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正交试验设计方法在工艺方案设计中的应用

兵工自动化 2024年第5期43卷 17-20页

作者：伍鹏宇唐福农裴劲海军装备部成都610100 国营第167厂成都610100

为快速找出最优组合,研究正交试验设计方法在工艺方案设计中的应用。通过试验实例说明正交试验设计的优点、简易正交试验设计的基本方法和极差分析法,确定因子的主次和最优组合。结果表明,该方法能迅速找到最佳工艺方案。

关键词：工艺方案设计正交试验设计最优组合

基于Kriging模型的某高射速自动机内抽壳滑板疲劳优化

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兵工学报 2024年第10期 3585-3595页

作者：田恒旭林圣业李浩巫英豪王茂森戴劲松南京理工大学机械工程学院国营第152厂

为提高抽壳滑板的疲劳寿命，进而满足射速在1 500发/min左右的某10连发高射速自动机寿命达1 000发的最低寿命要求，提出一种基于Kriging回归的代理模型用于抽壳滑板的疲劳优化。在与试验结果相符的有限元模型基础上，通过拉丁超立方采... 详细信息

为提高抽壳滑板的疲劳寿命，进而满足射速在1 500发/min左右的某10连发高射速自动机寿命达1 000发的最低寿命要求，提出一种基于Kriging回归的代理模型用于抽壳滑板的疲劳优化。在与试验结果相符的有限元模型基础上，通过拉丁超立方采样设置初始样本点，构建与样本点相对应的结构模型，并计算每一组样本的理论寿命。根据初始样本点构建Kriging代理模型的同时，采用以改善期望准则为加点准则、遗传算法为子优化求解算法的代理优化算法来对目标函数进行寻优。优化后抽壳滑板的疲劳寿命提高到1 193发，且经试验验证，优化结果满足自动机战术技术指标。研究结果表明，通过基于Kriging和遗传算法的代理优化算法能够快速有效地寻优得到全局最优解，适用于高射速自动机内破断零部件的疲劳优化，对工程应用具有一定的借鉴意义。

关键词：有限元模拟疲劳分析 Kriging回归改善期望准则遗传算法

热处理对L⁃PBF成形Ti⁃6Al⁃4V钛合金显微组织和力学性能的影响

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金属热处理 2024年第2期49卷 183-189页

作者：蔡小叶程宗辉董定平白兵谢隋杰国营芜湖机械厂安徽芜湖241007

对L⁃PBF成形(激光粉末床熔融)的Ti⁃6Al⁃4V钛合金试样分别进行不同温度热处理,采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机和冲击试验机对热处理试样进行微观组织观察和力学性能测试。结果表明,在600~800℃时,随着温度的升高,细针状α′马氏... 详细信息

对L⁃PBF成形(激光粉末床熔融)的Ti⁃6Al⁃4V钛合金试样分别进行不同温度热处理,采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机和冲击试验机对热处理试样进行微观组织观察和力学性能测试。结果表明,在600~800℃时,随着温度的升高,细针状α′马氏体分解为α+β相,组织呈现出与沉积态试样类似的分级结构,彼此交错,显示出了较多的取向。800℃热处理试样获得了优异的综合力学性能,其抗拉强度达到1019 MPa、伸长率为14.5%、冲击吸收能量达到49 J,可以作为L⁃PBF成形的Ti⁃6Al⁃4V钛合金的常规热处理工艺。在β相变温度以上1000℃进行热处理后,初生β柱状晶逐步消失,出现了等轴β晶粒,β晶粒内部出现相互平行的片状α形成的相互平行的α集束,试样强度和塑性差,应当避免。

关键词：激光粉末床熔融 Ti⁃6Al⁃4V钛合金热处理温度微观组织力学性能

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冷喷涂纯铝涂层硫酸阳极氧化层腐蚀行为研究

粉末冶金工业 2024年第4期 95-100页

作者：代雪婷南健司永礼胡家齐宋圣强国营芜湖机械厂

为探究冷喷涂纯铝涂层硫酸阳极氧化层的防腐蚀效果，实验在两种不同孔隙率涂层表面制备硫酸阳极氧化层。通过SEM、EDS、中性盐雾试验和电化学试验，评价其组织、化学成分、耐蚀性能。结果显示，低孔隙率（0.8%）涂层虽因比表面积大，阳... 详细信息

为探究冷喷涂纯铝涂层硫酸阳极氧化层的防腐蚀效果，实验在两种不同孔隙率涂层表面制备硫酸阳极氧化层。通过SEM、EDS、中性盐雾试验和电化学试验，评价其组织、化学成分、耐蚀性能。结果显示，低孔隙率（0.8%）涂层虽因比表面积大，阳极氧化层厚度略低，但阳极氧化层致密度高，可形成致密钝化膜阻止材料进一步腐蚀。而高孔隙率（1.5%）涂层表面开放孔洞较多，机械加工过程进一步破坏了涂层表面连续性，电镀槽液沿涂层表面的孔洞渗入涂层组织内部，使涂层内部也发生了阳极氧化反应，破坏了涂层组织结构，使得涂层组织局部出现大于20μm的孔洞，未能形成致密钝化层。因此，高孔隙（1.5%）涂层钝化区窄，且维钝电流密度随着钝化电位增加而增大。与铝合金基底材料相比，涂层阳极氧化层的自腐蚀电流密度和维钝电流密度更高，其耐腐蚀性能劣于基体，且随着孔隙率增大呈下降趋势。但涂层阳极氧化层仍可耐受336 h中性盐雾腐蚀，满足飞机金属零件的防腐要求。为使涂层硫酸阳极氧化层具有和基体相近的耐蚀性能，并保证涂层致密度，建议尽可能减小涂层孔隙率。

关键词：冷喷涂纯铝涂层孔隙率硫酸阳极氧化腐蚀行为

热等静压温度对选区激光熔化成形TA15裂纹扩展速率的影响

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粉末冶金工业 2024年第5期 67-73页

作者：胡家齐董定平谢隋杰蔡小叶慈世伟程宗辉国营芜湖机械厂

实验采用热等静压处理工艺作为选区激光熔化成形TA15钛合金试样的后处理手段，研究了不同热等静压温度对试样组织、硬度、裂纹扩展速率的影响规律。热等静压温度为900～980℃时，组织为多层级针状（条状）α组织，且随温度升高，针状（... 详细信息

实验采用热等静压处理工艺作为选区激光熔化成形TA15钛合金试样的后处理手段，研究了不同热等静压温度对试样组织、硬度、裂纹扩展速率的影响规律。热等静压温度为900～980℃时，组织为多层级针状（条状）α组织，且随温度升高，针状（条状）α组织逐渐粗化，初级α相尺寸为60～66μm，宽度由2.35μm增加至5.62μm，材料硬度由35.8HRC降低至31.9HRC。热等静压温度为1 020℃，越过了α→β相变温度，形成魏氏组织，硬度为32.2HRC。当应力强度因子范围ΔK处于20～50 MPa·m1/2，不同热等静压工艺处理后试样的裂纹扩展速率趋于一致，受组织影响较小。当应力强度因子范围ΔK<20 MPa·m1/2，随热等静压处理温度升高，试样裂纹扩展速率逐渐降低，多层级针状（条状）α组织的粗化将增强对裂纹的偏转作用，阻碍裂纹扩展。热等静压温度为1 020℃形成的魏氏组织具有最低的裂纹扩展速率，不同位向的α集束利于使疲劳裂纹改变扩展方向，增大裂纹扩展路径长度，降低裂纹扩展速率。综上，较高温度热等静压处理后形成的粗化的多层级条状α组织或魏氏组织具有较低的裂纹扩展速率，但材料的硬度相对较低。

关键词：热等静压处理选区激光熔化显微组织洛氏硬度裂纹扩展速率

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某防空导弹尾焰对弹箱损伤分析及优化设计

火炮发射与控制学报 2024年第4期45卷 89-94,100页

作者：樊赫张利明寇钰罗定陈磊李银河西北机电工程研究所陕西咸阳712099 国营第497厂重庆400071

针对导弹发射时导弹尾焰导致弹箱损伤的问题,根据弹箱的结构组成和导弹尾焰的作用工况,利用ANYSYS有限元计算软件,采用单向流固耦合方法进行研究与分析,得出了导弹尾焰的温度是导致弹箱损伤的根本原因,其中弹箱护盖不能承受导弹尾焰的冲... 详细信息

针对导弹发射时导弹尾焰导致弹箱损伤的问题,根据弹箱的结构组成和导弹尾焰的作用工况,利用ANYSYS有限元计算软件,采用单向流固耦合方法进行研究与分析,得出了导弹尾焰的温度是导致弹箱损伤的根本原因,其中弹箱护盖不能承受导弹尾焰的冲击,是导弹发射流程试验中弹箱发生损伤问题的直接原因。提出了弹箱的优化设计方案,对弹箱护盖采取增加隔热板和结构强度加强的两方面措施。通过有限元软件模拟计算分析了提出的优化设计方案的有效性,并进行了试验方案的设计。通过试验验证优化后的弹箱护盖对解决导弹尾焰冲击造成弹箱损伤问题的可靠性。

关键词：导弹尾焰弹箱损伤弹箱护盖优化设计

数字化转型在机械厂生产制造安全化与提质增效路径构建

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产业科技创新 2024年第3期6卷 15-18页

作者：陈鼎淇国营长虹机械厂广西桂林541003

本文探讨了机械厂数字化转型的路径,聚焦于安全化和提质增效两大领域。首先,针对安全挑战,探讨了使用智能监控系统、开展预测性维护、实现虚拟现实和增强现实、建立有效协作和沟通方式等策略,以提高员工的安全和降低事故风险。其次,对... 详细信息

本文探讨了机械厂数字化转型的路径,聚焦于安全化和提质增效两大领域。首先,针对安全挑战,探讨了使用智能监控系统、开展预测性维护、实现虚拟现实和增强现实、建立有效协作和沟通方式等策略,以提高员工的安全和降低事故风险。其次,对于质量挑战,详细研究了数据驱动的质量管理、数字双胞胎和虚拟原型技术、可视化生产管理以及绿色和可持续生产方法,以提高产品质量和生产效率。数字化转型为机械厂提供了新的工具和方法,以适应数字时代的需求,提高了企业的竞争力和可持续性。

关键词：数字化机械厂安全化提质增效

激光功率与曝光时间对选区激光熔化TC11钛合金组织与力学性能的影响

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粉末冶金工业 2024年第3期34卷 79-84页

作者：程宗辉白兵蔡小叶胡家齐董定平国营芜湖机械厂安徽芜湖241007

采用选区激光熔化技术成形TC11钛合金试样,研究了激光功率(220~260 W)和曝光时间(45~55μs)对试样组织和力学性能的影响。结果表明,激光功率与曝光时间主要影响成形过程中的激光功率密度,从而造成组织、力学性能差异:当激光功率密度增加... 详细信息

采用选区激光熔化技术成形TC11钛合金试样,研究了激光功率(220~260 W)和曝光时间(45~55μs)对试样组织和力学性能的影响。结果表明,激光功率与曝光时间主要影响成形过程中的激光功率密度,从而造成组织、力学性能差异:当激光功率密度增加时,液态停留时间相对较长和冷却速率相对较低,柱状晶尺寸相对粗大,马氏体板条尺寸增加;当曝光时间为50μs、激光功率增加到260 W时,SLM成形试样的显微硬度增加至437 HV0.3,抗拉强度增加至1 463 MPa,而断后伸长率降至6.0%;当激光功率为200 W、曝光时间增加到55μs时,SLM成形试样的显微硬度增加至404.2 HV0.3,抗拉强度增加至1 446 MPa,而断后伸长率降至4.8%。当激光功率为220 W、曝光时间为50μs时,可获得强度和塑性匹配较佳的TC11钛合金,其抗拉强度和断后伸长率分别为1 345 MPa和10.6%。

关键词：选区激光熔化 TC11钛合金激光功率曝光时间显微组织力学性能

水平管内超临界R1234ze(E)冷却传热性能的神经网络预测

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物理学报 2024年第12期73卷 96-107页

作者：周文力卓伟伟蒋依然马文杰董宝君成都国营锦江机器厂科研部成都610000 成都理工大学能源学院成都610000

为探究神经网络在预测:超临界传热方面的有效性,建立了水平直管内超临界R1234ze(E)冷却传热的神经网络预测模型,并与修正的Dittus-Boelter(D-B)型传热关联式进行比较分析.研究表明,输入参数对于反向传播神经网络(BPNN)预测精度的影响很... 详细信息

为探究神经网络在预测:超临界传热方面的有效性,建立了水平直管内超临界R1234ze(E)冷却传热的神经网络预测模型,并与修正的Dittus-Boelter(D-B)型传热关联式进行比较分析.研究表明,输入参数对于反向传播神经网络(BPNN)预测精度的影响很大,且并非所有BPNN输入参数组合都能带来比传热关联式更好的预测结果.输入参数组合Re_(b),Pr_(b),ρ_(b)/ρ_(w),C_(p)/C_(pw),λ_(b)/λ_(w),μ_(b)//μ_(w)的预测表现最好,对于试验集的预测结果的平均绝对偏差和最大偏差仅为2.02%和9.34%,远低于传热关联式预测偏差,且对于高温段h的趋势、h最大值以及h峰值位置的预测比关联式更加准确.此外,将遗传算法优化的BP(GA-BP)模型与BP模型在两种不同的适应度值计算方式下进行比较,揭示GA-BP在提高超临界传热预测精度方面的有效性.研究表明,当网络训练与适应度值计算采用相同数据时,将引起过拟合,并不能进一步提高预测精度;当网络训练与适应度值计算采用不同数据时,可使得网络泛化性能提高,预测结果的均方根偏差和最大偏差均有进一步的降低.

关键词： R1234ze(E) 超临界传热传热预测神经网络