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航空用TC21钛合金变截面模锻件的显微组织和力学性能不均匀性分析

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金属学报 2024年第3期60卷 333-347页

作者：杨杰黄森森尹慧翟瑞志马英杰向伟罗恒军雷家峰杨锐中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016 中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司德阳618000

针对β锻制备的航空用TC21钛合金变截面模锻件的组织和力学性能不均匀性,采用Deform软件模拟、OM、SEM、XRD、EBSD、拉伸和示波冲击,对不同等效应变处的显微组织和力学性能进行表征,对比分析了影响拉伸和冲击及其各向异性的主要因素。... 详细信息

针对β锻制备的航空用TC21钛合金变截面模锻件的组织和力学性能不均匀性,采用Deform软件模拟、OM、SEM、XRD、EBSD、拉伸和示波冲击,对不同等效应变处的显微组织和力学性能进行表征,对比分析了影响拉伸和冲击及其各向异性的主要因素。结果表明,模锻件整体形状复杂,等效应变集中于0.75~1.20范围,应变高处流线组织明显,亚结构增多,窄截面导致冷速较快,使得初生α相含量减少以及次生α相细化,共同导致了强度升高。分析了高应变处在热变形和热处理过程中各相组成的织构演化,最终为残余β相的//LD的强织构及转变α相的{0002}2种较弱织构,从α相滑移系和β相密排面分析了强织构导致的强度各向异性。示波曲线表明冲击功主要消耗于萌生能,结合原始β晶粒排布讨论了不同取向冲击和拉伸断口的断裂模式差异,最后提出拉伸断裂模型,解释了高应变1.20处具有良好强塑性匹配的原因。

关键词： TC21钛合金模锻件等效应变织构力学性能

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发射药燃气对身管材料的烧蚀速率的计算模型

含能材料 2024年第8期32卷 848-854页

作者：袁茂博靳建伟曲永杰刘计划薛钧何昌辉赵宏立西安近代化学研究所陕西西安710065 中国兵器工业第二〇八研究所北京102202

为构建贴合实际需求的发射药烧蚀性能评价体系,设计半密闭爆发器烧蚀管实验,根据烧蚀管的几何尺寸及实验测量p-t曲线,建立了二维非稳态流动与传热模型,通过烧蚀管壁温的时空分布建立了烧蚀速率模型参数与烧蚀总量的关系。将半密闭爆发... 详细信息

为构建贴合实际需求的发射药烧蚀性能评价体系,设计半密闭爆发器烧蚀管实验,根据烧蚀管的几何尺寸及实验测量p-t曲线,建立了二维非稳态流动与传热模型,通过烧蚀管壁温的时空分布建立了烧蚀速率模型参数与烧蚀总量的关系。将半密闭爆发器烧蚀管实验的烧蚀量作为基准,采用粒子群算法对烧蚀速率模型参数进行了优化计算。结果表明:随着发射药燃气对烧蚀管冲刷时间增加,燃气与烧蚀管间的流固耦合界面温度有所降低,烧蚀管截面熔融深度的增速减缓;烧蚀管材料为45#钢,发射药为典型双基药(双芳-3)时,优化得到烧蚀速率的指前因子和表观活化能分别为0.3403 s^(-1)和134.6 kJ·mol^(-1),此时损失函数值仅为3.0×10^(-6),可推广应用于身管武器平台的烧蚀状态计算。

关键词：半密闭爆发器发射药烧蚀速率数值模拟优化

寒地粳稻在长江下游地区作双季早粳稻产量和品质表现分析

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中国农业科学 2024年第11期57卷 2114-2124页

作者：徐亚楠陶怡叶淑珍徐春梅陈松褚光王丹英欧阳由男中国水稻研究所

【目的】分析引自寒地不同积温带粳稻品种作双季早稻时产量及构成以及品质差异，为筛选适宜长江下游种植的双季早粳稻品种提供理论依据。【方法】分别于2018、2021、2022年在浙江台州（121°13′E,28°78′N）和杭州（119°94′E,30°08... 详细信息

【目的】分析引自寒地不同积温带粳稻品种作双季早稻时产量及构成以及品质差异，为筛选适宜长江下游种植的双季早粳稻品种提供理论依据。【方法】分别于2018、2021、2022年在浙江台州（121°13′E,28°78′N）和杭州（119°94′E,30°08′N）进行大田试验，分别以6、13和41个寒地粳稻品种为材料，主要来自黑龙江省第一至四积温带，以当地主栽的早籼稻品种中早39作为对照。分析寒地粳稻在南方稻区作双季早稻时产量和品质表现，并在2022年进行早粳稻品种的大田生产验证。【结果】通过提前早粳稻播期，3年的水稻收获期比当地双季早籼稻提前约0—15 d。2018年种植早粳稻品种的产量均值为6 637.77 kg·hm-2，其中空育131产量最高，为7 724.70 kg·hm-2，且在2022年的大田生产验证中产量达7 194.77 kg·hm-2；所有品种在南方作为双季早粳稻种植的垩白度、透明度、胶稠度、直链淀粉含量符合二等优质食用稻品种品质标准，但整精米率较低。2022年早粳稻的平均产量为6 630.45 kg·hm-2，排名前三的依次为：龙垦257(8 324.99kg·hm-2)>龙垦263(8 170.94 kg·hm-2)>莲稻1号(8 108.34 kg·hm-2)。与中早39相比，早粳稻有效穗数多，但每穗粒数、千粒重和结实率低，导致其产量为中早39的54.75%—93.28%。第三积温带品种因高结实率从而产量表现优于其他积温带。寒地粳稻品种间产量及构成的相关性分析结果表明，产量与有效穗数呈显著正相关，与单位面积颖花数呈极显著正相关。【结论】引自黑龙江省不同积温带的粳稻品种在长江下游作双季早稻时的生育期、产量和品质表现均验证了南方稻区种植双季早粳稻的可行性，空育131、龙垦257、龙垦263和莲稻1号可作为早粳稻进行下一步大面积示范种植。

关键词：双季早粳稻积温带有效穗数品质产量

环辛二烯氘代、开环易位聚合及其聚合物的固相催化加成

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高分子学报 2024年第6期55卷 738-749页

作者：杜杰刘孟王丽萍郭彪谭欣欣罗文华中国工程物理研究院材料研究所绵阳621907

氘(氚)代聚合物是一类很有前景的惯性约束聚变靶材料.为制备具有较多加氚位点的氘代聚合物,开展了环辛二烯的氘代及开环易位聚合实验研究.对1,5-环辛二烯反应过程中间产物组分进行分析,研究了其氘代反应机理.通过核磁共振波谱(1H-NMR、2... 详细信息

氘(氚)代聚合物是一类很有前景的惯性约束聚变靶材料.为制备具有较多加氚位点的氘代聚合物,开展了环辛二烯的氘代及开环易位聚合实验研究.对1,5-环辛二烯反应过程中间产物组分进行分析,研究了其氘代反应机理.通过核磁共振波谱(1H-NMR、2H-NMR、13C-NMR)分析,表明环辛二烯氘代后的副产物为氘代环辛烯.研究了温度、添加剂、反应时间对产物氘代率及副产物生成率的影响,获得了优化的反应条件,并制备了氘代率高达96%的氘代1,3-环辛二烯.开展了(氘代)1,3-环辛二烯的开环易位聚合实验,其中大量连续共轭双键的存在导致聚合物结晶使得其溶解性较差.在5 wt%的Pd/BaSO4与Grubbs二代催化剂的存在下,开展了聚1,3-环辛二烯、氘代1,3-环辛二烯与氘代环辛烯共聚物的固相催化加氘实验,均可加氘至接近饱和,在此过程中伴随着明显的氢同位素交换反应.发展了一种均相固相催化氢同位素加成的方法,有望实现在已成型的氘代聚合物靶丸上直接加氚,从而制备氘-氚代聚合物靶丸.

关键词：氘代机理氘代聚合物开环易位聚合固相催化氘化

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TB6钛合金模锻件低倍组织局部粗晶形成机理及预测

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机械工程学报 2024年第8期60卷 121-131页

作者：张禹森陈雷刘胜杰胡峻华张启飞崔明亮胡建良金淼燕山大学机械工程学院秦皇岛066004 中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司德阳618013

经α+β两相区变形及退火后的TB6钛合金模锻件低倍组织局部区域显现出了粗晶缺陷。通过热模拟试验,结合微拉伸及扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)、背散射电子衍射仪(Electron black-scattered diffraction,EBSD)等微观分析... 详细信息

经α+β两相区变形及退火后的TB6钛合金模锻件低倍组织局部区域显现出了粗晶缺陷。通过热模拟试验,结合微拉伸及扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)、背散射电子衍射仪(Electron black-scattered diffraction,EBSD)等微观分析手段,分析对比低倍组织中粗、细晶区的显微特点及力学性能,探讨低倍粗晶形成机理,提出低倍粗晶显现的工艺判据并建立预测模型。结果表明,低倍粗晶主要分布在变形温度低且变形程度大的金属剧烈流动区域,与细晶材料相比,粗晶使得屈服强度降低,但伸长率和抗拉强度提高。经两相区加热后,锻件转运过程中表面温度降低,温降导致表面区域温度不均,在大变形速率下,表面圆弧区域软化程度差别较大,易发生部分动态再结晶,产生晶界角较大的动态再结晶晶粒(β相)。退火后,该动态再结晶晶粒通过晶界迁移实现对周边产生的晶界角较小的静态再结晶晶粒的吞并,形成粗晶。变形温度(T)越低,变形量越大且不超过临界值时,低倍粗晶越容易显现。建立T与ε_(f)间的量化关系;以ε_(f)为判据,通过二次开发建立有限元子程序,实现锻件低倍粗晶分布的可视化预测。

关键词： TB6钛合金低倍粗晶形成机理再结晶可视化模型

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基于等效动稳定性系数的潜艇运动控制方法

中国造船 2024年第1期65卷 52-62页

作者：王世鹏林兆伟董根金周友明武汉第二船舶设计研究所武汉430064

对由线性运动方程和Routh-Hurwitz判别法导得的操舵比例函数求解,获得潜艇运动控制新方法,将控制增稳所需的修正舵角与原舵角组合成新指令舵角,可改善潜艇的航行品质。以具有十字舵的某型潜艇为对象求解6自由度运动方程,其中典型的潜艇... 详细信息

对由线性运动方程和Routh-Hurwitz判别法导得的操舵比例函数求解,获得潜艇运动控制新方法,将控制增稳所需的修正舵角与原舵角组合成新指令舵角,可改善潜艇的航行品质。以具有十字舵的某型潜艇为对象求解6自由度运动方程,其中典型的潜艇水下定深回转工况仿真模拟表明:操舵比例系数与水动力导数和等效动稳定系数有关,控制增稳效果受到运动特征量和潜艇操舵角度等因素的影响。潜艇运动控制新方法改善了潜艇航行过程中的运动响应,提高了那些由于自动稳定性不足而难以操控的潜艇的控制稳定性。潜艇运动控制新方法为未来潜艇通过减小操纵面来优化自身综合水动力性能提供了新的技术途径。

关键词：动稳定性系数运动控制自动稳定性控制稳定性水动力

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宽带吸收与极化转换可切换的太赫兹超表面

物理学报 2024年第14期73卷 275-282页

作者：王丹李九生郭风雷中国计量大学太赫兹研究所杭州310018

本文提出一种具有宽带吸收与极化转换可切换的太赫兹超表面,通过调节二氧化钒电导率可实现太赫兹波吸收和极化转换功能灵活切换.当二氧化钒处于金属状态时,该超表面表现为宽带吸收器,在6.32—18.06 THz范围吸收率大于90%,相对带宽为96.... 详细信息

本文提出一种具有宽带吸收与极化转换可切换的太赫兹超表面,通过调节二氧化钒电导率可实现太赫兹波吸收和极化转换功能灵活切换.当二氧化钒处于金属状态时,该超表面表现为宽带吸收器,在6.32—18.06 THz范围吸收率大于90%,相对带宽为96.3%.当二氧化钒为绝缘状态时,该结构在2.41—3.42 THz,4.78—7.48 THz和9.53—9.73 THz频率范围表现为极化转换器,极化转换率大于90%.该超表面结构可以用于太赫兹波探测、太赫兹通信以及太赫兹传感等领域应用.

关键词：太赫兹超表面宽带吸收极化转换

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Zr-Sn-Nb-Cr-Fe锆合金搅拌摩擦焊工艺及焊缝组织和性能

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焊接学报 2024年第1期45卷 103-108,I0009页

作者：张超周猛兵陶欣郑云西王治国魏连峰杨灿湘中国核动力研究设计院第四研究所成都610213

文中对Zr-Sn-Nb-Cr-Fe锆合金搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)工艺、微观组织和腐蚀性能进行了分析.结果表明,采用W-25%Re的搅拌工具在转速250 r/min、焊接速度40 mm/min、顶锻压力10 kN、氩气保护条件下可以获得成形良好且无焊... 详细信息

文中对Zr-Sn-Nb-Cr-Fe锆合金搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)工艺、微观组织和腐蚀性能进行了分析.结果表明,采用W-25%Re的搅拌工具在转速250 r/min、焊接速度40 mm/min、顶锻压力10 kN、氩气保护条件下可以获得成形良好且无焊接缺陷的锆合金FSW接头.搅拌区(stir zone,SZ)剧烈的塑性变形促进动态再结晶、合金元素扩散和晶粒细化,晶粒尺寸随着转速增加而增大,同时SZ内在晶界位置处析出大量的形状不规则的第二相粒子.不同焊接参数制备的FSW接头在360℃、18.6 MPa中性水中腐蚀72 h后均表现为黑色、光亮、致密的氧化膜,但随着转速增加接头耐腐蚀性能降低.

关键词：锆合金搅拌摩擦焊焊接工艺微观组织腐蚀性能

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具有角度和时间约束的固定时间协同制导律

宇航学报 2024年第3期45卷 462-468页

作者：李鹤宇王建斌张锐宋峰姚雨晗楼朝飞北京电子工程总体研究所北京100854 中国航天科工集团第二研究院研究生院北京100854

针对多飞行器协同打击机动目标问题,提出一种具有终端角度约束和时间一致性约束的固定时间收敛协同中制导方法。建立二维场景下飞行器-目标视线(LOS)坐标系,将加速度分解为沿视线方向和与视线垂直方向。首先,基于代数图论和分布式合作... 详细信息

针对多飞行器协同打击机动目标问题,提出一种具有终端角度约束和时间一致性约束的固定时间收敛协同中制导方法。建立二维场景下飞行器-目标视线(LOS)坐标系,将加速度分解为沿视线方向和与视线垂直方向。首先,基于代数图论和分布式合作协议算法,对飞行器的沿视线方向加速度进行设计,以保证多个飞行器的剩余飞行时间在固定时间内收敛至一致。其次,基于滑模控制理论和固定时间到达算法,构建飞行器视线法线方向加速度计算方法,使得视线角在固定时间内收敛到期望值。此外,针对目标加速度未知的问题,采用固定时间观测器进行估计,并在制导指令中进行补偿。仿真结果表明所提出的协同制导方法能够在固定时间内实现剩余飞行时间和视线角度的收敛。

关键词：飞行器协同制导时间一致性滑模控制固定时间收敛