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型壳加热温度对单晶高温合金显微组织及“雀斑”形成的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第4期34卷 1191-1203页

作者：王志成李嘉荣刘世忠杨万鹏王效光北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室北京100095

利用所设计的阶梯试样进行定向凝固试验和模拟,研究定向凝固过程型壳加热温度对单晶高温合金铸件显微组织和“雀斑”形成的影响。分析糊状区的温度场及形貌。结果表明,升高型壳加热温度,一次和二次枝晶间距减小,糊状区液相的渗透率和对... 详细信息

利用所设计的阶梯试样进行定向凝固试验和模拟,研究定向凝固过程型壳加热温度对单晶高温合金铸件显微组织和“雀斑”形成的影响。分析糊状区的温度场及形貌。结果表明,升高型壳加热温度,一次和二次枝晶间距减小,糊状区液相的渗透率和对流通道的宽度降低,“雀斑”形成倾向性降低,“雀斑”宽度减小,“雀斑”区域枝晶碎片减少。此外,随着型壳加热温度的升高,糊状区液相冷却速率增加,糊状区熔体的冷却时间减少,液体流动对枝晶的破碎程度得到削弱,这进一步降低单晶高温合金铸件“雀斑”形成的倾向性。

关键词：单晶高温合金 “雀斑”形成型壳加热温度定向凝固数值模拟

预处理方法对定向有机玻璃表面性能及黏结强度影响

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材料工程 2024年第5期52卷 156-162页

作者：齐梦雨相宁张晓雯颜悦郑梦瑶中国航发北京航空材料研究院北京市先进运载系统结构透明件工程技术研究中心北京100095

为研究不同表面预处理方法对定向有机玻璃表面性能以及与热塑性聚氨酯(TPU)间黏结强度的影响规律及机理,使用AFM、FTIR和接触角测量仪测定酸处理、等离子处理和过渡层处理后定向有机玻璃的表面化学组成、粗糙度与表面接触角,并使用90°... 详细信息

为研究不同表面预处理方法对定向有机玻璃表面性能以及与热塑性聚氨酯(TPU)间黏结强度的影响规律及机理,使用AFM、FTIR和接触角测量仪测定酸处理、等离子处理和过渡层处理后定向有机玻璃的表面化学组成、粗糙度与表面接触角,并使用90°剥离实验测试预处理前后定向有机玻璃与TPU之间的黏结强度。结果表明:酸处理和等离子处理后定向有机玻璃表面粗糙度和表面极性增加,同时表面润湿性能得到改善,使黏结强度分别上升了14%和22%;而过渡层预处理提高了基材与TPU的化学相容性,处理后定向有机玻璃表面极性与TPU相近,降低了界面张力,明显改善界面黏结性能,黏结强度由4.44 kN/m上升至23.61 kN/m。

关键词：定向有机玻璃热塑性聚氨酯黏结机理表面性能

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增材制造技术在飞行器结构上的应用需求分析

机械工程学报 2024年第11期60卷 74-84页

作者：时光辉武文华陶然罗俊荣林晔李强林晓虎孙齐东大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024 北京机电工程研究所结构强度与动力技术研究室北京100074 北京理工大学先进结构技术研究院北京100081 陆军航空兵学院航空机械工程系北京101123

未来先进飞行器的研制,对结构系统在功能和性能上均提出更高的要求,表现在结构的承载功能一体化、智能化、轻量化、承载效率提升等方面的需求,因此需要与之匹配的先进制造手段作为支撑。增材制造由于其在宏微观复杂结构研制、小批量柔... 详细信息

未来先进飞行器的研制,对结构系统在功能和性能上均提出更高的要求,表现在结构的承载功能一体化、智能化、轻量化、承载效率提升等方面的需求,因此需要与之匹配的先进制造手段作为支撑。增材制造由于其在宏微观复杂结构研制、小批量柔性生产、高效率快速响应等方面的天然优势,成为未来支撑先进结构研制的先进制造方式之一。首先以飞行器承载结构为研究对象,分析各个部分的主要材料体系以及各个部分可能的增材制造应用前景,对现有的增材制造与飞行器结构研制的结合实现结构轻量化性能提升、复杂构件制备、快速原型机研制方面进行综述分析。进一步,通过具体的工程需求分析,阐述飞行器结构在新材料、优化设计、制备、维护/维修、成本控制等方面对增材制造的需求,为增材制造技术在飞行器承载结构和非承载功能结构技术上推广应用提供支撑和参考。

关键词：空天飞行器飞行器结构结构功能一体化增材制造轻量化

相对分子质量和退火处理对聚碳酸酯力/热性能的影响

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高分子材料科学与工程 2024年第1期40卷 92-99页

作者：许雪婷王韬孙琦伟王博伦葛勇郎建林颜悦北京航空材料研究院北京100095 北京航空材料研究院股份有限公司北京100095 北京市先进运载系统结构透明件工程技术研究中心北京100095

文中研究了不同相对分子质量聚碳酸酯在经历退火处理后力学性能和热性能的变化,深入分析了相对分子质量和退火处理的影响机制。结果表明,高分子量聚碳酸酯未退火状态下抗拉伸断裂性能和冲击性能更优,相对分子质量降低和退火处理会提升... 详细信息

文中研究了不同相对分子质量聚碳酸酯在经历退火处理后力学性能和热性能的变化,深入分析了相对分子质量和退火处理的影响机制。结果表明,高分子量聚碳酸酯未退火状态下抗拉伸断裂性能和冲击性能更优,相对分子质量降低和退火处理会提升拉伸强度与弯曲性能。光弹应力分析显示,高分子量未退火聚碳酸酯的残余应力高,冲击断面表现为韧性断裂,对应冲击强度高。动态力学热分析和差示扫描量热法研究发现,随着相对分子质量增大,聚碳酸酯的玻璃化转变温度升高,链段运动更加趋于弹性响应。

关键词：相对分子质量聚碳酸酯退火处理力学性能

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“双碳”目标下能源与产业双重结构转型

数量经济技术经济研究 2024年第2期41卷 109-130页

作者：江深哲杜浩锋徐铭梽北京大学新结构经济学研究院

本文构建并校准了一个包含内生能源与产业结构的多部门动态一般均衡模型,研究了中国能源与产业结构的升级过程以及其与碳排放之间的关系。研究发现,能源生产技术的进步通过改变各产业的生产成本推动了产业结构转型,而产业结构转型从能... 详细信息

本文构建并校准了一个包含内生能源与产业结构的多部门动态一般均衡模型,研究了中国能源与产业结构的升级过程以及其与碳排放之间的关系。研究发现,能源生产技术的进步通过改变各产业的生产成本推动了产业结构转型,而产业结构转型从能源需求侧减少了高排放化石能源的使用。结果显示,2009~2020年宏观产业结构转型推动了能源结构的转变并显著降低了碳排放量,其累计减少的碳排放量相当于2020年中国年排放量的10%。同时,本文求解了“双碳”目标下最大化居民福利的碳税安排,发现内生税率随经济增长而快速上升,具有显著的发展阶段依赖性。在发展阶段早期实行较低的碳税税率可以维持更高的资本回报率,有利于资本积累、产业升级和经济增长。

关键词： “双碳”目标能源结构产业结构碳税发展阶段

热力学计算与机器学习相结合逆向设计镍基高温合金

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材料工程 2024年第6期52卷 167-176页

作者：祝亚亮雍维杨杰王晓峰中国航发北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室北京100095 北京科技大学新材料技术研究院北京100083

采用热力学计算与机器学习相结合的方法进行镍基高温合金面向热力学性能要求的逆向设计。结果表明:通过高通量热力学计算成功构建镍基高温合金热力学计算数据集,为采用机器学习方法实现面向热力学性能要求的镍基高温合金逆向设计提供数... 详细信息

采用热力学计算与机器学习相结合的方法进行镍基高温合金面向热力学性能要求的逆向设计。结果表明:通过高通量热力学计算成功构建镍基高温合金热力学计算数据集,为采用机器学习方法实现面向热力学性能要求的镍基高温合金逆向设计提供数据基础。针对热力学目标性能建立若干C2P模型,模型精度均高于99%。采用MLDS方法进行合金成分逆向设计,推荐的8种合金均满足性能的要求(1100℃下的γ'相体积分数Vγ',1100℃≥60%,V_(γ,1100℃)+Vγ',1100℃≥99%,γ'相熔点Tγ′≥1300℃)。热力学性能预测误差最小的3种合金实验验证表明,Vγ',1100℃均大于80%,时效后的组织中V_(γ,1100℃)+Vγ',1100℃≥99%,且Tγ′≥1300℃,均满足设计的要求。

关键词：热力学计算机器学习逆向设计镍基高温合金

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金属增材制造的多物理场物质点有限元法

计算力学学报 2024年第5期41卷 808-815页

作者：李明健陈嘉伟廉艳平北京理工大学先进结构技术研究院北京100081

金属增材制造过程涉及复杂的热-流-固强耦合问题,对数值模拟算法的精度和效率提出了巨大的挑战。针对该问题,本文提出了多物理场物质点有限元法。该方法采用结构化背景网格、有限单元和物质点离散求解各物理场,通过分区求解和界面耦合... 详细信息

金属增材制造过程涉及复杂的热-流-固强耦合问题,对数值模拟算法的精度和效率提出了巨大的挑战。针对该问题,本文提出了多物理场物质点有限元法。该方法采用结构化背景网格、有限单元和物质点离散求解各物理场,通过分区求解和界面耦合的方式实现热-流-固耦合求解。对于潜在熔化区域和未发生熔化的区域,分别采用物质点和有限元离散,结合了两者在求解材料特大变形和小变形问题上的各自优势,能够在保证计算精度的前提下有效提升计算效率。数值算例表明了本文算法的热-流-固多场耦合计算精度、相比于已有算法的高效性以及物质点和有限元离散区域界面处温度和应力的连续性。本文工作为金属增材制造过程多物理场耦合问题提供了一种高效的数值模拟方法。

关键词：多物理场流固耦合物质点法有限元法增材制造

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产业政策、人力资本投资与长期工作回报——来自经济开发区的经验证据

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浙江社会科学 2024年第4期 32-44,156页

作者：张杭王歆北京大学新结构经济学研究院北京100871

经济开发区的设立是产业政策的重要实践,对微观个体的人力资本投资和长期工作回报有重要影响。基于经济开发区的相关数据和人口普查微观调查数据,本文利用队列双重差分模型研究了经济开发区的设立对微观个体教育投入和长期工作回报的影... 详细信息

经济开发区的设立是产业政策的重要实践,对微观个体的人力资本投资和长期工作回报有重要影响。基于经济开发区的相关数据和人口普查微观调查数据,本文利用队列双重差分模型研究了经济开发区的设立对微观个体教育投入和长期工作回报的影响。研究发现:(1)由于教育的机会成本提高,经济开发区的设立在短期内降低了微观个体的受教育年限。(2)长期来看,若经济开发区的产业发展与地区要素禀赋结构匹配程度较高,则受经济开发区设立影响的微观个体的收入水平与其他微观个体相比无显著差异。

关键词：产业政策人力资本投资要素禀赋结构新结构经济学

脉冲电流辅助等离子弧焊Al-Mg合金晶粒细化机理

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金属学报 2024年第3期60卷 323-332页

作者：袁涛赵晓虎蒋晓青任学磊李博阳北京工业大学汽车结构部件先进制造技术教育部工程研究中心北京100124

在焊接热处理过程中,通过施加电流脉冲对熔池附加的振动效果可以有效改善焊缝成形差、晶粒粗大等问题。本工作通过对常规焊缝、传统脉冲电流焊缝以及复合脉冲电流焊缝的晶粒尺寸分析,探讨了脉冲电流对Al-Mg合金组织细化的影响及晶粒细... 详细信息

在焊接热处理过程中,通过施加电流脉冲对熔池附加的振动效果可以有效改善焊缝成形差、晶粒粗大等问题。本工作通过对常规焊缝、传统脉冲电流焊缝以及复合脉冲电流焊缝的晶粒尺寸分析,探讨了脉冲电流对Al-Mg合金组织细化的影响及晶粒细化的机制。对于传统脉冲电流,当频率由0 Hz升高到100 Hz时,平均晶粒尺寸由78.2μm降至53.3μm,细化程度提高约30%。在传统脉冲电流波形上复合了低频脉冲电流后,晶粒尺寸最小可达到48.2μm,细化效果达到近40%。对各焊缝区显微组织的EBSD结果表明,施加脉冲电流后小尺寸晶粒分布明显增加,且大角度晶界占比明显增加。热力学以及EDS分析结果表明晶粒细化的主要机制为枝晶破碎。

关键词：等离子弧焊 Al-Mg合金复合脉冲电流晶粒细化枝晶破碎