强磁场下合金凝固过程控制及功能材料制备

近些年来关于强磁场下材料加工过程的研究取得了长足的发展和进步。本文综述了强磁场下金属材料凝固过程控制和新材料制备的研究进展。重点介绍了强磁场下Lorentz力、热电磁力和磁化力对熔体流动、溶质分布和组织演变的影响规律;磁力矩对磁性相的晶体取向的作用规律;磁偶极间相互作用对相排列的控制作用等。同时,介绍了利用强磁场下的凝固方法制备MnSb/MnSb-Sb梯度复合材料和梯度磁致伸缩材料、各向异性材料等新型功能材料的研究进展。通过强磁场控制金属材料凝固过程可以有效改善材料的微观组织,并进一步提高材料性能,这为开发新型功能材料提供新的途径。     

Weibull分布下的系统可靠性评估方法研究

在Weibull分布的定时截尾样本中,对可靠性、可靠寿命和失效率这3种参数的验前分布及形状参数的验前信息进行了分析。论述了结合熵损失函数来求得系统可靠度及寿命的Bayes点估计和置信下限,为大型系统的可靠性评估提供了一种重要的理论依据。     

基于自适应遗传算法的电液伺服系统控制

针对提高冲压发动机可调尾喷管用电液伺服系统控制性能问题,通过定义负载流量与负载压力,利用小偏量法建立系统线性模型,并设计基于自适应改进遗传算法的控制器,从而提升系统控制性能。分别对经典PID控制中比例、积分、微分3个参数及智能模糊控制中隶属函数、控制规则的58个参数进行全局寻优,前者采用二进制编码,后者采用十进制编码,克服设计者在进行无优化算法控制器设计时的经验主观性及控制系统性能未达最优的缺点。利用MATLAB进行数字离散系统编程仿真,结果表明:较优化前,遗传算法优化后的PID控制调节时间与超调更小,优化后的模糊控制响应时间更短且无超调,且后者响应时间和超调皆小于前者,即非线性智能模糊控制较线性PID控制更具优化潜力。     

直流电压下SF_6气体中电极覆膜对金属微粒启举的影响机理

为研究直流电场下SF_6气体中低压电极覆膜对金属微粒启举的影响机理,搭建了实验平台并使用高速摄像机记录运动轨迹。实验结果表明,随着SF_6气体压力的增大,微粒启举场强升高,且启举后到达高压电极的时间缩短。基于图像处理获得了微粒的瞬时位移,结合运动力学方程和最小二乘法提出了启举时电荷量的计算方法,微粒电荷量的计算分析表明启举时的电荷量减小。建立了覆膜后金属微粒周围电场分布的理论模型,电场分析表明金属微粒与薄膜间的电场明显增大及表面电荷密度分布的改变,使得金属微粒受到向下的极化作用力。研究认为:电荷量减小和极化作用力向下综合导致金属微粒的启举场强提高;覆膜后局部放电是金属微粒的带电机理;SF_6气体压力增大使得金属微粒发生局部放电的起始场强升高,导致极化作用力增大,需要更高场强发生启举。     

气囊式蓄能器吸收脉动的动态特性分析

针对气囊式蓄能器吸收脉动的基础理论建模不足问题，将蓄能器进行力学模型简化，借鉴经典的质量-弹簧-阻尼系统模型，利用由参数增量表达的传递函数及流量方程，建立蓄能器气腔、液腔、进油阀及整体数学模型。在此基础上，通过编程仿真并深入分析气液腔的压力与体积对阶跃和正弦信号的动态响应特性，同时给出初始容积与预充气压力对蓄能器的影响规律。最终，为了验证蓄能器消除柱塞泵出口高压油液脉动效果，将蓄能器与柱塞泵的联合仿真结果与试验数据进行对比，两者结果基本一致，验证了模型的正确性，为蓄能器数学建模提供理论支撑。     

直流电压下SF_6气体中电极覆膜后金属微粒启举场强的计算分析

电极覆膜是直流GIL中提高金属微粒启举场强的一种重要措施,研究覆膜后启举场强的计算能够为实际GIL覆膜选择提供理论支撑。Parekh启举场强计算模型未考虑薄膜相对介电常数、微粒与薄膜间发生局部放电时电子崩头部空间电荷的影响,且微粒受到的电场力计算公式与实际不符,对此进行了改进。基于改进模型获得了不同SF_6气体压力、薄膜材质及厚度组合下的计算结果,并开展实验验证了改进模型的准确性。考虑薄膜相对介电常数后微粒与薄膜间发生局部放电的场强降低,考虑空间电荷后微粒带电量会明显增加,从而提高了启举场强计算的精确度;此外,新的电场力计算公式更能揭示覆膜影响微粒受力的物理本质。分析表明:微粒带电量减少和受到向下的电场力是电极覆膜提高启举场强的两个原因。     

强磁场对Al-7%Si合金凝固过程中初生α-Al枝晶分布的影响

采用超导强磁场装置研究了磁场强度对有、无细化剂颗粒Al-7%Si(质量分数)合金凝固组织的作用效果。研究发现,施加强磁场使无细化剂颗粒合金中的初生α-Al枝晶转变为发达枝晶形貌,二次枝晶生长充分,三次枝晶分支明显,枝晶尖端清晰可见;晶粒细化,且枝晶主轴与磁场方向呈30°规则排列。施加强磁场后初生α-Al枝晶数量和Si在α-Al中的溶解度都有少量增加。强磁场抑制添加细化剂合金熔体中的对流,加剧了Ti的重力偏析,使初生α-Al相出现明显枝晶化趋势,方向性增强,枝晶臂粗化明显。