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6061铝合金自润滑热锻条件下工件和模具摩擦磨损特性

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塑性工程学报 2024年第5期31卷 87-93页

作者：李嘉宾钱东升余中全王华君蒋骋魏恒黄志强武汉理工大学材料科学与工程学院湖北武汉430070 武汉理工大学湖北省绿色材料精密成形工程技术研究中心湖北武汉430070

基于热锻条件,使用销-盘摩擦设备对6061热锻铝合金和H13钢基自润滑模具材料进行了高温对磨实验,通过电子探针和能谱仪分析了不同工况下工件和模具的磨损机理。结果表明,随着载荷的增加,工件和模具之间的摩擦因数与磨损率先降低后升高;... 详细信息

基于热锻条件,使用销-盘摩擦设备对6061热锻铝合金和H13钢基自润滑模具材料进行了高温对磨实验,通过电子探针和能谱仪分析了不同工况下工件和模具的磨损机理。结果表明,随着载荷的增加,工件和模具之间的摩擦因数与磨损率先降低后升高;随着转速的增加,工件和模具之间的摩擦因数增大,磨损率呈倍数增加;当载荷为12 N、转速为100 r·min^(-1)时,工件和模具之间的摩擦因数最小,其值为0.416,磨损率仅为24.591 mm 3·N^(-1)·m^(-1);随着转速和载荷的增加,工件和模具之间的粘着磨损加重并且逐渐出现磨粒磨损和氧化磨损。

关键词： 6061铝合金 H13钢基自润滑模具热锻摩擦磨损

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存在旋转圆跳动的轧辊表面的送丝激光熔覆工艺研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第4期55卷 1332-1339页

作者：张财宝刘继常曾俊喆湖南大学机械与运载学院湖南省机械装备绿色再制造工程技术研究中心湖南长沙410082

为解决轧辊旋转时产生的圆跳动影响送丝激光熔覆轧辊修复的问题,对轧辊旋转圆跳动对于丝材尖端与轧辊面位置及激光熔覆过程的影响规律进行理论分析,并针对激光功率和光斑直径对存在圆跳动的轧辊激光熔覆修复工艺的影响进行试验研究。研... 详细信息

为解决轧辊旋转时产生的圆跳动影响送丝激光熔覆轧辊修复的问题,对轧辊旋转圆跳动对于丝材尖端与轧辊面位置及激光熔覆过程的影响规律进行理论分析,并针对激光功率和光斑直径对存在圆跳动的轧辊激光熔覆修复工艺的影响进行试验研究。研究结果表明:在熔覆过程中,由于圆跳动的影响,前沿送丝成形的熔覆道高度过低,后沿送丝成形的熔覆道易出现大量毛刺,但中间送丝成形的熔覆道表面形貌相对较好;在小光斑、低功率工艺状况下,中间送丝成形的熔覆道也会出现孔隙以及毛刺,增加激光功率和光斑直径可以减少此现象。在圆跳动误差不大于0.6 mm情况下,当激光功率P为2 400 W、指示红光直径为6.5 mm时,几乎不会出现缺陷。采用小搭接率进行多道搭接试验时,圆跳动会影响第1道熔覆道的实际成形位置,搭接率为40%时成形的熔覆道受影响不明显。

关键词：丝材激光熔覆轧辊修复圆跳动丝材尖端激光光斑直径

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NiTi形状记忆合金的功能特性及其应用发展

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材料工程 2024年第2期52卷 60-77页

作者：杨超廖雨欣卢海洲颜安蔡潍锶李鹏旭华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心广州510640 广东技术师范大学机电学院广州510665

NiTi形状记忆合金(shape memory alloys,SMAs)作为一种智能材料,具有良好的超弹性、形状记忆效应和生物相容性等功能特性,被广泛应用于航空航天、医疗器械和工程建筑等领域。其中超弹性在宏观上表现为发生较大的变形仍能恢复原形状,且... 详细信息

NiTi形状记忆合金(shape memory alloys,SMAs)作为一种智能材料,具有良好的超弹性、形状记忆效应和生物相容性等功能特性,被广泛应用于航空航天、医疗器械和工程建筑等领域。其中超弹性在宏观上表现为发生较大的变形仍能恢复原形状,且其远大于常见金属可恢复的弹性应变。形状记忆效应则是温度激励下奥氏体和马氏体两相的相互转变,根据宏观变形分为单程、双程和全程形状记忆效应。而NiTi SMAs的生物相容性体现在低弹性模量和低生物毒性等方面,可应用于正畸、矫正、心血管支架等医疗器件。为充分发挥NiTi SMAs的功能,研究者们不断开发NiTi SMAs相关的智能结构。本文简要综述了近年来研究和发展NiTi SMAs的不同功能特性及其对应的智能结构典型应用,详细介绍和讨论了NiTi SMAs的功能特性、关注问题和应用领域。同时,也对NiTi SMAs阻尼性能和储氢特性进行了阐述。最后,展望了NiTi SMAs在各领域应用上尚需重点关注的问题:利用增材制造技术调控微观结构实现超弹性的稳定性提升;通过建立本构模型为形状记忆效应的稳定应用提供理论指导,并进一步优化结构实现形状记忆效应的宏观放大;提高NiTi SMAs在生物环境里的耐腐蚀性和医疗应用推广。因此,推动NiTi SMAs在不同应用领域的个性化和功能定制化,尚需大量的跨学科研究。

关键词： NiTi形状记忆合金功能特性智能结构

基于VARI工艺的碳纤维复合材料快速修理飞机铝合金裂纹的研究

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材料导报 2024年第6期38卷 205-210页

作者：汪愿孙运刚符彬刘文浩宣善勇刘鹏国营芜湖机械厂安徽芜湖241007 安徽省航空复合材料维修工程技术研究中心安徽芜湖241007

考虑到飞机战伤抢修需求,在现有的复合材料胶接修理基础上提出了一种基于真空辅助树脂灌注(VARI)工艺的金属裂纹快速修理方法,通过静力拉伸和疲劳实验将VARI修理工艺与传统湿法胶接修理工艺、机械补强修理工艺进行对比,获得了不同修理... 详细信息

考虑到飞机战伤抢修需求,在现有的复合材料胶接修理基础上提出了一种基于真空辅助树脂灌注(VARI)工艺的金属裂纹快速修理方法,通过静力拉伸和疲劳实验将VARI修理工艺与传统湿法胶接修理工艺、机械补强修理工艺进行对比,获得了不同修理工艺下实验件的静强度恢复率、疲劳寿命、修理时间及比静拉伸强度恢复率,借助有限元分析法深入研究了VARI修理件的损伤过程,并以比静拉伸强度恢复率为指标,利用Design Expert软件进一步优化了修理补片参数。结果表明:在三种修理工艺中,VARI修理工艺效果最佳,采用VARI修理的实验件静强度能恢复至完好实验件的90.3%,疲劳寿命相比未修理实验件增长了31.4倍;与传统湿法胶接修理相比,采用VARI修理可将修理时间缩短60.2%;与机械补强修理相比,采用VARI修理可将实验件增重降低53.5%,比静拉伸强度恢复率提高146.6%;对于长度为20 mm的裂纹,补片长度60 mm、宽度64.8 mm、铺层数目四层(即补片厚度1 mm)为最优补片参数。

关键词：飞机铝合金裂纹真空辅助树脂灌注修理疲劳寿命比静拉伸强度恢复率有限元模拟

钼酸锰/氮化碳纳米复合材料修饰电极检测甲硝唑

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分析化学 2024年第2期52卷 220-233页

作者：刘蕊武天恒刘日嘉孙源哈尔滨商业大学药学院药物工程技术研究中心

采用水热法制备了钼酸锰/氮化碳纳米复合材料(MnMoO4/g-C3N4)，通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等表征了复合材料的表面形貌特征及其结构。利用滴涂法将MnMoO4/g-C3N4修饰于玻碳电极(GCE)表面，构建了检... 详细信息

采用水热法制备了钼酸锰/氮化碳纳米复合材料(MnMoO4/g-C3N4)，通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等表征了复合材料的表面形貌特征及其结构。利用滴涂法将MnMoO4/g-C3N4修饰于玻碳电极(GCE)表面，构建了检测甲硝唑(MNZ)的电化学传感器。采用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)研究了MnMoO4/g-C3N4/GCE电极的电化学行为，考察了pH值和扫描速率等参数对电流响应的影响。在优化条件下，此修饰电极检测MNZ的线性范围为0.5～2400μmol/L，检出限(LOD, 3σ/k)为1.33 nmol/L，并具有良好的选择性、稳定性和重现性。将此传感器用于检测鸡蛋和牛奶中的MNZ，加标回收率分别在97.7%～103.7%和96.9%～102.4%之间，相对标准偏差(RSD)为1.1%～2.2%，表明所制备的MnMoO4/g-C3N4/GCE传感器可用于实际食品中MNZ的检测，为食品安全监管提供了新方法。

关键词：钼酸锰类石墨相氮化碳电化学检测甲硝唑

来源：博看期刊

异氰尿酸三缩水甘油酯诱导扩链改性对聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯发泡性能的优化

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高分子材料科学与工程 2024年第5期40卷 67-75页

作者：沈超蒋团辉李胜男朱能贵曾祥补熊一鸣国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心贵州贵阳550022 贵州省材料技术创新基地贵州贵阳550022

聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)的低熔体强度限制了其在轻量化方面的应用。文中采用异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)扩链改性PBAT,以改善其熔体强度,从而提高其在注塑成型条件下的发泡性能。通过使用差示扫描量热仪、旋转流变仪和万能力... 详细信息

聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)的低熔体强度限制了其在轻量化方面的应用。文中采用异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)扩链改性PBAT,以改善其熔体强度,从而提高其在注塑成型条件下的发泡性能。通过使用差示扫描量热仪、旋转流变仪和万能力学试验机,研究了不同含量TGIC对PBAT熔融结晶行为、流变性能和力学性能的影响;使用扫描电镜观察了经TGIC扩链改性后不同PBAT样品的发泡性能。结果表明,适量的TGIC能诱导PBAT形成长链支化结构,提高分子链交联度,降低其结晶度、结晶温度和熔融温度,同时提高其拉伸强度,但降低了断裂伸长率。改性后的PBAT具有较高的储能模量、复数黏度和较低的损耗因子,表现出应变硬化行为,熔体弹性和强度得到提高。发泡性能分析结果显示,在注塑发泡条件下,含4%TGIC的样品具有最小泡孔直径、最大泡孔密度和均匀泡孔分布,展现出理想泡孔结构,说明经TGIC扩链改性后,PBAT熔体强度得以改善,发泡性能提升。

关键词：聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯扩链改性熔体强度发泡性能

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基于响应面法与MOGA算法的竹集成材榫接合椅子节点力学分析及优化

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林业工程学报 2024年第1期9卷 184-191页

作者：杨越淳王雨凡杨洋张蕾张仲凤中南林业科技大学国家林业和草原局绿色家具工程技术研究中心湖南省绿色家居工程技术研究中心长沙410004 东阳市家具研究院东阳322100

竹集成材是符合“双碳”目标的可持续发展绿色材料,具有“以竹代木”的巨大潜力。本研究借助竹集成材优良材料性能,基于榫卯结构特性,以竹集成材榫接合椅子为例,运用有限元法(FEM)进行椅子静载荷及耐久性分析,探究竹集成材榫接合椅子及... 详细信息

竹集成材是符合“双碳”目标的可持续发展绿色材料,具有“以竹代木”的巨大潜力。本研究借助竹集成材优良材料性能,基于榫卯结构特性,以竹集成材榫接合椅子为例,运用有限元法(FEM)进行椅子静载荷及耐久性分析,探究竹集成材榫接合椅子及榫接合节点力学特性,搭建响应面模型求解竹集成材T型椭圆榫接合节点榫卯尺寸与其最大等效应力、总形变和最小安全系数的关系,并运用MOGA多目标遗传算法以形变最小化、安全系数最大化为优化目标,进行榫卯尺寸优化。结果表明:竹集成材榫接合椅子静载荷分析所得椅子最大等效应力为6.818 MPa,位于座面大边与椅后腿榫接合节点;最大等效应变值为4.245×10^(-3),位于椅子扶手与椅后腿榫接合节点;椅子发生的最大形变为4.433 mm,分布在椅子靠背位置。椅子耐久性分析所得最大等效应力及最大等效应变均位于椅子扶手与椅后腿榫接合节点,分别为4.999 MPa和3.113×10^(-3);椅子整体发生的最大形变为3.251 mm,位于椅子靠背上端。由竹集成材T型榫接合节点响应面分析可知,椭圆榫接合节点的最大等效应力及最大形变随着榫头厚度a及榫头长度l的增大而减小,安全系数随之增大,榫卯尺寸对T型榫接合节点力学强度的影响以榫头厚度a和榫头长度l为主,榫头宽度b影响不显著。运用MOGA算法优化竹集成材椭圆榫尺寸,优化结果与实际试验结果的相对误差为3.93%,相对误差较小,证明优化方法及结果有效。本研究为竹集成材椭圆榫的加工生产提供参考,并为竹集成材榫接合椅子的榫卯尺寸设计提供科学优化方法。

关键词：竹集成材椅子榫接合节点响应面分析 MOGA算法有限元法(FEM)

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异温轧制钛/铝复合板温度控制及性能研究

稀有金属材料与工程 2024年第6期53卷 1693-1700页

作者：余超郭允畅肖子涵姜润五和志斌肖宏燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004

为实现钛铝异温轧制复合过程中钛板电磁感应加热时温度分布更均匀,设计不同的感应加热线圈组对钛板进行加热,使用有限元模拟了电磁感应加热中感应线圈的结构参数对温度场的影响,通过调节感应加热参数将钛板宽度方向温差控制在50℃以内,... 详细信息

为实现钛铝异温轧制复合过程中钛板电磁感应加热时温度分布更均匀,设计不同的感应加热线圈组对钛板进行加热,使用有限元模拟了电磁感应加热中感应线圈的结构参数对温度场的影响,通过调节感应加热参数将钛板宽度方向温差控制在50℃以内,形成较均匀的钛板温度。对钛板进行感应加热和测温试验,在较短时间的加热下形成了平均温度635℃,温差45℃以内的钛板温度,验证了仿真结果的正确性。对均匀性较好的高温钛板与室温铝合金板进行异温轧制,制备出界面剪切强度为63.3MPa的钛/铝复合板,并对制备出的钛/铝复合板结合性能的分布受温度均匀性的影响做了分析。

关键词：钛/铝复合板异温轧制感应加热温度控制线圈设计

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TiAl合金热成形技术研究现状与展望

材料工程 2024年

作者：胡志力张嘉恒华林湖北隆中实验室武汉理工大学汽车零部件先进技术湖北省重点实验室武汉理工大学材料绿色精密成形湖北省工程技术研究中心

轻量化是航空航天领域永恒的主题。TiAl合金的密度为3.9～4.2 g/cm3，是镍基高温合金的1/2，其兼具轻质与耐热的优异性能，在航空航天装备热端构件制造方面具有重要的应用价值。然而，TiAl合金具有本征脆性，存在室温塑性低和热变形能... 详细信息

轻量化是航空航天领域永恒的主题。TiAl合金的密度为3.9～4.2 g/cm3，是镍基高温合金的1/2，其兼具轻质与耐热的优异性能，在航空航天装备热端构件制造方面具有重要的应用价值。然而，TiAl合金具有本征脆性，存在室温塑性低和热变形能力差等问题，造成加工与成形难度大、成本高，限制了其大规模应用。在回顾总结TiAl合金发展历程及应用现状的基础上，本文综述了TiAl合金的铸造、粉末冶金、热塑性成形、增材制造等热成形技术的研究进展，其中重点讨论了热塑性成形技术，包括包套挤压、等温锻造、近等温锻造和包套轧制等。现有塑性成形技术存在的问题主要是TiAl合金塑性差、成形难度高、成形效率低以及性能不足，今后TiAl合金塑性成形的发展方向应该是高效率、低成本近净成形，同时提高材料的利用率和力学性能。

关键词：航空航天 TiAl合金热塑性成形近净成形