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金属光固化3D打印研究现状

工程科学学报 2023年第12期45卷 2037-2048页

作者：严程铭薛程鹏田光元杨智皓刘晓光王俊升北京理工大学材料科学与工程学院北京100081 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 北京理工大学前沿交叉科学研究院北京100081

通过对金属光固化3D打印的研究结果和工艺流程进行总结,划分了四种主要的实现途径,即固化烧结法、固化镀膜法、混合固化法和固化模具法,其中固化烧结法是制备金属零件的主要方法,固化镀膜法常用于制备精密电磁设备元件,而混合固化法通... 详细信息

通过对金属光固化3D打印的研究结果和工艺流程进行总结,划分了四种主要的实现途径,即固化烧结法、固化镀膜法、混合固化法和固化模具法,其中固化烧结法是制备金属零件的主要方法,固化镀膜法常用于制备精密电磁设备元件,而混合固化法通常直接固化浆料而无需经过烧结使零件一步成型;归纳了金属光固化3D打印所使用的光敏树脂成分和所制备零件的性能;指出了该技术目前发展还存在浆料中金属与聚合物性质差异、工艺参数研究不足、光敏树脂配方较少等亟待解决的关键科学问题;从研究工艺参数对零件性能的影响、开发新型光敏树脂配方和发明更适用于金属光固化3D打印的设备方面展望了其未来的发展方向.

关键词：金属材料增材制造 3D打印光固化智能制造

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第二相粒子对铝合金再结晶的影响研究

航空制造技术 2021年第9期64卷 93-101页

作者：李志强王俊升北京理工大学材料学院北京100081 北京理工大学前沿交叉科学研究院北京100081

对第二相粒子作用下铝合金再结晶过程进行了调研。铝合金显微组织中存在大量的第二相粒子,这些第二相粒子可能来源于凝固过程或者固态相变过程。这些第二相粒子对铝合金的再结晶过程有着巨大的影响。首先,在形核过程中,细小的第二相粒... 详细信息

对第二相粒子作用下铝合金再结晶过程进行了调研。铝合金显微组织中存在大量的第二相粒子,这些第二相粒子可能来源于凝固过程或者固态相变过程。这些第二相粒子对铝合金的再结晶过程有着巨大的影响。首先,在形核过程中,细小的第二相粒子会阻碍位错的运动,从而使再结晶形核过程减缓;然而,当第二相粒子尺寸较大时,位错会在第二相粒子周围高密度的集中,这会导致再结晶晶核在第二相粒子附近形成。其次,在再结晶晶粒长大过程中,第二相粒子会钉扎晶界的运动,从而减慢再结晶过程。第二相粒子的尺寸、分布对铝合金再结晶形核和长大过程影响的分析是铝合金成分及工艺设计的重要依据。一些先进的加工工艺,比如等径角挤压技术会对第二相粒子的形貌、分布及其与位错和晶界之间的相互作用造成一些特殊的影响。铝合金中第二相粒子对再结晶过程影响因素的分析主要集中在第二相粒子尺寸、分布的分析。第二相粒子形貌及其与基体的界面能对再结晶形核和长大过程也具有重要的影响。

关键词：铝合金再结晶第二相粒子形核再结晶晶粒长大

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镁合金腐蚀行为与防护技术研究进展

航空制造技术 2021年第19期64卷 59-70页

作者：李鑫张弛王俊升田光元北京理工大学材料学院北京100081 北京理工大学前沿交叉科学研究院北京100081

由于镁电极电势较低,造成耐腐蚀性能较差,已经成为制约其大规模工程应用的核心难题。探索镁表面的腐蚀机理以及经过表面转化与涂镀之后表面的腐蚀速率变化,可为研发耐腐蚀镁合金及其表面防护技术提供重要的理论支撑。总结了镁合金腐蚀... 详细信息

由于镁电极电势较低,造成耐腐蚀性能较差,已经成为制约其大规模工程应用的核心难题。探索镁表面的腐蚀机理以及经过表面转化与涂镀之后表面的腐蚀速率变化,可为研发耐腐蚀镁合金及其表面防护技术提供重要的理论支撑。总结了镁合金腐蚀的特征及其防护方法,概括了镁合金耐腐蚀技术研究进展,展望了未来镁合金表面防护的研究方向。此外,重点突出了计算机模拟方法在腐蚀机理研究领域的潜力。

关键词：镁合金腐蚀表面防护润湿计算机模拟

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耐腐蚀镁合金的成分设计方法研究进展

航空制造技术 2023年第6期66卷 85-98,118页

作者：张弛王俊升李鑫田光元王硕苏辉北京理工大学材料学院北京100081 北京理工大学前沿交叉科学研究院北京100081

镁合金因其密度低,轻量化效果明显,矿产资源丰富,在航空航天等领域得到了广泛的应用,成为“21世纪新型绿色材料”。但镁的电化学活性强,耐腐蚀性能差,一直限制着镁合金的大规模应用。目前,探索镁合金的腐蚀机理,设计新型耐蚀镁合金的成... 详细信息

镁合金因其密度低,轻量化效果明显,矿产资源丰富,在航空航天等领域得到了广泛的应用,成为“21世纪新型绿色材料”。但镁的电化学活性强,耐腐蚀性能差,一直限制着镁合金的大规模应用。目前,探索镁合金的腐蚀机理,设计新型耐蚀镁合金的成分已经引起人们的广泛关注。本文以耐腐蚀镁合金的成分设计方法研究进展为题进行了讨论,主要阐述了镁的腐蚀反应机理和异常析氢现象等镁合金腐蚀机制,以及电偶腐蚀、点蚀、丝状腐蚀、应力腐蚀等腐蚀类型,并总结了不同合金元素对镁合金耐腐蚀性能的影响。重点概述了第一性原理模型、分子动力学以及X射线计算机断层扫描技术(X-CT)在镁合金腐蚀方面的应用,期望能够为耐腐蚀镁合金的成分设计提供帮助。

关键词：镁合金腐蚀合金元素第一性原理分子动力学 X-CT

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陆军战术级作战任务分配及优化方法

兵工学报 2023年第5期44卷 1431-1442页

作者：杜伟伟陈小伟北京理工大学机电学院北京100081 北方自动控制技术研究所山西太原030006 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 北京理工大学前沿交叉科学研究院北京100081

对作战力量的合理使用是作战任务优化分配问题的难点,相关研究较少,为此提出一种基于多维度建制力量拆分与使用的作战任务分配方法。对作战单元力量进行规范化描述,并对建制力量的复合作战能力进行模糊化表示。对作战任务进行资源需求分... 详细信息

对作战力量的合理使用是作战任务优化分配问题的难点,相关研究较少,为此提出一种基于多维度建制力量拆分与使用的作战任务分配方法。对作战单元力量进行规范化描述,并对建制力量的复合作战能力进行模糊化表示。对作战任务进行资源需求分析,计算完成任务所需作战资源的可行方案,建立从作战资源到建制力量的映射关系,生成初步方案。对作战任务建制力量分配问题考虑单元力量、编制编成以及力量使用方法等因素计算复合力量的综合战斗力指数。建立多约束条件和多优化目标的数学模型,将任务聚合规则和建制拆分原则转化为可计算代价的惩罚项对目标函数进行正则化,并引入改进的遗传算法对模型进行迭代优化,生成最终的任务分配方案。仿真验证结果表明,该方法能够实现作战任务与建制力量的优化匹配,在合成旅渡海登岛典型作战场景中,相比基于传统列表规划的组合匹配方法明显提高了作战力量利用率。

关键词：任务规划作战任务分配多目标优化模糊逻辑遗传算法

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铝锂合金纳米析出相结构与性能综述

航空制造技术 2021年第9期64卷 68-76,92页

作者：王硕张弛王俊升北京理工大材料学院北京100081 北京理工大学前沿交叉科学研究院北京100081

纳米析出相种类、大小、形状、分布以及析出序列的调控是理解和设计第3、4代铝锂合金的基础。总结了铝锂合金中典型的Cu、Mg、Ag、Si合金元素作用下所产生的纳米析出相。重点介绍了Al-Li-Cu系中的δ′(Al3Li)相以及δ′(Al3Li)/Al3Sc核... 详细信息

纳米析出相种类、大小、形状、分布以及析出序列的调控是理解和设计第3、4代铝锂合金的基础。总结了铝锂合金中典型的Cu、Mg、Ag、Si合金元素作用下所产生的纳米析出相。重点介绍了Al-Li-Cu系中的δ′(Al3Li)相以及δ′(Al3Li)/Al3Sc核壳结构非平衡成分的稳定性问题、θ′(Al2Cu)/α-Al共格、半共格界面结构以及界面处的Cu元素偏析行为、δ′/θ′/δ′复合沉淀相中对立δ′相的“同相”和“反相”的位相关系起因,以及T1(Al2CuLi)的多种晶体结构模型;Al-Li-Cu-Mg系中的S(Al2CuMg)相与基体的界面结构、Ω(Al2Cu)相的抗粗化以及空位诱导的形核起源;Al-Li-Cu-Mg-Si系中的σ(Al5Cu6Mg2)-S′、σ-Ω由Si、Ag原子造成的竞争关系以及Q(Al3Cu2Mg9Si7)相中存在的本征点缺陷模型实现与B′(Al3Mg9Si7)的相互转变。结合X射线衍射、高分辨透射电子显微镜像、高角环形暗场扫描透射电子显微镜像以及第一性原理理论计算方法,为理解纳米沉淀相的性能提供启发。

关键词：铝锂合金纳米沉淀相形核第一性原理计算高角环形暗场扫描透射电子显微镜像

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战术级任务规划方法研究综述

兵工学报 2024年第10期45卷 3341-3355页

随着武器装备向多元多能和体系化运用发展,现代战争对指挥决策全局性、时效性和科学性等方面的要求越来越高,各军事强国任务规划系统建设需求迫切,且发展很快。为更好地推进任务规划系统研究,对战术级任务规划方法进行全面综述。总结任... 详细信息

随着武器装备向多元多能和体系化运用发展,现代战争对指挥决策全局性、时效性和科学性等方面的要求越来越高,各军事强国任务规划系统建设需求迫切,且发展很快。为更好地推进任务规划系统研究,对战术级任务规划方法进行全面综述。总结任务规划系统的发展历程、战术级任务规划的方法框架,重点综述战术级任务规划主要实现方法及未来发展方向。在主要实现方法方面,重点围绕任务描述、任务分解、任务分配、方案评估等业务中涉及的主要方法进行综述和分析;在未来发展方向方面,从规范性、通用性、可信性等方面提出发展建议。

关键词：战术级任务规划任务分解任务分配方案评估

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作战任务层次化分解方法

兵工学报 2021年第12期42卷 2771-2782页

根据作战任务规划对任务分解辅助决策的迫切需求,提出一种基于效用筛选的作战任务多方案分解和优选框架。针对任务描述通用性差等不足,基于5W理论对作战任务进行规范化描述,实现对各类作战任务的通用化定量描述;针对任务分解影响因素和... 详细信息

根据作战任务规划对任务分解辅助决策的迫切需求,提出一种基于效用筛选的作战任务多方案分解和优选框架。针对任务描述通用性差等不足,基于5W理论对作战任务进行规范化描述,实现对各类作战任务的通用化定量描述;针对任务分解影响因素和约束条件的复杂性,从任务场景、领域知识两个方面建立任务分解模型,将任务分解转化为多约束运筹优化问题;针对传统任务分解方法单一、分解方案优选手段缺乏等问题,设计一种基于效用筛选的层次任务分解方法,实现多套分解方案生成和筛选优化。以具体作战任务为例,对该方法进行验证。仿真实验结果表明,层次任务分解方法能够对生成的多套方案进行优选,最优概率达到90%以上,满足实际作战辅助决策需求。

关键词：作战任务任务规划任务分解规范化描述层次任务网络效用信息

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高熵合金辐照损伤的实验研究进展

材料导报 2020年第17期34卷 17018-17030页

作者：靳柯卢晨阳豆艳坤贺新福杨文北京理工大学材料学院北京100081 北京理工大学前沿交叉科学研究院北京100081 西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究部北京102413

尽管人们在半个世纪前就已经在Fe⁃Cr⁃Ni体系中发现主元浓度的改变对合金的抗辐照肿胀性能有重要影响,但在很长一段时间内未能系统深入地理解其中的物理机制,也未能据此形成依托主元调控的体系化的抗辐照合金设计方法。高熵合金的出现和... 详细信息

尽管人们在半个世纪前就已经在Fe⁃Cr⁃Ni体系中发现主元浓度的改变对合金的抗辐照肿胀性能有重要影响,但在很长一段时间内未能系统深入地理解其中的物理机制,也未能据此形成依托主元调控的体系化的抗辐照合金设计方法。高熵合金的出现和发展拓展了抗辐照材料的设计空间,同时也为系统研究合金主元对辐照损伤的影响机制提供了理想的平台。近年来,针对高熵合金开展了一系列载能粒子(包括电子、离子和中子)辐照实验,力图揭示辐照下主元特征(包括数目、种类和浓度等)对合金微观结构和性能演化的影响。现有结果表明,通过调控辐照下的能量耗散过程以及缺陷的形成能和迁移能,化学复杂度较高的合金中辐照缺陷演化在总体趋势上有所减缓,尤其是间隙原子型缺陷团簇尺寸下降,在高温辐照下对孔洞以及氦泡的形成也有所抑制。尽管已有实验证据表明,通过适当的主元调控可以在保持合金组织结构的情况下提升其抗辐照性能,但是必须指出,不同主元组合和结构的高熵合金在不同辐照条件(温度、剂量、粒子种类)下的稳定性、肿胀及力学性能演化有着较大的乃至定性上的差异,因此目前并不能简单地得出高熵合金在整体上是否具有更好的抗辐照性能的结论。本文回顾并整理了关于高熵合金辐照损伤方面的主要实验研究进展,总结了当前对合金辐照损伤主元效应的理解以及对高熵合金抗辐照性能的评价,讨论了现有研究的局限以及尚未理解的实验现象,并对后续高熵合金辐照损伤研究及抗辐照高熵合金设计进行了分析和展望。

关键词：高熵合金多主元合金辐照损伤核用结构材料