分形、神经网络、细胞自动机原理及其插值方法研究

传统的插值方法存在许多不足之处.将分形、神经网络、细胞自动机等非线性科学理论与传统的插值方法相结合,解决了传统的插值方法所不能解决的问题.分形插值使相邻两插值点之间的局部变化特征得以描述;人工神经网络插值解决了机理尚不明确的问题;基于细胞自动机理论的曲面重构使得整张拟合曲面的光顺性得到保证.文中对这些非线性插值方法逐一进行探讨.     

基于DEFORM-3D的7050铝合金动态再结晶元胞自动机模拟

通过热模拟实验与金相实验建立7050铝合金流变应力模型与动态再结晶的元胞自动机模型(CA模型),该模型综合考虑动态回复、位错密度以及形核率等因素对动态再结晶的影响。应用DEFORM-3D有限元软件模拟7050铝合金自由锻过程与微观组织演变,研究工艺参数与锻件变形程度对微观组织的影响。研究结果表明:变形充分的中心区域先发生动态再结晶,拔长工艺对动态再结晶影响明显,经过拔长可得到均匀细化的组织;经过自由锻工艺后动态再结晶体积分数为40%左右,平均晶粒尺寸为20μm左右。模拟结果与工业实验结果吻合。     

低碳钢和中碳钢连铸方坯初始凝固的对比研究

以低碳钢和中碳钢为研究对象,围绕不同连铸工艺参数对方坯初始凝固行为的影响,利用CA- FE耦合模型模拟实际连铸过程结晶器内方坯的初始凝固行为,考察拉速和过热度对方坯出结晶器坯壳厚度的影响,对比二者出结晶器横截面枝晶微观形貌.研究表明：过热度和拉速增加均能使出结晶器坯壳厚度下降,而拉速的影响更为显著.不同钢种在相同条件下出结晶器坯壳厚度下降梯度不同.过热度越低柱状晶越致密细小,利于提高连铸坯质量,拉速对柱状晶的影响相对较小.由于出结晶器坯壳安全厚度限制,过热度取15益,低碳钢拉速不能超过2.2 m·min-1,中碳钢拉速不能超过2.5 m·min-1,据此针对不同钢种设计不同拉速可提高连铸效率.同时,模型结果显示低碳钢出结晶器时刻柱状晶更为发达.     

微量Zr添加对Mn-Mo-Nb-Cu-B钢晶粒长大倾向性的影响

设计了一种低碳Mn-Mo-Nb-Cu-Zr-B钢,经热处理工艺,采用中等冷速冷却,可得到以板条贝氏体为主,含粒状贝氏体和针状铁素体的混合组织,轧态屈服强度大于850MPa,达到X120管线钢的强度要求. TEM观察表明,0.015% Zr(质量分数)添加到钢中形成大量含Zr的复杂的碳氮化物,它们的形状不规则,尺寸约为80～200nm;从形态看,它们在高温形成,并且由于其熔点高,再加热到1200℃时,这种析出物中的Ti、Nb会有部分溶解,使其尺寸有所减小,利于控制奥氏体晶粒长大;其他近椭球形的(Ti,Nb)(C,N)则在加热时逐渐溶解直至消失. 由于这种含Zr析出物在钢的基体中均匀分布,加热到高温时,它们会明显阻碍晶界移动,从而使含Zr钢的奥氏体晶粒长大倾向性明显比不含Zr钢小. 可见,添加微量Zr能够起到提高钢材焊接性能的作用.     

Algorithm for repairing the damaged images of grain structures obtained from the cellular automata and measurement of grain size

Computational models are developed to create grain structures using mathematical algorithms based on the chaos theory such as cellular automaton, geometrical models, fractals, and stochastic methods. Because of the chaotic nature of grain structures, some of the most popular routines are based on the Monte Carlo method, statistical distributions, and random walk methods, which can be easily programmed and included in nested loops. Nevertheless, grain structures are not well defined as the results of computational errors and numerical inconsistencies on mathematical methods. Due to the finite definition of numbers or the numerical restrictions during the simulation of solidification, damaged images appear on the screen. These images must be repaired to obtain a good measurement of grain geometrical properties. Some mathematical algorithms were developed to repair, measure, and characterize grain structures obtained from cellular automata in the present work. An appropriate measurement of grain size and the corrected identification of interfaces and length are very important topics in materials science because they are the representation and validation of mathematical models with real samples. As a result, the developed algorithms are tested and proved to be appropriate and efficient to eliminate the errors and characterize the grain structures.     

钢结构设计方法的研究进展与展望

计算机技术的飞速发展和结构分析理论的不断深入，为研究和发展结构分析设计方法提供了现实条件和理论基础，使人们对钢结构分析理论和设计方法的理解和应用也更加深入。文中主要评述了钢结构设计方法的发展与趋势，介绍了代表最新技术的结构高等分析方法的概念、特点及现状。     

Study on the passive film formed on 2205 stainless steel in acetic acid by AAS and XPS

The properties of the passive film formed on 2205 stainless steel in acetic acid at high temperature that contained chloride ions were studied by atomic absorption spectrometry (AAS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and electrochemical polarization measurements. AAS results show that molybdenum is enriched on the surface as the passive film is dissolved. This enrichment decreases the corrosion resistance because it hinders chloride adsorption and Fe ion dissolution, and acts as a local pH buffer because it consumes protons. The dissolution ratio of Fe/Cr is approximately 10 during the active dissolution of the passive film. XPS results indicate that when the potential is in the passivation region, Cr comprises about 50% of the metal cations in the near-surface region of the passive film and is the main metal constituent in this region. When the polarization potential is much greater than the transpassivation potential, the Mo content accounts for approximately 45% of the metal cations in the nearurface region; Fe and Ni have no obvious influence on the formation, dissolution, or puncture of the passive film.     

合金元素对曲轴用非调质钢奥氏体长大和组织细化的影响

通过研究曲轴用非调质钢奥氏体晶粒长大行为和分析工业生产热轧材的显微组织,探讨合金元素Nb、Ti和S的组织细化作用.结果表明：添加质量分数0.027% Nb和0.012% Ti,同时S从0.029%提高到0.046%,加热时间30 min时,能够把奥氏体晶粒粗化温度提高100℃,并明显细化热轧材边部组织.弥散分布、钉扎在奥氏体晶界上的未溶第二相粒子MnS和( Nb,Ti)( C,N),能够有效抑制奥氏体晶粒的长大.在热加工过程中,合金元素的组织细化作用需要适当的变形制度予以匹配,才能得以体现.     

钢桁架结构损伤检测的柔度曲率幅值突变系数法

为了对钢桁架结构的损伤情况进行比较准确的检测,应用了柔度曲率幅值突变系数法.首先应用ANSYS对钢桁架结构的单个或多个损伤同时出现的情况进行了数值模拟,然后用一个钢桁架模型对ANSYS的计算结构进行实验验证.数值模拟的结果表明:用柔度曲率幅值突变系数法可以对钢桁架结构单个或多个结构同时出现的情况进行比较准确的判定.实验结果与数值模拟结果基本吻合.     

A5083钢奥氏体晶粒度同变形量和加热时间的关系

晶粒度控制是大型锻件宏观力学性能控制的重要手段之一,通过对A508-3钢进行应变速率为1×10~(-3)s~(-1)的高温压缩实验、保温实验,测量材料的原奥氏体晶粒尺寸,分析得到该材料在10%、20%、30%、50%变形量下的晶粒度,以及随后保温过程中晶粒度变化的规律.结果表明,1 050℃时,变形量在30%以内,晶粒细化一级,达到50%变形时,晶粒细化两级;1 200℃时,50%以内的变形量下,晶粒细化一级;在1 050℃下,保温2 h以内,晶粒尺寸不会有明显变化,超过2 h后,晶粒长大明显,在1 200℃保温1 h以内,晶粒尺寸不会有明显变化.     

电桥测电阻相关理论和实验研究

通过理论分析、推导,以及对实验数据的分析,总结出教材中未提及的2个消除系统误差的条件。     

基于空域滤波和空间相关的钢丝绳图像分割算法研究

在钢丝绳断丝实时检测中,由于复杂环境因素的影响和钢丝绳自身结构特点的原因,钢丝绳图像经常受不均匀光照、阴影、油泥、粉末等干扰,导致图像降质严重,给钢丝绳的分割带来困难.本文提出了一种有效、快速的分割算法:首先采用改进的空域同态滤波器对钢丝绳图像进行滤波,去除不均匀光照和削除阴影边缘,然后根据钢丝绳的几何对称性,结合边缘方向信息测度的差异和钢丝绳区域的局部特征统计,消除干扰,实现钢丝绳的分割.实验结果表明,该分割算法能够快速、完整地分割出钢丝绳图像.     

耐冲击工具钢5Cr8MoVSi热处理过程中组织结构的变化

对5Cr8MoVSi钢热处理工艺研究表明，经840℃退火，碳化物类型以M23C6为主，并有少量的MC和M7C3.淬火组织中剩余碳化物以MC和M7C3为主，M23C6型碳化物在淬火加热时大部分溶解．该钢随淬火加热温度升高，淬火马氏体由板条状和针状马氏体混合组织过渡到以板条状马氏体为主．在沉淀硬化的回火温度(485℃)下，淬火针状马氏体仍显示出原马氏体针；而淬火板条状马氏体的板条状方向性几乎被完全切断，显微组织呈均匀化．该钢在1000～1050℃淬火时，残余奥氏体量为10．7％～12．3％，经485℃一次回火时，残余奥氏体量减少不大，因此，应进行二次或三次回火．淬回火HRC硬度最高为58～60．     

水射法制备钢丸粒度及孔洞缺陷分布规律研究

利用水射法浇注生产了钢丸,并利用SEM检测方法对钢丸孔洞进行了分析.结果表明,钢丸内孔洞可分为气孔和缩孔.通过空心率统计发现,钢丸的粒径尺寸以小于2.5mm为主,随粒径的增大,空心率整体上呈上升走势,随浇注时间的推移,所浇注的钢丸空心率也明显高于浇注初期的钢丸空心率.     

我国高层钢结构建筑的现存问题及展望

世界建筑发展进入21世纪,我们注意到这样一种变化钢结构建筑正在建筑领域扮演着越来越重要的角色.本文简要分析了我国高层钢结构建筑的发展现状及趋势.     

装配过程资源的CPN建模与仿真技术研究

文章在分析制造业装配过程资源管理准确性及有效性需求的基础上,研究装配过程资源的CPN建模与仿真技术;利用着色Petri网对装配过程建模,通过对构建模型的仿真提取与资源相关的过程数据,进行统计分析,找出影响装配过程资源管理的关键因素,为实现装配过程资源合理、有效的组织和管理提供依据,提高资源管理的准确性和可靠性.     

Effect of zirconium addition on the austenite grain coarsening behavior and mechanical properties of 900 Mpa low carbon bainite steel

The ultra-fine bainitic microstructure of a 900 MPa low carbon bainitic Cu-Ni-Mo-B steel was obtained by a newly developed relaxation precipitation control (RPC) phase transformation processing. In a pan-cake like prior-austenite grain, the micro- structure consisted of lath bainite, a little of abnormal granular bainite, and acicular ferrite. The effect of zirconium carbonitrides on the austenite graincoarsening behavior was studied by transmission electron microscopy (TEM). The results show that, the lath is narrower with increasing cooling rate. The ratio of all kinds of bainitic microstructure is proper with the intermediate cooling rate; and Zr-containing precipitates distribute uniformly, which restrains austenite grain growing in heat-affected welding zone.     

二次带状组织对低合金非调质钢疲劳性能的影响

采用应力比为0. 1的轴向拉伸疲劳试验分别研究了低合金钢DG20Mn和35CrMo钢的疲劳性能与带状组织的关系.结果表明:带状组织对试验材料的轴向拉伸性能没有明显影响,对35CrMo钢的轴向拉伸疲劳性能影响较小,但严重减弱DG20Mn钢的轴向疲劳性能. 带状组织对疲劳性能的影响主要是由于在高的疲劳拉应力下,带状组织引发疲劳微裂纹、微空洞等疲劳损伤,导致疲劳裂纹萌生及扩展模式发生变化,从而影响疲劳性能.     

应用层组播时延模型及出度优化算法

为了使应用层组播(ALM)的数据包转发时延能够满足组播应用的要求,根据ALM时延特性建立了ALM时延模型,提出并证明了ALM具有最小平均时延和最小最大时延的ALM最小时延定理,同时根据该定理设计了ALM节点主动调节出度的时延优化算法(AOLA)和被动调节出度的时延优化算法(POLA),两个算法在全局优化策略和局部优化策略下的复杂度分别为O(N)和O(logN).仿真实验表明:所提出的ALM时延模型和ALM最小时延定理是正确的,AOLA和POLA时延优化算法能够显著减小ALM时延,其优化效率最高可达58.76%.