摘要：基于神经网络的非线性映射和泛化能力,采用人工神经网络方法,建立了置氢TC21合金力学性能预测的BP神经网络模型。模型的输入参数包括高温拉伸试验温度和置氢含量,输出参数为合金的常用力学性能指标,即抗拉强度和屈服强度。通过检验样本验证了ANN模型的准确性。结果表明:该模型具有容错性好、通用性强等优点,可以预测置氢TC21合金在不同拉伸温度和不同置氢含量下的机械性能。同时,将神经网络技术应用于材料制备工艺设计领域,可以明显地提高工艺设计效率,缩短实验周期。

摘要：为提高自由曲面环形刀五轴精加工的效率,在广域空间中分析刀具的干涉误差,对曲面宽行加工的刀具方位优化方法进行研究。首先根据环形刀刀具特性,定义曲面可能干涉的区域为广域空间,然后将广域空间离散点集变换至刀具坐标系中,计算刀具刀刃曲面的干涉误差,从而构建刀具的实际切削轮廓,并在此基础上精确计算有效的加工带宽。最后,通过建立刀具方位与加工带宽的函数关系,以加工带宽最大化为目标,实现环形刀五轴宽行加工刀具方位的自动优化。算例及试验表明,在相同的残留高度要求下,广域空间方法较之现有的二阶泰勒逼近方法,切触点轨迹长度减少了15.74%,说明基于广域空间的刀轴优化方法是实现自由曲面宽行加工的有效途径。

摘要：相对于聚合物等储能介质材料,介电陶瓷具有温度稳定性好和循环寿命长的优点,是制备脉冲功率储能电容器的优秀候选材料。但目前介电陶瓷的储能密度相对较低,不能满足脉冲功率设备小型化的要求。因此,如何显著提高介电陶瓷的储能密度成为近年来功能陶瓷研究的热点之一。本文首先介绍了介电储能电容器对陶瓷材料性能的要求,然后结合本课题组的研究工作,评述了BaTiO3基、BiFeO3基、(K0.5Na0.5)NbO3基无铅弛豫铁电陶瓷和(Bi0.5Na0.5)TiO3基、AgNbO3基无铅反铁电陶瓷储能特性的研究现状,重点阐述了不同材料体系的组分设计思路及相关储能特性,分析了无铅非线性介电储能陶瓷所面临的机遇和挑战,指出了应对策略。最后,展望了下一步的研究方向和内容。

摘要：研究多学科耦合作用下的复杂结构快速设计优化技术,解决了涡轮冷却叶片设计优化的高设计成本和数值噪声问题。函数解析与特征造型方法结合造型软件二次开发技术,实现了涡轮冷却叶片几何模型参数化及自动造型;流热耦合分析方法得到准确的气动与传热结果,通过保持与流热耦合分析模型网格节点的一致,将温度、压力等载荷信息精确传递到振动和强度分析模型;根据强度分析结果,采用经验公式方法预测叶片蠕变寿命,实现涡轮冷却叶片的多学科分析。以涡轮叶片叶尖和叶根两个外形截面18个设计参数为变量;优化拉丁超立方方法采样建立样本空间,利用Kriging函数构造快速分析模型;以叶身温度、总压损失和重量最小为优化目标,以共振裕度、应力、寿命和最大变形量为约束,建立高维、非线性设计空间下复杂涡轮冷却叶片涉及气动、传热、强度、振动和寿命等多个学科的多目标设计优化系统,最终实现叶片外形的设计优化,提高叶片的综合性能。

摘要：石墨烯具有优良的物理、化学性能,从其疏水性、微观结构和导电性的角度出发,阐述了石墨烯基材料超疏水调控的几种方式、微观结构及缓蚀剂纳米存储,初步探讨了石墨烯材料的耐蚀机理。通过调控石墨烯的疏水性、微观结构和导电性,可提高石墨烯的耐蚀性,实现石墨烯基材料组成、微观结构和高防腐蚀性能的有机统一,为开发新型防腐蚀技术、工艺和材料体系奠定基础,拓展石墨烯基材料在防腐蚀方面的应用。

摘要：概括了人工神经网络的学习机理以及运用较多的BP神经网络模型的BP算法原理,进一步综述了人工神经网络在钛合金材料高温变形行为研究、力学性能预测和相变规律等方面的应用情况。认为将人工神经网络技术应用于钛合金材料领域中,可以明显地提高工艺设计效率,缩短实验周期,对钛合金材料的研究具有很高的应用价值和深远的指导意义。

摘要：钛合金表面减摩涂层的设计和制备是提升钛合金构件耐磨性能、保障服役安全的重要技术之一。针对于目前钛合金减摩涂层中减摩剂分散不均匀,易于团聚导致膜基结合力差等问题,本研究采用一步微弧氧化技术在TC4合金表面原位生长纳米MoS2颗粒,制备具有减磨作用的MoS2/TiO2复合陶瓷膜层;讨论了原位反应中硫源添加量对膜层微观结构及耐磨性能的影响。结果表明:以Na2S和Na2MoO4分别为硫源和钼源在TC4合金表面通过微弧氧化制备出了MoS2/TiO2复合陶瓷膜层;通过控制Na2S浓度可以原位生成具有小尺寸、均匀化分布的纳米MoS2颗粒,并实现对MoS2含量和形态的调控。随着Na2S浓度的增加,膜层结构逐渐致密化且表面粗糙度较低,当添加量到达60 g/L时,由于硫沉淀作用导致膜层开始疏松,粗糙度增加。由于膜层表面和内部均存在均匀化分布且具有自润滑作用的MoS2颗粒,所得膜层耐磨性较传统微弧氧化膜层或直接添加MoS2颗粒所得膜层分别提高了395.4%、129.4%;同时,膜基结合力较传统微弧氧化提高了87.1%,达到了723.8 N,说明了该技术在保证良好的自润滑效果同时改善了膜基结合力。该研究结果可以为钛合金耐磨涂层设计和制备提供新思路和研究方法。

摘要：针对自由曲面叶轮流道非正交四轴加工,提出了一种在刀轴约束面上旋转插值的刀轴控制方法。通过分析刀轴约束条件,在工件坐标系下建立满足约束条件的单位圆锥面。采用清根切触点处初始刀轴的计算方法求解清根轨迹上每一个切触点处无干涉的刀轴矢量。按照清根切触点序列依次计算流道两侧对应清根刀轴在单位圆锥面上确定的扇形曲面区域,并在该区域等角度旋转插值清根刀轴,从而获得流道加工的刀轴矢量,最后建立机床运动学约束条件并对其进行光顺处理。结果表明,该方法能够准确有效地计算叶轮流道非正交四轴加工光滑且无干涉的刀轴矢量。

摘要：多孔Si_(3)N_(4)陶瓷由于其优秀的性能而被应用于航空航天等领域,添加造孔剂法是一种有效制备多孔Si_(3)N_(4)陶瓷的方法。采用数字光处理(Digital light processing,DLP)技术结合添加造孔剂法制备多孔Si_(3)N_(4)陶瓷,系统地研究了淀粉、稻壳粉、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)四种造孔剂对多孔Si_(3)N_(4)陶瓷性能的影响规律。研究表明,造孔剂粉体颗粒比表面积的不同对浆料黏度有所影响,其中,稻壳粉比表面积最大,其浆料黏度最小。同时,陶瓷浆料中固相含量的升高会导致固化深度降低;而固体颗粒的平均粒径增大会降低对紫外光的散射,使固化深度升高。此外,造孔剂的物理性质与形态差异会对素坯与烧结样品的微观形貌产生影响,但不影响多孔Si_(3)N_(4)陶瓷的相转变过程与断裂方式。多孔Si_(3)N_(4)陶瓷的抗弯强度随着孔隙率的增加而减小,而孔隙率则与造孔剂自身的物理性质和所形成孔隙的特点密切相关。综合考虑不同造孔剂对陶瓷浆料黏度和固化深度以及DLP打印素坯的质量与烧结样品性能的影响,选用PMMA造孔剂比较合适。添加10%PMMA作为造孔剂时,多孔Si_(3)N_(4)陶瓷的综合性能较好,体积密度为2.66 g/cm^(3),孔隙率为20.10%,抗弯强度为463.43 MPa。

摘要：基于Finemet合金的成分及其非晶前驱体的晶化特征,提出了Finemet型合金的"双团簇"结构模型和团簇式成分,即Finemet合金的非晶前驱体可看作由2类团簇结构构成:一种为基于a-Fe(Si)有序固溶体(例如Fe_3Si相)的[Si-Fe_(14)](Cu_(1/13)Si_(12/13))_3弱稳定团簇结构;另一种为对应于Fe-B-Si-Nb系块体非晶合金的[(Si,B)-B_2(Fe,Nb)_8]Fe强稳定团簇结构。将2种团簇成分式按等比例混合,设计并制备了多个新成分合金。热分析和磁性测量结果表明,所有成分的非晶样品均显示多峰晶化特征,其中,[(Si_(0.8)B_(0.2))-B_2Fe_(7.2)Nb_(0.8)]Fe+[Si-Fe_(14)](Cu_(1/13)Si_(12/13))_3(即Fe_(74)B_(7.33)Si_(15.23)Nb_(2.67)Cu_(0.77))非晶两晶化峰的峰间距(ΔT_p=T_(p2)-T_(p1))最大,约为192 K。该非晶样品在813 K等温退火60 min后获得典型的纳米晶/非晶复相结构,其饱和磁化强度B_s约为1.26 T,矫顽力H_c约为0.5 A/m,1 k Hz下的有效磁导率m_e约为8.5×10~5。新成分纳米晶合金的综合软磁性能均优于典型成分为Fe_(73.5)Si_(13.5)B_9Cu_1Nb_3的已有Finemet纳米晶合金。