Quality evaluation for air plasma spray thermal barrier coatings with pulsed thermography

Pulsed thermography (PT) as a non-contact non-destructiv e evaluation (NDE) technique was employed to examine as-sprayed air plasma spray (APS) thermal barrier coatings (TBCs) for quality eval uation. Thickness and micro-structural characteristics play a vital ro le in determining the quality. In this pape r, PT logarithmic peak second-derivative m ethod was adopted to measure the thickness of top coat. Time dependent ther mal images were used to characterize the microstructure which was confirmed by scanning electron microscope (SEM). The results showed that there was relationship between the temperature distribution of the surface and microstructu re change in TBCs. Temperature distribution in thermal images and measurement results of thickness were in fairly good agreement with the microstructure change. It can be concluded th at it was possible to employ these NDE methods as quality evaluation for as-sprayed TBCs.     

混凝土拉伸断裂的细观力学模拟

应用细观力学理论,假设混凝土三相组成服从weibull分布,建立了混凝土随机分布二维结构模型,对混凝土单边裂纹拉伸数值试样进行仿真研究,得出了裂纹在砂浆、骨料及界面中的扩展路径和试件的宏观应力一应变曲线．     

Effects of surface modification on thermal cycling lifetime of thermal barrier coatings with HVOF NiCrAlY bond coat

NiCrAlY bond coat was prepared by HVOF (high-velocity oxygen fuel) spray on nickel-based superalloy. Surface treatments like grit-blasting, shot-peening and vacuum treatment methods were carried out in order to study the effects of surface modification on thermal cycling lifetime of TBCs. The surface-modified TBCs exhibited better thermal shock resistance. Failure of TBCs with the as-sprayed bond coat occurred within the top coat and at the interface between spinels and the top coat, while that of after shot-peening, grit-blasting and vacuum treatment occurred mainly within the top coat. TGO (thermally grown oxide) formed on as-sprayed bond coat was composed of a Ni(Al,Cr)2O4 spinels outer layer and a Al2O3 inner layer. But, a continuous and uniform Al2O3 formed after surface modification . Formation of the mixed oxides (spinels) on the as-sprayed bond coat accelerated the failure of TBCs.     

应用机械臂混凝土3D打印技术的空心曲面建筑物的设计和建造

以机械臂混凝土3D打印系统为硬件平台,以Rhino和Grasshopper为软件平台,研制出一套集设计、模拟、建造一体化的制造平台,并为此制定了设计模式、原则和程序.研究结果表明：机械臂混凝土3D打印技术可以提高空心曲面建筑物加工的精度和效率,能够完成空心曲面建筑物从生形、模拟、优化到建造的一体化制造过程.     

地理信息系统(GIS)在塔里木盆地的应用

在进行“塔里木盆地水资源管理与沙漠化防治”课题研究过程中，为了更有效、更直观地了解该地区水系、绿洲分布状况及植被资源变化，对该地区持续发展研究提供空间信息支持，利用ＡＲＣ／ＩＮＦＯ软件开发了塔里木地理信息系统（简称ＴＧＩＳ）。其中重点介绍了地理信息系统支持下的模型连接功能，完成了一个对塔里木地区可持续发展的方案的评价模型，并对几种方案进行了评价。以此为基础比较深入地分析了ＧＩＳ的外部模型连接技术，提出了模型实现的技术路线。     

采用面积坐标的抗畸变四边形曲边膜元

目前普遍采用的传统等参元族对网格的曲边、直边畸变均十分敏感。该文在已有的采用四边形面积坐标四边形4结点膜元基础上,构造了4个新型四边形广义协调曲边膜元5结点元ACG-Q5、6结点元ACG-Q6、7结点元ACG-Q7和8结点元ACG-Q8,形成一个完整的采用面积坐标的膜元系列。这4个单元列式简单、便于应用,且位移场实现了直角坐标的二次完备,单元精度高,对网格曲边和直边畸变都不敏感。算例表明这4个单元可以有效克服MacNeal梁、薄曲梁等传统等参元无法克服的多种闭锁现象。此外,通过这4个单元的建立还提供了一种将4结点单元推广到更多结点单元的一种通用方法。     

不规则三角形网上的等值线索进过程

提出一种以绘图域不规则曲边三角形网络为基础的曲面化函数等值线计算机作图方法。该方法吸取了矩形网格曲面插值法和不规则三角形网络线性插值法的优点 ,采用局部坐标映射变换原理对直边及曲边不规则三角形单元进行正规化处理 ,并根据走向关系建立 6种基本等值线追索方式 ,以及追索结束判断式。通过实例表明该法具有对原始数据点保真、内外边界拟合度高等功能 ,可用于高精度与复杂等值线作图。     

新型曲面四边形边界元精细后处理方法研究

为了精确计算三维静电场的电场强度和电位分布,提出了新型曲面四边形边界元方法．在该方法中,对模型边界面进行二阶四边形单元剖分,对二阶单元顶点上的节点号重新编号,以单元的顶点为求解点,根据二阶四边形曲面参数方程,结合面积比值法定义的曲面单元顶点的形状函数,计算曲面单元顶点的函数值．与一阶平面四边形边界元相比,新型曲面边界元法在没有增加计算节点的情况下,由于采用更接近实际边界的曲面积分,计算精度将明显提高．但由于边界面采用二阶单元粗略剖分,单元数量相对较少,剖分后的模型较粗糙．虽然顶点节点上的函数值比较精确,但只能以平面线性单元的形式显示,离实际模型边界差别较大．本文就此提出边界元精细后处理方法．在该方法中,对曲面单元两边按一定步长等分,再根据曲面的参数方程把曲面单元精细显示出来．单元上新建节点的函数值可由曲面单元顶点上的函数值和面积比值法定义的形状函数插值得到．最后形成经精细显示后的新型曲面边界元方法．算例表明,经精细显示后边界面比未处理前更接近实际边界．     

用微型空心光纤产生暗心光束

该文导出了微型空心光纤ＬＰ０１模激励的远场分布解析表达式,并进行了数值计算,给出了远场分布图。研究结果显示空心光纤中ＬＰ０１模激励的出射光束为暗心发散光束,同时还给出了远场近场暗心光束的暗斑尺寸。     

相变蓄热球体堆积床传热模型及热性能分析

为提高普适性和预测性,建立了相变蓄热球体堆积床热性能的传热模型,可以对系统多种热性能参数进行计算分析。经验证明模型结果与实验结果较吻合。表明该模型对相变蓄热球体堆积床的结构设计、性能模拟及运行管理可提供理论指导。     

A GIS-Based 3D Simulation for Occupant Evacuation in a Building

The evacuation efficiency of building plans is of obvious importance to the public safety. The complexity of building plans, however, makes it difficult for the efficiency evaluation. This paper presents a computational model AutoEscape, which can simulate the evacuation process for any given occupant distribu-tion in buildings. Designed as an extensible multi-level structure, the model constructs the geometry level and occupant level and establishes the interactions between levels. The GIS-based environmental analysis is realized to automatically generate the geometric representation and formulate the cognition of agents. The multi-agent based technology is employed to simulate the crowd behaviors with autonomously acting individuals. A visualization component, which provides 3D free observations for the simulation process, is developed on the platform of OGRE and integrated into the system interface in form of ActiveX control. Finally, a case study has been conducted and the results have been compared with the results of an existing model to show the reliability and capacity of AutoEscape simulation.     

钎焊接头金属间化合物层形貌对扩散浓度和应力的影响

结合实验结果,建立了芯片封装技术中焊点金属间化合物(IMC)界面模型,采用有限元方法计算了模型中Sn钎料与Cu焊盘形成IMC层时Cu原子的扩散过程以及扩散应力大小与分布.结果表明:IMC层与钎料的界面形貌可显著影响Cu原子扩散浓度及应力行为.凹凸界面形貌会严重阻碍Cu原子的扩散,且靠近界面影响更为显著;扇贝形界面模型比...     

AFM对壳聚糖富集银离子的分形学研究

利用原子力显微镜(AFM)对壳聚糖吸附银离子进行研究，从形貌学的角度探测壳聚糖络合银离子的机理特性．主要方法是将溶液滴加在新解离的云母片上，应用原子力显微镜对自然风干后的样品在非接触模式下成像．AFM图像显示：壳聚糖分子和加过金属银离子的壳聚糖分子在聚集生长过程呈现为传统的具有分形特征的正态分布和奇异分布；由单一的壳聚糖分子形成的分形结构为“星”形结构，而加过银离子的壳聚糖分子形成的结构为“圆”形．产生这些图形差别的根本原因是由于生长界面的表面张力及其各向异性起了重要作用．这两种结构都具有典型的自相似性，且实验结果与计算机模拟的分形模式拟合得很好．     

克服典型病害的新型预应力混凝土空心板梁设计

提出了一种新型预应力混凝土空心板梁结构形式。采用匹配预制,界面设置剪力键的方法解决铰缝问题;采用双向预应力筋布置,保证桥梁纵向受力的同时,也防止了梁体纵向裂缝的出现,并保证匹配界面存在压应力。同时,采用底板开孔的方法,减少预应力混凝土空心板梁内外的温差,采用顶板切槽式拉毛,保证顶面桥面铺装与预应力混凝土空心板梁的粘结作用。设计算例的有限元分析表明,匹配预制双向预应力开孔混凝土板梁的底板,纵桥向和横桥向压应力储备分别大于2.58 MPa和0.16 MPa,有效的防止了底板纵向裂缝和铰缝病害的产生。     

湿法冶金草酸钴粒度分布建模与优化研究

提出了一种基于实数编码的自适应遗传算法的优化控制策略,对湿法冶金草酸钴粒度分布进行了优化控制研究.利用最小二乘支持向量机与草酸钴合成过程动态机理模型相结合的混合建模方法,来预报草酸钴的粒度分布.在所建立的混合模型基础上,确定了草酸钴粒度分布的优化模型的目标函数与约束条件,并运用自适应遗传算法实现了对草酸钴粒度分布的优化.优化结果表明,所建立的优化模型较好地优化了草酸钴的粒度分布,提高了产品的质量,对草酸钴的工业生产以及促进硬质合金工业的发展有指导意义.     

受载复合材料角片弯角区域应力分布特征分析

为了分析受载复合材料角片在弯角区域的应力分布特征,建立了受载复合材料弯角的有限元模型.通过对一组复合材料弯角结构进行准静态拉伸试验,并通过对比载荷-位移曲线、载荷-应变曲线、失效模式和失效位置等力学响应,验证了有限元模型的正确性.应用所建模型,分析了复合材料角片弯角区域沿轴向、径向和宽度方向的应力分布特征,以及角片厚度对弯角区域应力分布特征的影响.结果发现:受载复合材料角片的主要失效模式是弯角区域分层,受载时材料内部面外剪应力相对较低,分层主要受面外正应力影响;对于所分析的14层复合材料角片,分层起始位置沿径向比较靠近内部圆角处、沿周向位于29°处、沿宽度方向位于中面处;随角片厚度的增加,其承载能力提高;角片越厚,在厚度方向上分层起始位置从绝对距离上说越远离内角,但是此分层起始位置至内角的距离与板厚的比值越小;角片越厚,其分层起始位置越靠近加载端.     

电渣重熔结晶器复合传热模型

针对电渣重熔结晶器内钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水体系中的复杂传热过程,根据钢锭和渣皮的热缩性、炉渣和气隙的分布等将结晶器传热现象分为5种模式,基于结晶器轴向温度梯度最大原则划定各传热模式间的界限.综合5种传热模式的传热方式建立关于钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水界面间复合传热过程的统一数学模型.利用电渣重熔结晶器多点连续测温系统,将测得的温度值作为边界条件,得出电渣重熔系统中钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水界面的温度和沿径向传递的热流量.利用计算的结果分析该复杂传热体系中5种传热模式径向温度变化的规律.     

虚拟现实人机交互的eGOMS模型研究

采用心理学和计算机技术相交叉的研究方法,对人机交互中人的认知过程的人类视知觉特征和心理加工机制与特点等进行了细致的探讨;结合虚拟环境中人机交互过程的不确定性、连续性和实时反馈性以及交互可用性评价指标的多样性等特点,提出了适用于虚拟现实人机交互的扩展GOMS(eGOMS)模型,克服了传统GOMS模型要求精确的用户操作、交互界面与实际应用相分离及评价指标单一的不足.以eGOMS模型为基础对PIBG交互范式进行了评估,PIBG为VR用户界面提供自然、隐式交互的手段,从而大大降低了用户在虚拟环境下交互的认知负荷.     

快走丝电火花线切割加工工艺参数的优化选取

基于快走丝电火花丝切割加工机床性能的发挥在很大程度上依赖于操作人员的技术水平,用神经网络技术建立快走丝线切割加工工艺模型,与实验数据的比较表明,模型能精确地预测出给定条件下的切割速度和表面粗糙度,反映了该机床的加工工艺规律,在此基础上根据工件的实际厚度和表面粗糙度要求得到最优的加工参数组合,克服了工艺参数的局限性。     

X80钢曲面对接焊缝残余应力尺寸效应

以试验测得的X80钢高温性能参数为基础建立了曲面对焊结构仿真模型,并进行了试验验证,研究了曲面外径、曲面壁厚和焊缝宽度等尺寸效应对曲面对接焊缝残余应力分布的影响规律。结果表明：曲面外径、曲面壁厚和焊缝宽度的变化均会对曲面对接焊缝残余应力的分布规律产生影响;随着曲面径向截面面积的增大,焊趾处径向残余拉应力逐渐增大,残余压应力峰值逐渐减小;曲面径向截面面积和焊缝宽度的增加,均会引起焊趾处残余拉应力峰值的增大并导致曲面对焊结构中焊接残余应力水平的升高,降低结构整体的耐腐蚀性能和疲劳性能;在选用曲面壁厚小于4 mm的曲面结构进行工程设计时,焊接残余应力分布对壁厚的变化十分敏感,极易导致结构内部残余拉应力的增大并产生应力集中区域。