摘要：电池内部不可控的枝晶生长问题严重地影响着电池的循环性能和安全性能,这对于锂金属电池的实际应用是一个严峻的挑战。尽管已有较多的实验和理论研究工作聚焦于电极间锂离子各向异性输运特性对枝晶形貌的影响,但仍有一些开放性的问题有待进一步研究,例如,如何将枝晶生长的动态演变与电解液性质、电势分布或隔膜多孔结构诱导的锂离子各向异性输运关联起来。我们通过将锂离子在电解液中的扩散系数(D_(L))表示为二阶张量的形式并进行相场模拟,发现D_(yy):D_(xx)比值的增加,以及电势诱导的电极/电解液界面锂离子快速扩散层均可以降低界面处锂离子浓度梯度和电势梯度,从而减弱枝晶生长的驱动力。我们还发现隔膜基体与y方向之间夹角的增大也会显著促进电解质中的锂离子各向异性输运特性,以利于抑制枝晶生长。籍此本文提出设计D_(yy):D_(xx)=10:1的电解液和基体倾斜角为arctan(0.5)的隔膜用于锂金属电池。该相场研究有望为设计具有抑制枝晶能力的电解质或隔膜提供指导。

摘要：手表壳的制作工序包括冲压、软化退火、切削加工、磨、抛等。材料的加工硬化、回复、再结晶、晶粒长大、夹杂物等严重影响手表壳的生产效率。由于低镍或无镍高氮不锈钢不会使人体皮肤过敏,是制作手表壳的首选材料。为此,设计并炼制了一种含0.59%N(质量分数)的无镍高氮奥氏体不锈钢。研究了该钢的冲压和软化退火工艺、加工硬化率,并检测了使用该钢制作的手表壳坯的硬度。结果表明:氮能显著提高无镍奥氏体不锈钢的加工硬化率,是316L和904L钢的3倍以上。手表壳坯经多次冲压后,硬度从280 HV0.3提高到了400 HV0.3,并难以通过网带炉退火软化至原始硬度。将手表壳坯的软化退火工艺从1100℃保温25 min调整为1100℃保温35 min,并在每冲压6次后进行1100℃保温1 h的固溶处理。结果,无镍高氮奥氏体不锈钢手表壳坯的硬度达到了要求。

摘要：采用数据驱动的方法对SiCp(0.5CNT)/7075Al铝基复合材料的化学成分以及制备工艺进行了分析,针对抗拉强度和延伸率两个力学性能进行了特征重要性分析,构建了包含8种机器学习算法的集成框架,自动进行模型的参数调优和最优模型选择,并在此基础上进行了材料逆向设计.实验结果表明,在470℃固溶40 min,120℃时效15 h的热处理工艺下,SiCp(0.5CNT)/7075Al-1.0Mg复合材料抗拉强度和延伸率的预测值为617.48 MPa和2.98%,实验值为647.0 MPa和3.31%,两项物理性能的平均绝对百分比误差(mean absolute percentage errors,MAPE)较小,依次为4.56%和9.97%.这说明本数据驱动方法对铝基复合材料的工艺优化和性能提升有一定指导意义.

摘要：钢桶是液体危险化学品重要的包装容器,钢桶底板强度对其运输中的安全性起决定性的作用。在不增加厚度的情况下,在传统钢桶底板上设计涨筋以提高其抗振动疲劳寿命,同时采用有限元方法对200LSPCC(cold rolled steel)钢桶进行应力分析和结构优化,以获得桶底板的最佳方案。优化后最大等效应力降低了140%。结合振动试验,钢桶优化后的抗振性能提高了7.42倍,优化效果明显。

摘要：采用电化学方法研究了预充氢对690合金在25,50,70℃下弱碱性溶液中电化学行为的影响。结果表明,预充氢使得690合金在碳酸氢钠溶液中的自腐蚀电位负移、电化学阻抗降低,尽管不影响阳极极化曲线的形状,但增大了阳极极化曲线中一次过钝化电位之前的阳极电流密度。此外,预充氢使镍在碳酸氢钠溶液中的阳极极化曲线出现新的阳极电流峰,增大了阳极极化曲线中过钝化电位之前的电流密度,并降低了电化学阻抗。氢对金属或合金电化学行为的作用与电极反应类型、速率控制步骤以及表面膜的稳定性有关。

摘要：采用Gleeble-3500热/力模拟试验机测定了新开发的纳米析出高强度钢在1 300～600℃的力学性能。结果表明:随拉伸温度降低,试验钢的抗拉强度逐渐升高,在1 000～750℃之间拉伸时,断面收缩率出现低谷,1 000℃时塑性仍很低,此温度区间即为该钢的第三脆性区,750℃时的断面收缩率最低,而在1 100～1 250℃之间钢的塑性良好。金相显微组织观察和扫描电镜观察发现,钢的第三脆性区拉伸试样断面呈现沿晶断口特征,以脆性断裂为主,表明纳米析出高强度钢的高温强度高,钢的塑性低谷的温度范围宽,易在连铸连轧生产过程中产生裂纹等缺陷,给实际生产工艺带来困难,需要注意制造工艺设计。

摘要：为提高仿人机器人的步行能效,改善其动态平衡性能,借助拓扑优化对机器人小腿进行轻量化设计,小腿结构由分体装配式结构重新设计为一体化结构,零件由11个减少为1个。通过相图热力学计算,获得AlSi10Mg热物理性能,在此基础上开展小腿的粉末床熔融增材制造AlSi10Mg工艺研究和粉末床熔融工艺仿真,结果显示,优化的激光工艺参数窗口为线能量密度90~210 J/m。在此基础上,打印出成品,最终实现了小腿打印件减重63.8%的目标,满足了轻量化、一体化、力学性能和美观的统一。

摘要：考虑随机不确定性因素的影响,对50 MN三梁四柱式锻造液压机工作缸缸体进行可靠性分析。通过ANSYS/APDL参数化设计语言,建立缸体三维参数化模型;根据应力-强度干涉原理,建立缸体可靠性模型;将缸体的几何参数、载荷及屈服强度等参数设为服从一定分布规律的随机变量,运用ANSYS/PDS模块,采用Monte-Carlo模拟技术,对其进行可靠性仿真,给出了缸体的可靠度数值;通过灵敏度分析,探讨了各不确定性变量对缸体可靠度的影响规律。

摘要：西汉漆器具有较高的艺术、历史以及社会价值,但考古发掘出土的器物多因长时间埋藏而严重变形,漆器的结构与纹饰的低畸变获取非常困难,直接影响到漆器的原真性复原。为此,本研究以西安凤栖原张安世家族墓葬群中的大型漆箱为研究对象,利用三维扫描、多角度二维拍照、实体非接触测量等多种数字化技术方法,通过多技术手段的交叉、融合和比较印正,成功获得了西汉漆箱及纹饰的规格与形状,为高度形变出土漆器的原真性复原奠定了基础。

摘要：为研究碳、硅、锰等合金元素对热轧态中锰钢组织及力学性能的影响,设计了4种不同合金成分的热轧态中锰钢,并对其进行620℃退火10 h的热处理。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和拉伸试验等研究了实验钢的显微组织、残留奥氏体体积分数和单轴拉伸性能。结果表明:4种热轧态实验钢在退火过程中都发生奥氏体逆相变,获得了一定量的残留奥氏体组织,0.11C-7.05Mn-0.27Si钢的残留奥氏体的体积分数最高,达到49.64%。0.22C-4.87Mn-0.25Si钢的综合力学性能最优,其抗拉强度(R_(m))为1024.48 MPa,断后伸长率(A_(50))为30.74%,强塑积(R_(m)×A)为31.49 GPa·%。分析认为,随着合金元素C、Mn含量的增加,退火后中锰钢中的残留奥氏体的体积分数增加,但伸长率与奥氏体的体积分数不一定成正比,主要还受残留奥氏体的稳定性的影响。另外,硅元素主要用于中锰钢的合金化。热轧态中锰钢获得超高强度、高塑性及高强塑积的主要原因还是残留奥氏体的TRIP效应以及超细晶铁素体或马氏体的细晶强化效应。