究表明,当脉冲能量增大时,微坑深度和孔径逐渐增加。当脉冲宽度在20~120 ns时增大或脉冲频率在10~90k Hz时增大,会导致孔径和孔深增大。当脉冲宽度大于120ns时增大,孔深会减少,孔径会缓慢上升后缓慢减小。当脉冲频率大于70 kHz时增大,孔深和孔径会增大。熔融物在Marangoni对流作用下形成火山口状表面微结构。微孔直径较大、深度较深,微孔间距较密集且微孔外部形状呈现火山状的微结构利于胶接剂的渗入,形成“钉扎”作用,可提高铝合金胶接剪切强度至16.77 MPa,满足工业生产要求的10 MPa,推荐的工艺参数是激光脉冲能量为1.8 mJ、脉冲频率为70 kHz、脉宽为240 ns、烧蚀次数为5次、微孔间距为100μm。研究结果可为LY12CZ铝合金表面高质量的纳秒激光毛化提供参考。

关键词：激光材料加工铝合金工艺参数胶接形貌

13Cr15Ni4Mo3N半奥氏体沉淀硬化不锈钢连续冷却过程中的相变动力学

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材料热处理学报 2024年第4期45卷 184-196页

作者：寻丹罗俊鹏张浩胡可李克张梅顾剑锋李传维中国航发南方工业有限公司湖南株洲412002 上海交通大学材料科学与工程学院上海200240 上海市激光制造与材料改性重点实验室上海200240

采用淬火相变膨胀仪研究了13Cr15Ni4Mo3N半奥氏体沉淀硬化不锈钢连续冷却过程的相变动力学行为。用改进的K-M方程准确描述了马氏体相变量与温度的关系。结果表明:实验钢的特征温度Ac1和Ac3分别为600和720℃;1040℃奥氏体化后以任意冷速... 详细信息

采用淬火相变膨胀仪研究了13Cr15Ni4Mo3N半奥氏体沉淀硬化不锈钢连续冷却过程的相变动力学行为。用改进的K-M方程准确描述了马氏体相变量与温度的关系。结果表明:实验钢的特征温度Ac1和Ac3分别为600和720℃;1040℃奥氏体化后以任意冷速冷却仅发生马氏体相变,冷速为100℃/s时测得的马氏体相变开始温度Ms为99℃,相变结束温度Mf为-75℃。在冷速≥1℃/s时,晶格膨胀法和杠杆法计算得到的马氏体相变量结果相近,而冷速<1℃/s时,晶格膨胀法计算得到的马氏体转变量大于杠杆法计算得到的马氏体转变量。在相变动力学参数α取值0.03258时,K-M方程可简单方便地描述实验钢的马氏体相变动力学过程,但对相变初期的转变量预测精度较低;改进的K-M方程在考虑α随温度变化时,可较准确地预测马氏体转变量。

关键词： 13Cr15Ni4Mo3N 沉淀硬化不锈钢连续冷却相变动力学 K-M方程

中红外Fe:ZnSe连续及温度调谐激光性能研究

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中国激光 2024年

作者：沈吉冯飞马杰刘鹏王俊覃治鹏谢国强沈德元唐定远北京跟踪与通信技术研究所深圳技术大学未来技术学院上海交通大学激光等离子体教育部重点实验室江苏师范大学江苏省先进激光材料与器件重点实验室

宽带可调谐中红外光源在生物医疗、环境监测等众多领域具有广泛的应用前景。本文报道了利用自制的Er:Y2O3陶瓷激光器端面泵浦Fe:ZnSe晶体,实现连续及基于温度调控的3～5μm波段中红外调谐激光输出。在103 K低温制冷条件下,获得了平均功... 详细信息

宽带可调谐中红外光源在生物医疗、环境监测等众多领域具有广泛的应用前景。本文报道了利用自制的Er:Y2O3陶瓷激光器端面泵浦Fe:ZnSe晶体,实现连续及基于温度调控的3～5μm波段中红外调谐激光输出。在103 K低温制冷条件下,获得了平均功率352 mW、中心波长4170 nm的连续中红外激光;进一步研究了基于温度调控的Fe:ZnSe激光器光谱调谐性能,成功实现了383 nm (4170～4553 nm)带宽的连续调谐中红外激光输出。

关键词：固体激光器中红外激光器 Fe:ZnSe 可调谐激光器

连续变形柔性连杆鱼尾推进机构设计与运动静力分析

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机械设计与研究 2024年第3期40卷 64-69,74页

作者：刘嘉乐陈根良王皓上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

针对现有水下仿生推进机构结构复杂、运动生硬、柔性不足、效率较低的问题,本文提出了一种新型鱼尾结构,通过弹性板的连续变形来模拟鱼尾的体干波曲线,差动驱动产生鱼尾往复摆动。该构型由两个变截面弹性板和尾鳍刚性平台组成,通过双侧... 详细信息

针对现有水下仿生推进机构结构复杂、运动生硬、柔性不足、效率较低的问题,本文提出了一种新型鱼尾结构,通过弹性板的连续变形来模拟鱼尾的体干波曲线,差动驱动产生鱼尾往复摆动。该构型由两个变截面弹性板和尾鳍刚性平台组成,通过双侧直线驱动产生大尺度变形,在机构的末端产生类似于真实鱼类尾鳍的运动。针对该方案建立运动静力模型,用于模拟和计算不同驱动输入下尾部的位姿和驱动力,采用主轴分解法建立的协调连续变形模型,将弹性梁大变形问题转化串联机构静力学问题,进而通过梯度迭代法可以快速而准确地对运动静力模型进行求解。解析模型的建立为连续变形柔性鱼尾的运动控制提供了依据,实验验证了该方法的可行性。

关键词：仿生鱼水下推进柔性机构主轴分解法

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基于双层可展单元的空间伸展臂设计与分析

机械设计与研究 2024年第2期40卷 32-39页

作者：周宇陈卫星赵现朝高峰上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

空间伸展臂广泛应用于航空航天领域。现有空间伸展臂的可展单元构型设计相对单一,所以提出了一种基于双层可展单元的空间伸展臂,设计制造空间伸展臂实物样机。通过多项式响应面法,建立起双层可展单元的基频代理模型。分析单元基频、折... 详细信息

空间伸展臂广泛应用于航空航天领域。现有空间伸展臂的可展单元构型设计相对单一,所以提出了一种基于双层可展单元的空间伸展臂,设计制造空间伸展臂实物样机。通过多项式响应面法,建立起双层可展单元的基频代理模型。分析单元基频、折展比与单元基本结构参数之间的关系,得到了单元基频图谱和折展比图谱。通过Simscape进行伸展臂展开运动仿真,得到了伸展臂展开过程的运动特性和驱动特性,并通过伸展臂的地面展开试验进行验证。通过ANSYS进行伸展臂展开后的模态仿真和拉压、弯曲、扭转载荷下的静力学仿真,发现侧面拉索可以有效提升伸展臂的基频和静力学刚度。

关键词：空间伸展臂双层可展单元基频动力学仿真地面展开试验