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焊丝超声振动对铝合金熔化极气体保护焊缝成形及气孔的影响

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航空学报 2024年第2期45卷 262-274页

作者：应岳峰陈琪昊王卫东毛欣宇江苏科技大学材料科学与工程学院镇江212100

铝合金熔化极气体保护(GMA)焊接过程中引入超声能场可以有效降低焊缝气孔缺陷及改善焊缝成形。焊丝超声频振动引入超声能场,可以避免超声能量转化率低及焊炬复杂化等弊端,是一种可行的超声施加方式。然而,关于焊丝超声频振动对铝合金GM... 详细信息

铝合金熔化极气体保护(GMA)焊接过程中引入超声能场可以有效降低焊缝气孔缺陷及改善焊缝成形。焊丝超声频振动引入超声能场,可以避免超声能量转化率低及焊炬复杂化等弊端,是一种可行的超声施加方式。然而,关于焊丝超声频振动对铝合金GMA焊缝成形及气孔行为的影响尚不清晰,对此进行了具体研究。结果表明:焊丝超声频振动后,焊道波动范围与表面粗糙度均减小,同时焊缝表面光亮程度也提高,当超声工具头振幅为26.3μm时,焊缝表面成形最佳,焊缝熔宽和熔深都有不同程度的增大;随着超声工具头振幅的提升,深宽比总体呈上升趋势,当超声工具头振幅为26.3μm时,深宽比提升幅度为9.72%,焊缝气孔缺陷明显得到改善;当超声工具头振幅为22.8、24.9、26.3μm时,焊缝气孔数量减少幅度分别为76.9%、65.7%、71.8%,同时气孔主要分布于焊缝上部。声学仿真结果表明,超声能量主要沿焊丝轴向传播,熔池下部声压幅值较大,这与焊缝熔深增加及焊缝下部气孔减少具有较好的对应关系。

关键词：铝合金焊丝振动熔化极气体保护(GMA)焊超声焊缝成形气孔

通过不同热挤压方式制备具有较优强塑性组合的新型Mg-5Sn-2Al-1Zn合金

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第7期34卷 2120-2137页

作者：石凤健朴南瑛王冀恒谭昊天郭宇航杨飞陈书锦芦笙王泽鑫江苏科技大学材料科学与工程学院镇江212003

制备新型Mg-5Sn-2Al-1Zn(TAZ521)合金。为提高合金的强度与塑性,采用正挤压(DE)和挤压-剪切(ES)两种工艺对该合金进行变形处理。通过XRD、SEM、TEM、EBSD和拉伸试验等方法研究均匀态和挤压态合金的显微组织演变、织构演变及强化机制。... 详细信息

制备新型Mg-5Sn-2Al-1Zn(TAZ521)合金。为提高合金的强度与塑性,采用正挤压(DE)和挤压-剪切(ES)两种工艺对该合金进行变形处理。通过XRD、SEM、TEM、EBSD和拉伸试验等方法研究均匀态和挤压态合金的显微组织演变、织构演变及强化机制。结果表明,正挤压态合金的力学性能得到改善;然而,合金表现出由粗晶和细小动态再结晶(DRXed)晶粒组成的双峰组织。经过挤压-剪切变形后的合金组织变得更加均匀,并且实现更好的强韧性结合,变形后合金的屈服强度(YS)、极限抗拉强度(UTS)和伸长率(EL)分别达到212 MPa、303 MPa和21.7%。晶粒细化和Mg2Sn析出物的钉扎效应对强度的提高起到重要作用,此外,延展性的提高归因于基面纤维织构的弱化和非基面滑移系的激活。

关键词： Mg-Sn-Al-Zn合金挤压-剪切晶粒细化力学性能织构演变

基于深度多源子域适应网络的滚动轴承跨域故障诊断

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控制与决策 2024年第3期39卷 877-884页

作者：李晨昀景旭文李炳强周宏根刘金锋江苏科技大学机械工程学院江苏镇江212000

针对域适应技术在源域数据集子类距离过近以及样本数量少时分类精度低的问题,提出一种基于深度卷积生成对抗网络(DCGAN)数据扩充的深度多源子域适应网络(DMSAN)故障诊断方法.首先,针对目标域样本少的问题,引入深度卷积生成对抗网络对其... 详细信息

针对域适应技术在源域数据集子类距离过近以及样本数量少时分类精度低的问题,提出一种基于深度卷积生成对抗网络(DCGAN)数据扩充的深度多源子域适应网络(DMSAN)故障诊断方法.首先,针对目标域样本少的问题,引入深度卷积生成对抗网络对其进行数据扩充;其次,通过网络分支结构获取多源域的共享特征;再次,使用局部最大均值差异(LMMD)进行特征映射,对齐每个源域和目标域的子领域;最后,采用加权模块实现全局损失的最小化,以及多源域联合诊断.引入美国凯斯西储大学(CWRU)数据集和搭建故障诊断平台测得的轴承故障数据集进行实验,结果表明所提出模型的跨域故障诊断精度高于其他域适应对比模型,在目标域数据较少时优势尤为明显.

关键词：域适应对抗网络多源域小样本故障诊断滚动轴承

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基于空程和方向的船体装配线划线路径优化

计算机集成制造系统 2024年第7期30卷 2406-2418页

作者：申燚戴现令袁明新李解蒋为钰江苏科技大学机械工程学院江苏镇江212100

为解决复杂船体装配线划线路径优化时精度低和收敛速度慢的问题,进而提高数控划线枪的作业效率,提出了基于空程和方向的船体装配线划线路径的调参免疫优化。首先以装配线的划线顺序和划线方向建立目标函数;然后借鉴凸透镜虚实成像原理... 详细信息

为解决复杂船体装配线划线路径优化时精度低和收敛速度慢的问题,进而提高数控划线枪的作业效率,提出了基于空程和方向的船体装配线划线路径的调参免疫优化。首先以装配线的划线顺序和划线方向建立目标函数;然后借鉴凸透镜虚实成像原理设计了新免疫优化算法,基于进化代数和种群浓度自适应调节交叉和变异概率,并引入疫苗操作实现了船体装配线划线路径求解;最后基于马尔科夫链理论证明了免疫优化算法的收敛性。六组高维函数测试结果表明,与遗传算法、免疫遗传算法和自适应改进遗传算法相比,所提算法实现了100%寻优,且最小收敛代数、平均收敛代数、迭代代数标准差分别平均减少了29.63%、28.96%和18.33%。四种船体结构的装配线划线路径优化测试结果表明,相比起其他三种算法,所提算法的路径规划性能最佳,其最小值和平均值分别平均减少了1.38%和2.39%,平均收敛代数和迭代代数标准差分别平均减少了17.19%和13.08%,从而进一步验证了船体装配线划线路径调参免疫优化的有效性和优越性。

关键词：船体装配线划线路径空走行程虚实成像免疫优化

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复合润滑结构改善滑动导轨表面爬行现象研究

中国机械工程 2024年第10期35卷 1740-1746,1761页

作者：樊玉杰陈俣哲郝梦杰王苏扬杜宇辰夏晶管小燕江苏科技大学机械工程学院镇江212003

滑动导轨在低速重载时产生爬行现象,严重影响机床的加工精度。为了改善滑动导轨的爬行现象,对滑动导轨表面复合润滑结构的设计和摩擦力分阶段表征进行了研究。在激光烧蚀微织构的基础上,采用高温高压镶嵌法制备了复合润滑微织构,基于摩... 详细信息

滑动导轨在低速重载时产生爬行现象,严重影响机床的加工精度。为了改善滑动导轨的爬行现象,对滑动导轨表面复合润滑结构的设计和摩擦力分阶段表征进行了研究。在激光烧蚀微织构的基础上,采用高温高压镶嵌法制备了复合润滑微织构,基于摩擦试验,提出了摩擦力分阶段表征方法,探索了不同复合润滑结构对各阶段摩擦力特征参数的影响规律,建立了复合润滑结构改善爬行现象的理论模型,找到抑制爬行现象性能最优的复合润滑结构。研究结果表明:表面微织构仅影响摩擦力的严重黏滑和爬升阶段,而复合润滑结构对整个启动阶段都有显著影响。填充二硫化钼(MoS 2)的正弦沟槽与六边形凹坑组合的多级复合润滑结构(SF-3)改善表面接触状态和抑制爬行现象的效果最好。与光滑表面(SS)试样相比,SF-3试样爬行时间缩短了72%,第Ⅰ阶段失稳力减小了69.83%,第Ⅱ阶段和第Ⅲ阶段的摩擦突跃力分别减小了75.91%和80.17%。

关键词：滑动导轨爬行现象复合润滑结构摩擦力

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水下壳体结构低频辐射声功率预报方法研究

中国造船 2024年第1期65卷 30-39页

作者：胡昊灏任雅馨胡东森李东升江苏科技大学海洋学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院中国船舶科学研究中心

针对水下壳体结构低频辐射声功率预报问题，提出了在水下柱形结构中采用波数域单柱面声场分离技术与超声声强法相结合的方法。首先在非消声水池中获得柱形结构近场单全息面上的复声压和径向振速，通过单柱面声场分离技术获得向外传播的... 详细信息

针对水下壳体结构低频辐射声功率预报问题，提出了在水下柱形结构中采用波数域单柱面声场分离技术与超声声强法相结合的方法。首先在非消声水池中获得柱形结构近场单全息面上的复声压和径向振速，通过单柱面声场分离技术获得向外传播的声波；然后采用超声声强法对向外传播声波中的倏逝波进行过滤，获得能够被传递到远场的传播波成分，进而对壳体远场辐射声功率进行预报，并与自由场辐射声功率进行对比，验证该方法对水下柱形结构辐射声功率预报的有效性；最后，分析影响预报结果精确度的因素，探究该预报方法的适用条件。结果表明，该方法对于声学水池中柱形结构低频声辐射预报有一定的工程应用价值，对减振降噪具有指导作用。

关键词：低频辐射声功率单柱面声场分离超声声强法传播波

冰雹形状及重复加载对叶表皮细胞壁仿生结构撞击损伤影响分析

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同方期刊数据库

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振动与冲击 2024年第3期43卷 227-232,240页

作者：王海文徐丹陈墨林叶仁传任鹏江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212000

为了提高纤维轻量化构件的冰雹载荷防护性能,基于高垂直刚度特性的叶表皮细胞壁仿生结构(a biomimetic isosceles trapezoid corrugated lattice cellular, bio-ITCLC),构建基体为涤纶纤维层合材料的仿生夹层结构数值模型,分析了冰雹形... 详细信息

为了提高纤维轻量化构件的冰雹载荷防护性能,基于高垂直刚度特性的叶表皮细胞壁仿生结构(a biomimetic isosceles trapezoid corrugated lattice cellular, bio-ITCLC),构建基体为涤纶纤维层合材料的仿生夹层结构数值模型,分析了冰雹形状、速度及重复撞击对叶表皮细胞壁仿生夹层结构力学行为及动态损伤的影响。结果表明:撞击接触力随冰雹形状的变化而改变,在相同撞击速度条件下,接触力峰值、初始上升率均随冰雹接触面的增大而提高,但加载时间减小;柱形及锥形冰雹的接触力峰值随撞击速度的增大而线性增长,半球形冰雹的接触力峰值与撞击速度呈抛物线关系。bio-ITCLC仿生夹层结构在柱形、半球形和锥形冰雹下的损伤模式分别为撞击区域屈曲压溃而引起纤维断裂、压痕导致的纤维断裂及基体开裂、仿生芯层与上层面板的分层失效。重复撞击并不改变仿生结构的失效模式,但bio-ITCLC仿生夹层结构的基体分层及累积损伤范围随冰雹重复撞击次数的增加而显著增大。

关键词：叶表皮细胞壁仿生结构(bio-ITCLC) 冰雹形状重复撞击损伤模式

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冰脊对极地冰下航道流场特性影响研究

船舶力学 2024年第7期28卷 1008-1017页

作者：孙盛石玉云李志富江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212001

冰脊是极地冰层下表面典型结构特征之一,掌握冰脊与冰下流场的相互作用规律,对于理解极地冰下航道适航特性及近冰面潜水器操纵运动具有重要的指导意义。为了探究冰脊对近冰面流场的影响及作用范围,本文基于极地实测数据建立五组典型分... 详细信息

冰脊是极地冰层下表面典型结构特征之一,掌握冰脊与冰下流场的相互作用规律,对于理解极地冰下航道适航特性及近冰面潜水器操纵运动具有重要的指导意义。为了探究冰脊对近冰面流场的影响及作用范围,本文基于极地实测数据建立五组典型分布间距冰脊流场,利用Fluent软件平台,通过稳态求解Reynolds应力方程模型(RSM)进行数值研究,重点分析冰脊间距对冰下流场特性的影响规律。同时,探究冰脊对冰下流场干扰的辐射深度。研究表明:连续冰脊对冰脊间尾涡具有拉伸效应;根据冰脊对冰下流场的干扰程度,辐射深度可分为强辐射区、稳定辐射区和无影响区三个区间。

关键词：冰脊冰下航道适航特性 RSM 尾涡

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基于相场法的极地船舶结冰再辉过程模拟

船舶力学 2024年第7期28卷 1081-1089页

作者：白旭杨苏杰张健杜越陈冠宇江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212003

极地船舶结冰是空气或海水中的过冷液滴落到船上后形成的。过冷液滴中的结晶核形成后,晶核进一步凝固放热使液滴温度重新回到凝固点并形成冰水混合物的过程被称为再辉,这是冻结阶段的开始。使用相场法,对不同过冷度下结冰再辉过程进行模... 详细信息

极地船舶结冰是空气或海水中的过冷液滴落到船上后形成的。过冷液滴中的结晶核形成后,晶核进一步凝固放热使液滴温度重新回到凝固点并形成冰水混合物的过程被称为再辉,这是冻结阶段的开始。使用相场法,对不同过冷度下结冰再辉过程进行模拟,研究再辉后的结冰形貌和冰相比例。结果表明,过冷度对再辉结果有一定影响,再辉过程中的枝晶生长速度先快后慢,再辉结束后的冰相比例随过冷度增大而增大,过冷度从30K增至45K时,冰相比例从11.92%增至29.17%。

关键词：相场法再辉极地船舶结冰过冷液滴