非钢制关节轴承制造材料研究进展
摘要：随着对关节轴承性能要求的不断提高，寻找新材料替代钢材制备高性能的关节轴承已经成为一个重要研究方向。对非钢制关节轴承内外圈材料及其处理工艺、衬垫和涂层材料进行了详细介绍，针对非钢制关节轴承内外圈材料存在铝合金加工难，钛合金成本高和自润滑层存在摩擦磨损性能较低的问题，提出具有优异摩擦性能，力学性能好、耐腐蚀、易加工的内外圈材料和制备工序简单、低摩擦、高寿命的自润滑层材料是未来非钢制关节轴承材料的发展方向。
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表面浅裂纹损伤后碳纤维增强树脂复合材料层合板断裂强度研究
摘要：在实际服役环境下，碳纤维增强树脂复合材料（CFRP）结构表面容易出现浅划痕损伤，如何评估损伤后CFRP结构的承载性能是关注的焦点。基于边界效应模型（BEM）研究了CFRP板出现表面浅裂纹后的断裂强度，提出了一种CFRP表面定量深度浅裂纹的预制方法，较准确地制备了包含表面浅裂纹的试件；完成了三点弯曲准静态成组试验，在金相显微镜下对裂尖损伤区的断裂特征进行观测，建立了裂纹尖端损伤区量化评价方法。研究结果表明：通过标定试验确定了试验机分别施加300,450,600N的压力载荷后，CFRP层合板试件表面可形成平均深度约为1.10,0.14,0.18mm的浅裂纹；完成了边裂纹试件的三点弯曲断裂试验，通过裂纹扩展观测和成组试验数据的拟合分析，确定了反映裂尖损伤区分布范围的参数β和断裂参数C的最优取值，分别为β=0.27，C=0.47，实现了CFRP表面微裂纹损伤后断裂强度的评价，并且拟合分析与直接拉伸试验的抗拉强度对比偏差为4.59%，验证了BEM模型的合理性；基于BEM模型，建立了CFRP层合板断裂强度预测的解析方程，以便于实际工程应用。
特殊螺纹油管接头重复上卸扣后的密封性能研究
摘要：ISO 13679规定特殊螺纹油管的气密封试验需要在9次上卸扣后进行，且特殊螺纹接头的上扣性能直接影响到其服役时的密封性能与连接强度。为探索有限元方法动态模拟多次上卸扣试验的可行性，建立了某锥面－ 锥面密封型特殊螺纹油管接头上卸扣的有限元模型，对该接头进行了9次上卸扣的全过程模拟，仿真分析了该接头的密封性能，并进行了实物试验验证。研究结果表明：特殊螺纹接头的气密封性能随着上卸扣次数的增加而降低，最终其密封指数降低为第1次上扣时的73%；密封面处的塑性应变是影响接头密封性能的重要原因；随着上扣次数的增加，特殊螺纹接头的密封接触长度呈现先减小后增大的趋势；在上卸扣过程中密封面过盈量的变化较为显著。通过与实物试验的对比，验证了该方法的可行性与准确性，为深入了解上卸扣试验对接头密封性能的影响提供了有效方法。
金属磁记忆检测的关键技术研究现状与展望
摘要：金属磁记忆检测技术是一种绿色无污染、可检出早期应力集中、隐性损伤以及宏观缺陷的全寿命无损检测技术，经过20多年发展，已取得众多研究成果并应用于压力容器、石油管道、铁路桥梁、能源电力、航空航天等重要领域。针对金属磁记忆检测技术近年来的热点与难点问题，从理论基础到工程应用中的关键技术出发，归纳总结了磁记忆检测技术的机理、信号降噪与特征提取，以及机器学习在磁记忆检测评价中的应用等方面的研究现状，并对磁记忆检测技术亟待解决的关键难点问题与未来发展方向进行了探讨。
增材制件内流道精整加工技术研究进展
摘要：金属增材制造技术在航空航天领域具有复杂内流道的构件成形上具有广阔的应用前景，然而具有复杂内流道的增材制件的精整加工是工业应用的瓶颈问题。分析了内流道机械抛光技术、化学与电化学抛光技术、电解质等离子抛光技术的加工原理、关键技术及国内外研究进展。针对增材制件内流道精整加工需求，分别研究了机械抛光技术、化学与电化学抛光技术、电解质等离子抛光技术的适应性问题及探索方向。针对增材制件内流道精整加工关键技术发展趋势提出了展望：①研究针对功能梯度材料、多金属材料的增材制件内流道精整加工技术；②研究针对具有复杂几何形状、内部复杂分叉、渐变毛细结构、拓扑结构等复杂内流道的复合精整加工技术或组合加工技术；③研究针对内流道精整加工质量的高精度检测方法和几何误差的三维重构技术。
光伏跟踪支架檩条结构高刚性轻量化设计
摘要:在太阳能光伏跟踪支架系统中,冷弯型檩条结构被用于支撑光伏板,安装位置介于主梁与边框之间。首先构建以结构柔顺度最小为设计目标、单元相对密度为设计变量、体积与一阶固有频率为约束的拓扑优化数学模型,基于SIMP法获得檩条结构的最优布局构型,在此基础上,对拓扑优化构型进行工程化设计,并制造加工出相关结构。然后根据太阳能光伏跟踪支架实际服役于不同风速荷载下的环境,设计分步测试载荷工况,分别对优化前后的檩条结构进行静动态仿真分析,由仿真结果可知优化后的檩条结构在抗弯、抗扭性能以及固有频率方面均得到了提高,从而验证了优化设计方法的有效性。最后采用实验测试方法对优化设计后的檩条结构性能进行验证。研究结果表明,在机械性能明显增强的前提下,檩条结构实现了减重8.8%。
基于深度学习的汽车梁类件冲压回弹研究
摘要：提出了基于深度学习的汽车梁类零件回弹预测方法。基于二维回弹理论，将三维梁类零件离散为若干截面，采用双平面投影法和图像二值化方法，将梁类零件的截面曲线转换为神经网络模型可识别的双通道图像数据。基于拉丁超立方采样法对影响梁结构零件的冲压工艺参数及板料材料参数变量进行采样，通过ＣＡＥ回弹仿真得到后续深度学习网络的训练样本。为研究梁结构在不同几何截面、材料参数、工艺参数作用下的回弹问题，采用基于ＬｅＮｅｔ－５、ＡｌｅｘＮｅｔ、ＮｉＮ的卷积神经网络模型作为几何截面识别模型，同时使用全连接神经网络模型耦合材料参数和工艺参数的方法，得到该梁类零件回弹算法模型。以某汽车梁类结构零件作为研究对象，基于高斯混合聚类将回弹样本分为小回弹、中等回弹、大回弹三个类型。将各类回弹样本分别通过回弹算法模型进行验证，结果表明，基于ＡｌｅｘＮｅｔ的模型准确度最高，同时算法鲁棒性相较于其他两种也更强，更适合梁类件的回弹预测。
重型磁悬浮转子跌落保护轴承失效机理
摘要：国家重点研发计划《高速精密悬浮轴承》对保护轴承跌落承载能力的要求是：转子质量不小于３０００ｋｇ，跌落转速不小于３０００ｒ／ｍｉｎ，抗跌落次数不小于１０。基于此开展了对保护轴承设计研发及跌落失效机理的研究。提出了两种适用于跌落工况的陶瓷球混合保护轴承方案：满装球无保持架方案和非满装球带保持架方案。搭建了包含动力学、热学在内的转子跌落仿真模型，对不同方案跌落过程的受力和发热过程进行了仿真。将保护轴承安装到试验台架中进行测试，验证了仿真模型的有效性。在测试中发现无保持架保护轴承发生严重失效。对失效轴承的损伤情况进行观察和检测，发现由于滚动体间摩擦因数大，滚动体发生卡死现象，使滚动体与滚道、内圈与转子间发生持续干摩擦，造成内圈严重烧伤与磨损。
