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精品资源

面向增材制造的航空发动机支架拓扑优化与工艺协同

面向增材制造的航空发动机支架拓扑优化与工艺协同

摘要: 针对航空结构件拓扑优化设计中，轻量化与强度性能及快速成型工艺的温度场与应力场协调性不足的问题，提出一种将结构轻量化与选区激光熔化( SLM) 成型工艺结合的一体化设计方法，基于体积约束和结构柔度最小化原理，采用面向增材制造( DfAM) 的理论方法，对航空发动机铝合金支架进行结构拓扑优化和打印工艺的协同设计理论研究。首先，采用静力学数值模拟对支架的四种单一极限工况进行力学分析，确定拓扑优化的设计域以及边界条件; 然后，在单一工况拓扑优化的基础上提出了多工况优化设计，并考虑了增材制造工艺约束; 最后，结合SLM 成型过程的数值仿真，确定铝合金航空支架的打印工艺。仿真结果表明: 结构优化后的支架满足力学性能要求，且重量比原设计模型减轻27%。试验结果表明: 结构和打印工艺协同优化后的SLM 成型支架表面质量较佳，零件激光扫描误差精度达CT7级，X-Ｒay检测结果显示支架无内部微裂纹、孔洞，抗拉强度≥396MPa，具有较佳的成型质量与表面精度。采用的面向增材制造的拓扑优化与SLM工艺优化及成型方法，能够为高效完成结构件产品一体化设计与制造提供有益参考。
航空 2026年01月22日
搅拌摩擦焊接与加工技术进展

搅拌摩擦焊接与加工技术进展

摘要：搅拌摩擦焊接技术（Friction Stir Welding）自上世纪90 年代发明以来，迅速在航空、航天、船舶、轨道交通等领域得到了广泛关注和应用，成为21 世纪影响最为深远的焊接技术之一。近年来，以搅拌摩擦加工/增材制造（Friction Stir Processing/Additive Manufacturing）为代表的一系列固相加工技术进一步丰富了搅拌摩擦的技术内涵。本文主要介绍了搅拌摩擦焊接和加工技术的研究进展，结合近年国内取得的技术突破和装备发展现状，探讨了理论和工程应用面临的技术挑战及其未来的发展方向。
机械 2026年01月22日
IGBT封装用聚酰亚胺胶的制备及性能表征

IGBT封装用聚酰亚胺胶的制备及性能表征

摘要：以含醚二胺、含硅氧烷二胺和含酮基二酐作为共聚单体，含羟基的单酐作为封端剂，调控聚酰亚胺胶各项性能之间的平衡关系，研制出一款固化温度低、绝缘等级高、黏附性能优异、与IGBT器件匹配性高且可长期稳定储存的封装用聚酰亚胺胶（简称“PI胶”）。研究结果表明：通过在刚性主链上引入醚键和硅氧烷结构，使得PI的玻璃化转变温度降至238℃；通过引入羟基、酮基等强极性基团、端胺基硅氧烷结构提升PI与基材的黏附性，黏结强度高达13ＭＰａ，划格试验结果达到０级；成功解决了普通PI树脂固化温度高、易剥离、易产生气泡等行业难题；且可在-18℃条件下长期稳定储存。
新材料 2026年01月22日
商用车电驱动桥壳多工况疲劳寿命预测及优化

商用车电驱动桥壳多工况疲劳寿命预测及优化

摘要：驱动桥壳在实际行驶过程中由于长期受到交变循环载荷的作用，发生疲劳破坏的可能性较大。为了判断某商用车轮边电机电驱动桥的驱动桥壳在设计时是否满足疲劳寿命的要求，建立了驱动桥的三维模型和有限元模型。首先，对其进行惯性释放分析，得出其静强度、刚度满足要求。其次，基于nCode DesignLife软件，使用名义应力法，结合材料的S⁃N 曲线和疲劳加载曲线，采用新的汽车行业标准对其在垂直弯曲疲劳、制动疲劳和横向疲劳多工况下的疲劳寿命进行了预测。结果发现，驱动桥壳在制动疲劳和横向疲劳工况下的疲劳寿命不满足标准中的要求，须对其进行结构优化。最后，对驱动桥壳进行了加筋优化处理。结果表明，优化后的驱动桥壳在最大冲击工况下最大应力减小了95.8 MPa，最大变形减小了1.064 mm，且在3种疲劳工况下的最低疲劳寿命分别提升了107.6、28. 9、49.7万次，均超出了标准中的要求，证明了驱动桥壳结构优化的可行性，有效缩短了研发周期，并降低了研发成本。
汽车 2026年01月22日
单部件燃料电池的研究进展

单部件燃料电池的研究进展

摘要：传统固体氧化物燃料电池(SOFCs)需要保持较高的工作温度，不利于其不同组分的兼容和长期稳定性，这阻碍了SOFCs的商业化进展。若降低反应温度则会带来显著的界面阻力和反应动力学损失，使输出功率降低。最近，单部件燃料电池(SLFC)作为一种新型能源转换装置被提出，与传统三组分SOFCs不同，SLFC的特点是具有一个半导体-离子异质结构材料混合离子导电的均匀层，p-n异质结构和内建电场的存在可以实现电荷分离，提高了燃料电池的稳定性和耐久性，使其在低温下也具备良好的离子电导和电池性能，具有广阔的发展前景。本文对最近几年以来SLFC领域的研究进展做了一个简要的综述，回顾了SLFC中异质结与能带对准隔绝电子的工作原理，研究空间电荷区与晶格应变对界面离子传导的影响，总结了研究者在半导体-离子材料上做出的改进，并讨论了该燃料电池的优势和未来的发展方向。
新能源 2026年01月22日
钢中夹杂物的文献综述

钢中夹杂物的文献综述

摘要：本文详细论述了内生夹杂物和外来夹杂物的来源；按照夹杂物的形态、成分、变形能力、尺寸对夹杂物进行了分类；阐述了夹杂物对钢材疲劳性能、强度、延伸性能、切削性能、腐蚀性能、焊接性能以及氢致裂纹的影响；系统论述了夹杂物的二维检测、三维检测的多种检测方法，介绍了各种夹杂物的提取方式及夹杂物检测仪器，以及夹杂物的去除方法。
钢铁 2026年01月22日
金刚石/Al复合散热材料界面调控及热导率研究进展

金刚石/Al复合散热材料界面调控及热导率研究进展

摘要：金刚石/Al 复合材料兼具低密度、高热导率和热膨胀系数可调等优点，近年来成为新一代热管理材料的研究热点之一。但是，复合材料制备过程中金刚石和Al 界面产物Al4C3 会严重影响复合材料的性能，增大金刚石-Al 界面热阻，并且其易水解的特性容易在使用过程中造成复合材料失效。本文从界面Al4C3 相的负面作用入手，详细介绍了目前抑制界面Al4C3 相的主要方法(包括界面调控、金刚石表面化学改性、金刚石表面改性涂层和基体合金化等) 对复合材料界面和热导率的影响，最后对未来金刚石/Al 复合散热材料的发展方向进行了展望。
复合 2026年01月22日
超润滑薄膜研究进展及在航天领域的应用展望

超润滑薄膜研究进展及在航天领域的应用展望

摘要：固体润滑薄膜以其非挥发性和宽温域适应性，成为空间机构极端环境长效运行的核心保障。近年来，超润滑技术实现从基础研究到宏观尺度的突破，虽未达理论零摩擦，但其在航天领域的技术优势显著。本文聚焦航天领域特殊工况，系统分析过渡金属二硫化物（ＴＭＤｓ）和氢化类金刚石碳（Ｈ-ＤＬＣ）薄膜的超润滑机制，阐明实现宏观尺度超润滑的关键科学问题与技术挑战。ＴＭＤｓ 需满足原子级洁净界面、范德华主导机制及非公度接触三大本征条件，通过超晶格异质界面工程、多层梯度薄膜构筑等创新策略，使ＭｏＳ２ 在宏观尺度下也具备超润滑特性；Ｈ-ＤＬＣ 真空超润滑依赖碳原子氢钝化效应，通过氢含量调控、元素掺杂及多层复合结构设计解决氢脱附引发的失效问题。建议分阶段推进超润滑固体薄膜技术在航天工程中的应用，在技术发展初期阶段，首先选择一次性机构（压紧释放机构、展开机构），逐步拓展至长寿命连续运行机构，通过持续迭代优化，推动超润滑技术成为新一代航天器的核心支撑技术。
航空 2026年01月21日
船舶大构件几何特征建模及装配干涉检测方法

船舶大构件几何特征建模及装配干涉检测方法

摘要:船舶构件制造和装配中的制造误差与装焊变形影响肋板拉入装配的成功率和效率.提出了基于几何特征的船舶大尺寸构件快速建模及装配干涉检测方法.该方法先定义装配特征,再利用改进的ASPacNet准确识别装配特征,接着进行局部重建与拼接,最后通过时间域间断配合间隙计算方法检测装配干涉.实验显示,该方法在船舶大尺寸构件上的建模效率较传统方法提高66.01%,建模均方根误差为0.206mm,干涉检测准确率达98.81%,能有效减少试装,为船舶大构件高效装配提供新技术手段.
船舶 2026年01月21日
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