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科学中国人 1996年第6期 58-59页

作者：吴复兴高能束流加工技术重点实验室

由中国航空工业总公司北京航空工艺研究所(六二五所)承建的“高能束流加工技术重点实验室”是国防科工委批准建立的国家级重点实验室。1995年11月通过验收并正式投入运行,向国内外开放。

关键词：高能束流激光加工技术重点实验室航空工艺电子束焊接激光制孔真空等离子喷涂等离子喷涂技术激光加工设备型号研制

开拓创新引领技术发展——走进高能束流加工技术重点实验室

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航空制造技术 2014年第19期57卷 70-71页

作者：良辰《航空制造技术》编辑部

高能束流加工技术具有独特优势,近年来受到越来越多的重视,应用领域不断扩大。经过多年的发展,高能束流加工技术已经应用到焊接与去除、表面工程和增材制造等方面,在航空航天、船舶、兵器、交通、医疗等诸多领域发挥了重要作用。高能束... 详细信息

高能束流加工技术具有独特优势,近年来受到越来越多的重视,应用领域不断扩大。经过多年的发展,高能束流加工技术已经应用到焊接与去除、表面工程和增材制造等方面,在航空航天、船舶、兵器、交通、医疗等诸多领域发挥了重要作用。高能束流加工技术重点实验室根据国防科技和武器装备的发展需求,围绕国防科技战略目标和武器装备技术的发展趋势,开展具有探索性、创新性的应用基础研究和关键技术研究,建立本技术领域具有国际先进、国内领先的开放式研究平台,为国防及国民经济建设提供先进的高能束流加工技术及人才。

关键词：高能束流加工技术重点实验室创新国防科技国民经济建设武器装备增材制造表面工程

高斯移动热源作用下的选区激光熔化近场动力学模型

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中国激光 2024年第16期51卷 178-190页

作者：杨凯亮李怀学中国航空制造技术研究院高能束流加工技术国家级重点实验室北京100024

对残余应力和变形的有效预测能够保证金属增材制造过程中的零件质量。基于网格的传统有限元法已经能够为许多增材制造过程建立相应的高保真度模型,但其在复杂的边界条件、大变形和裂纹扩展、界面运动和相变等问题的求解方面仍存在不足... 详细信息

对残余应力和变形的有效预测能够保证金属增材制造过程中的零件质量。基于网格的传统有限元法已经能够为许多增材制造过程建立相应的高保真度模型,但其在复杂的边界条件、大变形和裂纹扩展、界面运动和相变等问题的求解方面仍存在不足。提出了一个三维近场动力学模型,用于模拟激光增材制造过程中材料的温度场和变形。首先,模型主要考虑了激光增材制造的基本热物理过程,基于近场动力学方法对选区激光熔化过程中的热力耦合模型、粉末材料模型、热源模型等进行了建模;随后,通过多个单独的物理过程对模型进行验证,结果表明该模型稳定、准确,有望用于模拟激光增材制造过程;最后,将近场动力学模型用于模拟选区激光熔化单层制造过程并进行了分析。

关键词：激光制造近场动力学热力学分析选区激光熔化高斯移动热源

TB18钛合金电子束焊接接头微观组织及力学性能研究

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航空制造技术 2024年

作者：耿康徐明刘昕付鹏飞李立航唐振云中国航空制造技术研究院高能束流加工技术重点实验室

TB18钛合金是一种新型近β型超高强韧钛合金，其高比强度、高比刚度的特征受到航空航天领域的青睐。本研究对TB18钛合金采用3种电子束焊接和热处理组合工艺获得焊接接头，并通过组织分析、拉伸和冲击性能测试、断口分析研究了焊接接头... 详细信息

TB18钛合金是一种新型近β型超高强韧钛合金，其高比强度、高比刚度的特征受到航空航天领域的青睐。本研究对TB18钛合金采用3种电子束焊接和热处理组合工艺获得焊接接头，并通过组织分析、拉伸和冲击性能测试、断口分析研究了焊接接头的微观组织和力学性能的关系。结果表明，TB18钛合金电子束焊接接头由母材、热影响区和熔化区3个区域组成。在3种电子束焊接和热处理组合工艺中，固溶+时效+焊接态的熔化区为较软的β相，力学性能强度低但塑性高。而固溶+焊接+时效态、焊接+固溶+时效态3个区域的微观组织均为β相析出细小弥散的针状α相。但前者的熔化区针状α相长径比低，力学性能强度高，塑性差，呈现脆性断裂。焊接+固溶+时效态3个区域的α相长径比相对均一，力学性能强度高，塑性良好，呈现强韧性匹配特征，因此是最优的电子束焊接和热处理组合工艺。

关键词： TB18钛合金电子束焊接热处理组织力学性能断口分析

基于胞元堆叠的拉伸-扭转耦合变形结构设计与增材制造验证(特邀)

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中国激光 2024年第10期51卷 178-186页

作者：朱学仁黄可陈玮张家应中国航空制造技术研究院高能束流加工技术重点实验室北京100024 北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100190

提出了一种拉伸-扭转耦合变形的新型力学超结构,该结构可在轴向拉伸的同时显著提升其截面扭转能力。针对这种简单构型的力学超材料胞元结构进行了建模,并通过胞元堆叠的方式设计了具有拉伸-扭转耦合变形能力的宏观梁结构。通过有限元分... 详细信息

提出了一种拉伸-扭转耦合变形的新型力学超结构,该结构可在轴向拉伸的同时显著提升其截面扭转能力。针对这种简单构型的力学超材料胞元结构进行了建模,并通过胞元堆叠的方式设计了具有拉伸-扭转耦合变形能力的宏观梁结构。通过有限元分析方法研究了胞元的拉伸刚度和拉伸-剪切变形耦合特性,验证了宏观梁结构的变形性能并分析了相关参数,采用激光选区烧结(SLS)技术制备样品进行了实验验证。结果显示:四胞元悬臂梁的扭转角明显大于双胞元悬臂梁,在46.69 N拉力作用下,它们分别产生了0.667°和0.479°的扭转角,与有限元分析结果具有较好的一致性。此外,相比于双胞元悬臂梁,四胞元组合堆叠悬臂梁在质量上仅增加了2.77%,但耦合系数却增大了42.97%,这表明四胞元堆叠悬臂梁具有更优的拉伸-扭转耦合特性。宏观梁结构中的扭转变形近似成线性累积,可通过增加胞元组合的堆叠次数增大其扭转角。

关键词：超材料结构设计胞元堆叠增材制造

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高效铣刀后刀面摩擦应力波传播与衰减特性

振动与冲击 2024年第12期43卷 181-193,211页

作者：赵培轶欧阳一杰姜彬姜宇鹏黑龙江省先进加工技术与智能制造重点实验室哈尔滨150080

高效铣削加工过程中,受高频、断续切削载荷作用,铣刀与工件接触角度、姿态频繁变动,使得刀工界面相对摩擦力及其引起的应力波传播、衰减过程动态变化,导致高效铣削过程摩擦磨损、磨损寿命难以准确识别及预测。构建刀齿误差和铣削振动影... 详细信息

高效铣削加工过程中,受高频、断续切削载荷作用,铣刀与工件接触角度、姿态频繁变动,使得刀工界面相对摩擦力及其引起的应力波传播、衰减过程动态变化,导致高效铣削过程摩擦磨损、磨损寿命难以准确识别及预测。构建刀齿误差和铣削振动影响下的铣刀-工件动态接触关系模型,解算铣刀刀齿后刀面摩擦力,根据一维弦线理论,提出刀齿后刀面摩擦应力波传播距离、变化速率与衰减率的解算方法。结果表明,靠近刀尖处应力波峰值和变化速率更大,高效铣刀摩擦应力波衰减过程呈偏态指数型衰减。应力波解算方法的关联度验证结果表明,刀齿后刀面特征点能量与试验累积磨损深度的关联度大于0.8,验证了模型的准确性。

关键词：高效铣刀后刀面摩擦力应力波

选区激光熔化成形不同偏移率拱形点阵结构力学性能

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焊接学报 2024年第8期45卷 95-102,109页

作者：杨林沂许明三叶建华韦铁平福建理工大学福建省智能加工技术及装备重点实验室福州350118

为研究不同偏移率对力学性能的影响,利用选区激光熔化技术成形12个不同偏移率的Al Si10Mg拱形点阵试样,通过准静态压缩试验分析偏移率对点阵抗压强度、弹性模量的影响,结合有限元仿真和压缩试验,分析不同偏移率拱形点阵应力集中的变化... 详细信息

为研究不同偏移率对力学性能的影响,利用选区激光熔化技术成形12个不同偏移率的Al Si10Mg拱形点阵试样,通过准静态压缩试验分析偏移率对点阵抗压强度、弹性模量的影响,结合有限元仿真和压缩试验,分析不同偏移率拱形点阵应力集中的变化对点阵失效形式的影响.结果表明,拱形点阵的偏移率在20%时抗压强度和弹性模量达到最大值,相对未偏移点阵的抗压强度和弹性模量分别提升了49%和28%.随着偏移率的增加点阵的应力集中先由结点向结点两端杆件转移,点阵的失效形式由逐层坍塌变为剪切断裂,此时偏移率的增加对点阵的结点有强化作用,后又出现向结点处集中的趋势,并且结点中心应力逐渐下降,点阵的失效形式由剪切断裂变为剪切断裂伴随结点崩碎,此时偏移率的增加削弱了点阵的结点强度.

关键词：选区激光熔化拱形点阵压缩偏移率失效形式

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二氧化锆空心微球制备技术的主要进展

过程工程学报 2024年第6期24卷 627-635页

作者：李保强金化成丁飞王纯袁方利中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190 中国航空制造技术研究院高能束流加工技术重点实验室北京100024

二氧化锆空心球形粉末是制备隔热防护涂层的一种重要原料,其中粉末的特点决定了涂层的性能,高质量的二氧化锆空心球形粉末的制备成为行业关注的热点。本综述分析了二氧化锆空心微球的国内外研究现状,介绍了二氧化锆空心微球的主要制备方... 详细信息

二氧化锆空心球形粉末是制备隔热防护涂层的一种重要原料,其中粉末的特点决定了涂层的性能,高质量的二氧化锆空心球形粉末的制备成为行业关注的热点。本综述分析了二氧化锆空心微球的国内外研究现状,介绍了二氧化锆空心微球的主要制备方法,包括模板法、溶剂热法、喷雾干燥法和等离子体烧结法等,并对它们的优缺点进行了简要总结。模板法在ZrO2空心微球形貌的控制上表现出色,但是存在模板合成及后续去除过程繁琐等问题,并且对于制备工艺的要求较高,容易造成材料的浪费以及空心微球的破坏。溶剂热法的反应条件相对苛刻,涉及到产品的后续分离及洗涤、干燥等过程,难以进行批量化制备。喷雾干燥法是批量制备球形空心颗粒的有效方法,但是制备得到的空心颗粒存在强度低、喷涂过程中易破损等问题。相对于其他制备方法,喷雾干燥法和等离子体烧结法联用制备得到的球形空心颗粒因具有球形度高、流动性好且粒度分布可控等优势,更有利于应用于涂层的喷涂制备上。

关键词：二氧化锆空心微球制备技术

策略梯度的超启发算法求解带容量约束车辆路径问题

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控制理论与应用 2024年第6期41卷 1111-1122页

作者：张景玲孙钰粟赵燕伟余孟凡蒋玉勇浙江工业大学特种装备制造及先进加工技术教育部重点实验室浙江杭州310014

有容量车辆路径问题是组合优化问题中比较热门的问题,它属于经典的NP-hard问题并且时间复杂度高.本文提出了一种基于策略梯度的超启发算法,将强化学习中的确定性策略梯度算法引入到超启发算法的高层策略中的底层算法选择策略,确定性策... 详细信息

有容量车辆路径问题是组合优化问题中比较热门的问题,它属于经典的NP-hard问题并且时间复杂度高.本文提出了一种基于策略梯度的超启发算法,将强化学习中的确定性策略梯度算法引入到超启发算法的高层策略中的底层算法选择策略,确定性策略梯度算法采用Actor-Critic框架,另外为了能够在后续计算和神经网络参数更新中引用历史经验数据,在确定性策略梯度算法中设计了经验池用于存储状态转移数据.在超启发算法解的接受准则方面,文中通过实验对比了3种接受准则的效果,最终选择了自适应接受准则作为高层策略中解的接受准则.通过对有容量车辆路径问题标准算例的计算,并将求解结果与其他算法对比,验证了所提算法在该问题求解上的有效性和稳定性.

关键词：车辆路径问题强化学习关策略梯度算法神经网络超启发算法

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Mn含量对Ti-6Al-4Mo合金显微组织和力学性能的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 718-725页

作者：黄庆国应字祥王志磊张志豪刘新华北京科技大学新材料技术研究院材料先进制备技术教育部重点实验室现代交通金属材料与加工技术北京实验室北京100083

以开发综合力学性能良好的高弹性模量钛合金为研究目的,采用冷坩埚悬浮熔炼法制备了Ti-6Al-4Mo-x Mn(x=0,1,2,3,4,质量分数,%)合金,研究了Mn含量对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Ti-6Al-4Mo-x Mn合金由α和β相组成,未出现Ti... 详细信息

以开发综合力学性能良好的高弹性模量钛合金为研究目的,采用冷坩埚悬浮熔炼法制备了Ti-6Al-4Mo-x Mn(x=0,1,2,3,4,质量分数,%)合金,研究了Mn含量对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Ti-6Al-4Mo-x Mn合金由α和β相组成,未出现Ti-Mn相。随着Mn含量的增加,合金的α→β相变温度降低,合金中β相的体积分数增加,合金的组织变细,魏氏组织逐渐增多;合金的硬度(HRC)从30增加到46,抗拉强度从838 MPa增加到1266 MPa,这是因为Mn元素在合金中引起了固溶强化和组织细化;合金的弹性模量呈现先升高后降低的趋势,当Mn含量为1%时,合金的弹性模量最高,约136 GPa,同时抗拉强度为916 MPa,较Ti-6Al-4V合金分别提高24.0%和3%,综合力学性能最好。

关键词： Mn含量 Ti-6Al-4Mo-xMn合金显微组织力学性能弹性模量