基于DIC方法的烧结钕铁硼弯曲试验研究

利用MTS万能材料试验机对烧结钕铁硼永磁材料进行了不同加载速度下的弯曲性能试验. 结合数字图像相关方法测得三点弯曲下烧结钕铁硼的抗弯强度和弹性模量, 得到了试样表面的应变分布云图和不同位置处的应变分布. 结合扫描电子显微镜对回收试样进行了断裂机理分析.     

残余奥氏体含量对马氏体高强钢滑动磨损性能的影响

对3种不同残奥(RA)含量的马氏体高强钢进行干滑动摩擦磨损试验, 研究RA含量对其磨损性能的影响. 利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪等对试验后的磨损表面及横截面显微组织进行表征. 结果表明, RA含量越高, 磨损表面越光滑, 摩擦系数和磨损率越小, 也即马氏体高强钢的耐磨性越好. 磨损引起的大应变使RA发生应变诱导马氏体相变, 导致硬度和硬化层厚度显著增大. RA含量最高的HT3试样的硬度提高了18.3%, 硬化层厚度达70μm. 相比RA含量低的试样, HT3试样表现出很好的耐磨性. 这是因为马氏体相变使硬度逐步增加, 抗裂纹萌生能力提高; 同时由于亚表面良好的韧性, 可延缓和阻止裂纹扩展, 使得点蚀和剥落不易形成. 因此, 要提高马氏体高强钢的耐磨性, 除了硬度要求外, 还需要考虑其亚表面韧性.     

帽型试样绝热剪切演化实验及数值模拟

采用Hopkinson压杆对TA2钛合金扁平帽形试样开展"冻结"实验,结合微观金相分析,研究绝热剪切局域化演化过程及其力学响应,采用剪切损伤软化模型描述绝热剪切带软化特性.通过有限元模拟得出的应变演化和破坏图像,以及通过数字图像相关法得到的剪切区平均应变场演化过程,与"冻结"试样观测结果符合较好.     

铸镁合金ZM_5-T_4本构特性的宏观与微观研究

本文运用宏观和微观研究相结合的方法,对国产航空铸镁合金ZM5-T4在应变率为10~(-6)-10~3/s范围作了轴向准静态和冲击压缩试验研究。结果表明:在室温下该材料的应变率敏感性与铸态组织缺陷所引起的试验数据分散性相比是可忽略的。同时还观察到随塑性变形所发展的微裂纹有随应变率增高而增多的倾向。这种与微裂纹演化发展相关的“应变率弱化”效应有可能是抵消位错运动的应变率强化效应而导致综合应变率敏感性降低的主要原因。     

2种不同相容剂的PP/PA共混高聚物动态损伤演化的模量表现

对含2种不同相容剂的PP／PA共混高聚物试样进行了高应变率冲击试验,以冲击后试样的模量变化来表征损伤演化,借助于“损伤冻结”的方法来控制总应变,分别得到了其损伤值随应变及应变率变化的曲线．试验表明,共混高聚物的损伤发展存在一个应变阈值(大约在4％-6％之间);超过阈值后,损伤值随应变和应变率的升高均有所增加,其中应变增加对其损伤发展的影响占有主导地位,相比而言,112^#(以PP—g—MAH为相容剂)比113^#(以TPE—g为相容剂)的损伤演化更为迅速．     

材料微损伤在高速变形过程中的演化及其对率型本构关系的影响

材料在高速变形过程中常常伴有不同形式的内部缺陷或微损伤的演化。根据锆合金中孪晶演化，钛合金中绝热剪切带演化，以及铸镁合金、有机玻璃和水泥砂浆中微裂纹演化的实验观察，基于热激活机制，提出了同时依赖于应变率和应变的微损伤演化律，及相应的计及损伤弱化效应的率型本构关系。     

橡胶增韧高聚物的动态断裂

采用冲击改性的高聚物对材料的断裂能在近瑞利波速Cr时减小的断裂行为进行了研究.设计了基于条带几何形状的实验装置用以探索这些高聚物在快速裂纹传播(RCP)时的脆性行为.发现沿着橡胶增韧聚甲基丙烯酸甲酯(RT-PMMA)的整个试样,尽管有的出现裂纹分叉甚至裂纹俘获静止,其宏观裂纹速度几乎恒定.当材料行为趋于加速裂纹时,临近Cr时断裂能减少,而当由于分叉使力学惯性效应趋于限制裂纹传播速率时,宏观裂纹速度稳定在大约αmb=0.6 Cr,其是RT-PMMA的宏观裂纹分叉速度.因此,对这种材料在宏观裂纹分叉速度时,实验断裂表面能及断裂表面韧性没有单一值.实际上,其宏观断裂表面能值随着失稳形态数目或无效裂纹分叉而增加.     

不同渗氮温度的奥氏体不锈钢渗层组织及性能的对比分析

通过对316L奥氏体钢进行4种不同温度的离子渗氮处理,并对渗氮试样进行金相、扫描、XRD和电化学检测,进而对其检测结果进行对比分析,揭示了不同渗氮温度对316L不锈钢表面渗氮层组织和性能的影响规律。结果表明:经过450℃渗氮的试样,其硬度最高,耐腐蚀性最好,渗氮层和分界层均匀性最好。此外,初步判断,渗氮过程中,S相的形成和分解是个动态过程,二者同时进行。在450℃下S相的形成速度明显大于分解速度,从而使其试样的综合性能最好。     

冲击疲劳裂纹扩展的偏折现象

考察了在冲击疲劳载荷下低碳钢试样表面裂纹扩展的偏折现象,结果表明,冲击疲劳裂纹扩展的微观途径是以ｚｉｇ－ｚｇｇ方式为主要特征的晶界、滑移带邻近裂纹间的相互作用是引起裂纹扩展偏折的三个主要因素。     

不锈钢基体上ZSM-5分子筛膜的制备及影响因素分析

采用阳极氧化技术对不锈钢丝网表面进行修饰,成功制备了ZSM-5分子筛膜.通过XRD、SEM等技术对合成的材料进行表征,并考察了电解液种类、晶化时间、晶化温度以及合成次数等参数对分子筛膜的影响.结果表明,经阳极氧化工艺处理后,不锈钢丝网表面出现了明显的孔径结构,并生成了一层致密的阳极氧化膜.这些孔道结构和阳极氧化膜有利于ZSM-5分子筛膜的生长,是成功合成高结合力分子筛膜的关键.各制备参数对分子筛膜的结构形成亦产生了较大的影响.     

镁合金钢板内固定治疗胫骨中段骨折的有限元分析

运用有限元分析法, 评价镁合金、钛合金、不锈钢3种不同材料在治疗胫骨干骨折的力学性能差异. 以Dicom格式导入Mimics 20.0软件中建立胫骨三维模型, 并运用Geomagic与Solidwork软件制作胫骨骨折内固定模型, 将上述模型导入Workbench 2020软件中, 赋予材料属性, 给予轴向载荷、扭转载荷2种加载模式, 分析3种材料的应力和位移. 在600N轴向加载模式下, 钛合金内固定应力为(117.42±0.07)MPa, 位移为(0.73±0.11)mm; 镁合金内固定应力为(117.11±0.04)MPa, 位移为(0.82±0.08)mm; 不锈钢内固定应力为(117.53±0.03)MPa, 位移为(0.62±0.13)mm. 在30N?mm扭转加载模式下, 钛合金内固定应力为(174.50±0.33)MPa, 位移为(0.75±0.07)mm; 镁合金内固定应力为(168.75±0.15)MPa, 位移为(0.82±0.16)mm; 不锈钢内固定应力为(176.23±0.51)MPa, 位移为(0.61±0.13)mm. 结果表明: 2种不同加载模式下3种不同材料的内固定结果数值差异不大, 镁合金内固定与钛合金内固定、不锈钢内固定力学性能相似, 而镁合金更亲和人体, 可以代替传统医用金属材料用以治疗胫骨中段骨折.     

一种新型分析扫描电子显微镜

研制了一种用于样品成分分布分析的新型结构扫描电子显微镜．在该电镜中,同轴和近轴背反射电子经物镜聚焦和滤波后穿过探测器窗口被接收,与常规电镜相比,由这些高能同轴背反射电子所成的像反映了样品表面的不同成分分布信息．其形貌衬度被有效地抑制．这种新型电镜使得用一个探测器进行元素成分分布分析成为现实,为科学研究提供了一种简单实用的分析手段．     

基于卷积神经网络的刺绣风格数字合成

针对刺绣风格数字化模拟方法立体感不强、缺少线条方向等问题,提出了一种基于深度学习和卷积神经网络的算法,将刺绣艺术风格传输到目标图像。利用图像语义分割网络及风格迁移网络,分别对目标内容图像与刺绣艺术风格图像进行目标提取和风格迁移。首先,输入目标内容图像与刺绣艺术风格图像,采用基于条件随机场的图像语义分割,将目标内容图与刺绣艺术风格图的前景与背景分离,并进行二值化处理,形成掩模图像;其次,将目标内容图与刺绣艺术风格图的RGB颜色空间转换为YIQ;最后,参照掩模图像使用VGG19网络模型提取目标内容图的内容特征及刺绣艺术风格图的风格纹理特征进行目标区域内的风格迁移,从而对刺绣艺术进行数字化模拟。该算法能模拟出具有刺绣艺术效果的结果图像,能更好地模拟真实刺绣艺术的线条方向,突出了线条的立体感。通过使用语义分割与风格迁移相结合的方法,有效模拟了色彩艳丽、立体感强的刺绣艺术风格图像,是对非真实感绘制的有效补充,为刺绣数字化保护与非物质文化传承奠定了基础。     

基于卷积神经网络的刺绣风格数字合成

针对刺绣风格数字化模拟方法立体感不强、缺少线条方向等问题,提出了一种基于深度学习和卷积神经网络的算法,将刺绣艺术风格传输到目标图像。利用图像语义分割网络及风格迁移网络,分别对目标内容图像与刺绣艺术风格图像进行目标提取和风格迁移。首先,输入目标内容图像与刺绣艺术风格图像,采用基于条件随机场的图像语义分割,将目标内容图与刺绣艺术风格图的前景与背景分离,并进行二值化处理,形成掩模图像;其次,将目标内容图与刺绣艺术风格图的RGB颜色空间转换为YIQ;最后,参照掩模图像使用VGG19网络模型提取目标内容图的内容特征及刺绣艺术风格图的风格纹理特征进行目标区域内的风格迁移,从而对刺绣艺术进行数字化模拟。该算法能模拟出具有刺绣艺术效果的结果图像,能更好地模拟真实刺绣艺术的线条方向,突出了线条的立体感。通过使用语义分割与风格迁移相结合的方法,有效模拟了色彩艳丽、立体感强的刺绣艺术风格图像,是对非真实感绘制的有效补充,为刺绣数字化保护与非物质文化传承奠定了基础。     

不锈钢载体上高结合力ZSM-5涂层的水热合成

采用水热合成法制备了不锈钢负载的ZSM-5分子筛涂层．考察了不锈钢载体表面处理对分子筛与载体之间结合力的影响．研究结果表明,与酸处理或洗涤剂清洗处理相比,高温热处理更加有利于提高分子筛与不锈钢载体之间的结合力,且热处理效果与温度有关,最佳处理温度为850℃,在该温度下处理5h后的载体,所得到的分子筛／不锈钢复合材料,不仅具有最大的分子筛表面覆盖率,而且在焙烧过程中分子筛几乎不脱落．热处理后的载体在反应液中进一步浸泡同样会影响分子筛的覆盖率及结合力,影响大小与载体热处理温度有关．     

固体渗硼的铬不锈钢组织和性能

为增进不锈钢性能,进行了不锈钢固体渗硼试验。结果表明;渗层表面形成了FeB、Fe_zB相。并随工艺变化可调整其相对含量。此渗层可以极大地提高耐磨性。但耐蚀性能降低。     

聚苯胺对2Cr13不锈钢无氧钝化的机理探讨

将掺杂态聚苯胺（PANI）制备成单独的PANI膜电极,研究了该电极在敞开、除氧条件下,在酸性介质中的性质及其与2Cr13不锈钢的电化学偶合行为．结果发现无论是在有氧还是除氧条件下,PANI膜与2Cr13不锈钢以面积比1：1偶合时,PANI均能使2Cr13不锈钢稳定钝化．根据电化学实验及光电子能潜（XPS）表征结果,提出了掺杂态PANI对2Cr13不锈钢的防腐蚀作用来自伽伐尼阳极保护作用,PANI膜在酸性溶液中通过交替电化学脱杂与掺杂为金属钝化提供了必须的阳极电流．     

基于方向梯度直方图的螺纹连接件端面缺陷检测方法

针对螺纹连接件端面表面的反光性、阈值选取的不确定性, 提出了一套图像处理方法. 使用中值滤波和图像锐化增强等方法处理图片, 解决背景与前景差距较小的问题; 选取利用方向梯度直方图确定图像上的边缘方向, 实现对目标的直线轮廓提取, 与已知目标的轮廓模型结合实现对非直线目标轮廓的提取. 该处理方法可以自动提取目标的轮廓, 而不需要设定阈值, 且对亮度、对比度和噪声变化的适应性较好. 对2500个报警器底盘做的检测实验结果表明, 采用该方法能去除噪声, 与Canny轮廓提取法相比, 能更准确且稳定地提取出螺纹连接件端面的边缘特征; 对螺纹连接件端面磨损和歪斜的检测准确率分别达到了99.4%和98.6%, 满足工业的准确率和实时性的需求; 同时可减少人工成本, 提高检测速度.