含水乙醇多孔直喷喷油器喷雾特性试验研究

含水乙醇在具有现有燃料乙醇优点的同时,还可以降低生产过程中的能源消耗和排放。应用高速摄像机和定容弹系统,在五孔直喷汽油喷油器上研究体积分数95%的含水乙醇在不同燃油温度和喷射背压下的喷雾特性,分析其喷雾形态、贯穿距、喷雾锥角、喷雾宽度、喷雾投影面积及闪沸现象,并与纯汽油的喷雾特性进行对比。研究结果表明：含水乙醇喷雾处于冷态射流状态时,贯穿距大于汽油并随背压升高而降低、油温升高而升高;喷雾锥角小于汽油,并随着背压升高而减小;在完全闪沸状态下,喷雾坍塌成单束油束,喷雾贯穿距明显增长,喷雾锥角明显减小,在靠近喷孔区域喷雾宽度增加,远离喷孔区域喷雾宽度减小,此时喷雾投影面积主要受喷射背压影响。     

多孔式喷嘴加湿旋流扩散燃烧流场的实验研究

利用激光粒子图像速度场测量技术对环型多孔式喷嘴的加湿与不加湿旋流扩散燃烧流场进行了实验研究,分析了湿度对旋流扩散燃烧流场的影响.结果表明,随着燃烧流场湿度增大,火焰明显变暗,火焰宽度和高度增大,回流区漩涡与燃烧器出口和喷嘴轴线间的距离减小,轴线上最大回流速度降低,轴线最大回流速度点与喷嘴的距离增加,逆流区宽度和喷嘴旋转射流扩展角减小,流场轴向出口的不均匀系数增大.     

药型罩形状对活性聚能侵彻体成型的影响

结合理论与数值模拟,对3种不同形状药型罩活性聚能侵彻体的成型行为开展了研究.数值模拟结果表明,在聚能效应下,球缺罩和大锥角圆锥罩形成尾部带有碎片云的类杆状活性聚能侵彻体,而小锥角圆锥罩则形成活性射流.相比于活性射流,类杆状活性聚能侵彻体速度较低,但凝聚性较好.进一步结合活性材料反应动力学方程,对活性聚能侵彻体成型激活反应行为进行分析.分析结果表明：活性射流激活区位于杵体外壁、射流头部和轴线附近;随炸高增加,激活区内活性材料反应不断加剧,特别是射流头部和轴线附近材料的反应,将导致活性射流膨胀发散,不利于侵彻;而类杆状活性聚能侵彻体激活区域主要集中在尾部碎片区和杆尾中心部位,化学反应对其影响相对较小.     

双射流破岩钻孔参数实验研究

双射流是由中心直射流和同轴的环形旋转射流形成的一种新型高效射流,用双射流能够克服门限压力与高破岩比能的制约而高效破岩。采用破岩实验研究了喷嘴锥角、叶片出口角、内喷嘴直径、喷距和压力5个主要参数对双射流破岩效果的影响。结果表明,喷嘴入口锥角为60°、叶片出口角为18°的喷嘴产生的射流具有较强的破岩能力;当双射流喷嘴当量直径一定时,大的内喷嘴直径获得的破岩深度较大但会减小破岩体积;实验条件下,双射流破岩的最优喷距为10~20 mm,破岩门限压力为20~25 MPa,破岩体积随压力的增加而增加。     

淹没条件下长圆喷嘴流场数值模拟

为了提高径向水平井扩孔效率,将长圆喷嘴引入磨料射流扩孔技术,建立射流流场的流动控制方程,结合Realizable k-ε模型对方程组进行求解,并将结果与锥形喷嘴射流结果进行对比.结果表明:长圆喷嘴射流具有一定的扩散性,且短轴剖面上的扩散角比长轴剖面上大;喷嘴内射流速度及出口速度随长宽比增大而减小,随出口直径增加而增加;在喷嘴入口速度和出口直径相同的情况下,长圆喷嘴出口速度小于锥形喷嘴;无因次喷距大于11.3时,长圆喷嘴外射流轴线速度大于锥形喷嘴的;射流出口断面宽度随喷距增大而增大,在相同条件下长圆喷嘴扩孔宽度大于锥形喷嘴,且射流具有自模性;数值计算结果与磨料射流扩孔试验结果基本吻合.     

淹没条件下长圆喷嘴流场数值模拟

为了提高径向水平井扩孔效率,将长圆喷嘴引入磨料射流扩孔技术,建立射流流场的流动控制方程,结合Real-izable k-ε模型对方程组进行求解,并将结果与锥形喷嘴射流结果进行对比。结果表明:长圆喷嘴射流具有一定的扩散性,且短轴剖面上的扩散角比长轴剖面上大;喷嘴内射流速度及出口速度随长宽比增大而减小,随出口直径增加而增加;在喷嘴入口速度和出口直径相同的情况下,长圆喷嘴出口速度小于锥形喷嘴;无因次喷距大于11.3时,长圆喷嘴外射流轴线速度大于锥形喷嘴的;射流出口断面宽度随喷距增大而增大,在相同条件下长圆喷嘴扩孔宽度大于锥形喷嘴,且射流具有自模性;数值计算结果与磨料射流扩孔试验结果基本吻合。     

在线式PIV系统应用于旋流映流的研究

开发了一套在线式粒子图像测速系统（PIV）,并用水杯中水涡流实验验证了系统的可靠性。利用该系统研究了旋流喷嘴射流的液滴运动速度,在线得到喷雾流场的双脉冲曝光数字化图像,即时用系统软件的图像分析模块进行分析,得到旋流喷雾场的两维速度分布,但在喷嘴近区域内得到不合理的速度结果,原因是该区域内液体未雾化成液滴,滴滴速度都小于理论喷射速度,且沿喷射方向呈减小趋势,表明液体在破碎成液滴后速度一直衰减,旋流喷嘴射流轴线中心区域速度有一极小值,在叶雾锥边界附近有一速度极大值。     

喷孔锥度和燃油温度对柴油喷嘴内空化流动特性的影响

为弄清喷孔锥度和燃油温度对柴油喷嘴内空化流动特性的影响,阐明喷嘴内气液两相空化流动初生机制,采用背景光高速显微成像技术获得不同锥度系数及燃油温度下简化竖直单孔柴油喷嘴内空化流动及近场喷雾光学图像。结果表明：随着喷射压力增大(0.2～1.0 MPa),柴油喷嘴内燃油逐步从单相流动发展为片空化、线空化、空气倒吸和超空化等多种气液两相空化流态;云空化、线空化和空气倒吸现象的初生强烈依赖于燃油喷射压力,且具有显著的瞬态不稳定性。与圆柱形喷孔相比,渐缩锥度喷孔对各类空化流态具有明显的抑制作用,且锥度系数越大,抑制作用越显著。同时,提高燃油温度(288 K、303 K和323 K)有利于各类空化流态的初生及发展。此外,喷孔内部空化两相流动加剧了燃油射流的不稳定性,促进了射流破碎雾化,有利于增大喷雾锥角。研究为揭示各空化流态特性及其对喷雾特性的影响规律奠定了理论基础。     

待发表文献摘要预报

对称广义Rssler奇怪吸引子的计算机构造 王兴元, 杨威 　　 阐述了计算微分方程组最大Lyapunov指数的技术,介绍了由一维可观察量计算系统关联维数的方法.利用Lyapunov指数作判据,通过坐标变换,构造了广义Rssler方程具有旋转对称性的奇怪吸引子,分析了奇怪吸引子的运动特征并计算了奇怪吸引子的关联维数. 裂纹扩展对转子动特性的影响 杨积东, 徐培民, 闻邦椿 　　 基于转子安全运行要求,对裂纹扩展过程进行动力学仿真.用非线性开闭裂纹模型,研究裂纹扩展过程中挠性裂纹转子动特性及不平衡量e和裂纹角β两参数在扩展中的影响.研究表明,系统具有多种非线性振动形式,有多种途径出入混沌状态.研究为在线监测、分析和诊断裂纹故障提供了理论依据. 基于交流异步电机驱动磨床位移的自学习控制 刘贵杰, 巩亚东, 王宛山 　　 采用自学习控制原理和变速度、变加速度位移指令生成的方法,利用计算机控制交流异步电机来控制磨床位移,从而减小目标点处惯性对位移精度的影响,提高了磨床位移精度. 挖掘过程及机构参数优化设计 李奎贤, 宋桂秋, 彭武良,王新中 　　 从挖掘轨迹方程出发,以系统论思想为指导,以实验为基础,结合采矿工艺,根据挖掘时的初始边界条件,生产率等因素,解决了挖掘过程的建模难点.首次对机械式挖掘机的挖掘过程参数和机构参数进行优化,使参数更切合实际更趋于合理.该方法对设计有普遍指导意义. 空气和过热蒸汽干燥机特性的对比研究 梅国晖, 任立义 　　 简要介绍了过热蒸汽干燥技术的发展过程及其优点.指出过热蒸汽干燥和热空气干燥相似也分为三个阶段：起始段、恒速段和降速段.并且分析了各阶段在干燥机理上的差异.从理论上解释了逆转点温度存在的原因,并推导出逆转点温度的计算公式.以立式振动输送干燥机为例,对热风干燥和过热蒸汽干燥的能耗进行了对比研究计算,结果证实以过热蒸汽作为干燥介质可以极大地降低该干燥机的能耗. 金属带式无级变速器锥盘母线的设计方法 　　张伟华, 巩云鹏, 程乃士 　　 分析了直母线锥盘必然使金属带产生轴向偏移和扭曲的原因.提出了零偏移量锥盘母线的设计方法：选择形状简单易加工的曲线作为推块侧边,根据共轭曲线原理和传动的约束条件,求解其共轭曲线作为锥盘母线.给出了推块侧边为圆弧的锥盘母线来求解方程和算例,论述了主要设计参数的取值范围及其对锥盘母线性能的影响 3-RPS并联机器人机构位置正解的杆长逼近法 李树军 　　 根据机构运动的同一性条件,给出一种求解3-RPS并联机构位置的杆长逼近法,该算法的主要特点是通过逐步自动修正迭代初值、缩小搜索区间和步长、提高逼近精度,将二维搜索的杆长逼近化为一维搜索的杆长逼近.因此只要在分支的有效活动区域内任选初值,即可保证其收敛性并且不受机构奇异位形的影响,大大简化了搜索逼近过程并提高了迭代效率.文中给出了求解过程和逼近步骤及求解实例,其逼近精度达10-5. 复杂社会技术系统人因组织行为安全控制模型 郑双忠, 陈宝智, 刘艳军 　　 运用组织行为学原理知识,结合组织行为学学科,对复杂社会技术系统组织行为安全控制模型进行了初步探讨.建立了组织行为安全控制两级模型,探讨了个体、群体和结构对安全控制的深层次影响,对于如核电、航空、航天、化工和石化等复杂社会技术系统的运转具有重要意义. 　　固态二元合金超额热力学函数的计算方法 　　陈星秋, 丁学勇, P.Royl 　　 针对实际固态二元合金熔体,提出全浓度范围内的超额热力学函数的计算方法.分别推导出对有序、无序固态二元合金的全摩尔超额函数、偏摩尔超额函数、组元活度计算式.数据计算结果与实验值吻合良好. 　　压力AGC模型研究与改进 　　王君, 王国栋 　　 将AGC模型分为厚度估计模型和厚度调节模型两部分,分别对应于AGC系统的静态指标和动态指标,依据各部分所采用的轧机弹跳方程和金属塑性变形方程形式的不同,对各种典型的压力AGC模型进行了分类和对比研究;并提出了一种新的压力AGC模型,经过详细的分析比较,证明新的压力AGC模型具有良好厚度估计精度和系统动态特性. 　　未燃煤粉在填充床内的分布及对料柱压差的影响 　　李洪会, 孙亮,沈峰满,赵庆杰 　　为揭示未燃煤粉在高炉块状带的分布及其对块状带压差的影响,利用冷态填充床模型研究得出,空塔流速对填充床中气流压差具有较大的影响,随空塔流速的增加压差呈线性增加.本试验条件下,空塔流速每增加1.0m/s,压差将增加0.37kPa/m;填充床内未燃煤粉积蓄量越多,压差增加越大,当积粉量为60kg/m3,压差将增加2.5kPa/m;局部的过量积粉可能导致悬料. 电磁搅拌改善铸坯内部质量的实验研究 　　张宏丽, 贾光霖,王恩刚,赫冀成 　　 采用低碳钢进行静态浇铸实验,并就电磁搅拌对铸坯内部质量的影响进行了实验研究.实验结果表明,电磁搅拌可明显提高铸坯凝固组织的等轴晶率,同时又可以改善铸坯内的成分分布状况,提高铸坯的内部质量.在合理的电磁搅拌参数和浇铸条件下能够得到几乎为100%等轴晶的铸坯. 　　软接触结晶器内的钢液流动及夹杂物运动规律 　　邓安元, 贾光霖, 赫冀成 　　采用Rhie-Chow非交错网格和适体坐标有限差分方法数值模拟了软接触结晶器内钢液流动和夹杂物的运动规律.结果表明：软接触结晶器上部熔池的搅拌强度增强,自由表面上的钢液流速和紊动能增加,钢液射流的渗透深度减小;在弯月面附近出现明显的钢液回流区;与传统结晶器相比,最大紊动能区从水口附近移动到弯月面附近;夹杂物上浮去除的趋势增加,且在结晶器内的滞留时间延长. 　　轧制过程的显式动力学有限元模拟 　　刘立忠, 刘相华, 王国栋 　　 分析了显式动力学弹塑性有限元方法的计算过程,并用其对平板轧制问题进行了模拟计算,得出咬入、稳定轧制和抛钢阶段整个轧制过程的应力-应变场.通过将板宽对称中心线轧制压力分布的计算结果与实验值进行对比,表明计算结果准确.在此基础上,分析了轧制接触变形区内的接触应力分布规律. 　　压力下真空密封铸造工艺研究 　　李晨曦, 吴春京, 胡汉起 　　提出了一种新的铸造工艺压力下真空密封铸造,并采用这种工艺铸造出了质量优异的黑色金属薄壁铸件.试验表明,压力下真空密封铸造的铸型有很高的抗压强度;在压力下真空密封铸造的型腔中金属液有良好的充型能力. 　　无损耗电阻器的端口特性及应用研究 　　吴建华, 殷洪义, 徐心和 　　 对无损耗电阻器的特性和功能进行了分析和探讨,建立了无损耗电阻器的数学模型和应用算法,并用无损耗电阻器代替电路中的电阻器,实现了动态电路的特性校正,大大减小了电路的能量损耗.实验结果验证了特性分析和算法的正确性,说明了无损耗电阻器可用于各类电系统及自动控制系统. 　　超越式模型学习 　　赵希男, 陈耀金, 马钦海, 关志民 　 针对引进的部分模型常常不适应企业的实际这一普遍问题,在保留原引进模型优点的情况下,借助“专家咨询”的思想,提出了一种超越式模型学习的方法来尝试解决众多的软件智能学习问题.最后,以现场实际为背景,给出了一个应用仿真实例. 　　标度无关性计算及其在股市波动中的应用 　　黄小原, 庄新田, 张泉 　　 标度无关性是广泛存在于自然界系统甚至于经济金融系统可观测量的幂函数关系,它揭示了股票市场波动的金融复杂性.在分析股市波动标度无关性及其非趋势波动分析DFA算法基础上进行了应用研究,对国内上海、深圳两地股市和东大阿尔派股价指数进行了标度无关性分析,实际计算了这些股指DNA游走位移、均方值和标度无关性指数,结果表明这些股指均具有持久性. 　　基于神经网络的六辊可逆轧机板形广义预测控制系统 　　王哲, 徐建忠, 张晓峰, 王国栋 　　 板带轧制过程中,板形控制具有非线性、时变、纯滞后和耦合的特点,其建模与控制是很困难的.在神经网络建模的基础上,采用广义预测控制方法对可逆UC轧机的板形进行在线控制.轧制实验结果表明,该系统具有良好的板形控制品质. 　　广义离散系统的H2控制设计 　　杨冬梅, 张庆灵, 姚波 　　 研究了广义离散线性系统的H2控制问题.借助于广义Lyapunov方程,给出了计算广义离散线性系统的H2范数的状态空间方法.基于该方法,讨论了广义离散控制系统的H2控制器设计问题. 　　新型高强韧钢成分设计的经验公式 　　钱存富, 张国英, 陈芳芳, 曾梅光 　　 根据固体与分子经验电子理论,计算了17组新型高强韧钢的实验数据所对应的结构形成因子S值,用其中12组数据,建立了结构形成因子S与抗拉强度σb关系的经验公式,应用其余5组数据进行检验,结果与实验数据基本吻合,其最大误差为5.6%. 　　群组模糊判断矩阵集结方法的理论分析 　　姜艳萍, 樊治平 　　 对群组模糊判断矩阵的集结方法进行了研究,在对同一决策问题的m个模糊判断矩阵是一致性的情况下,给出了加权集结方法的理论依据,并且进一步分析了关于群的判断矩阵与各决策者给出的判断矩阵之间关系的一些重要性质,从而为基于群的判断矩阵的方案排序问题打下了坚实的基础. 　　不确定对称组合系统的鲁棒容错反馈设计新方法 　　张严心, 张嗣瀛 　 对不确定对称组合系统,提出了一种新的鲁棒容错反馈设计方法.通过求解2个新的Riccati方程的对称正定解,设计出反馈控制器,使其不仅对N个子系统中任一个子系统执行器发生故障时具有完整性,而且关于参数不确定性具有鲁棒性.该方法易于工程实现,示例表明其有效性.且与传统容错控制方法相比较,所利用的Riccati方程求解范围更广,更具灵活性. 　一类不确定非线性相似奇异组合系统的鲁棒控制 　　石海彬, 刘晓平, 张嗣瀛 　　 研究了一类具有非线性互联作用的相似奇异组合系统,在其互联项中含有不确定性,设计了鲁棒控制器使系统在平衡点处全状态渐近稳定且在状态响应中不包含脉冲效应.由于控制器本身也具有相似结构,因此易于工程实现. 　　一类特殊的车辆路径问题(VRP) 　　李嘉, 王梦光, 唐立新, 宋建海 　　 描述了一类特殊的车辆路径问题,在分析问题特性的基础上,通过引入“车队模式”定义,提出了多种车队模式下的混合车队车辆路径问题的问题求解框架,对其中的混合车队车辆路径问题,建立了整数规划模式.针对混合车辆车队路径问题,设计了基于遗传算法和禁忌搜索启发式的混合算法.实例计算结果表明了框架、模型和算法的有效性. 　　高炉煤粉喷吹控制系统述评 　　刘克显, 魏颖, 王玉涛, 王师 　　 通过对高炉煤粉喷吹系统各环节工作特性的分析,指出煤粉喷吹量调节的控制是一个动态、时变的非线性系统.总结并分析了煤粉喷吹量计算技术和控制技术的发展现状,指出目前本控制系统存在的主要问题,最后对喷煤量调节控制系统的发展前景进行了展望. 　　基于神经元网络的发电机融合控制方法 　　张德干, 郝先臣, 赵海 　　 根据水轮发电机并网运行的理想条件及并网连接时间应尽可能短的条件,提供了一种具有频率跟踪和位相跟踪的融合控制方案.基于此方案,设计了一种神经网络融合控制算法,将此算法应用到中国吉林丰满水电数据融合试验床的项目开发中,取得了非常好的效果.这种方法与经典的带反馈的控制方法相比,有着故障率低、安全可靠、反馈及时等特点.实验表明,这种方法十分有效,可直接用于控制水电站的水轮发电机,并可推广使用. 　　分布式对象管理在虚拟企业信息集成系统中的设计与实现 　　杨晓春,王丹, 王国仁, 于戈 　　 虚拟企业的产生向信息集成提出了新的挑战,包括如何以一种可控的、灵活的、易于理解的方式来集成虚拟企业中的各种分布式对象.尤其是,这些独立的企业系统典型地分布在互联网上.为此,提出了企业对象模型,包括企业对象定义及分类,并介绍了ViaScope系统中企业对象管理体系结构、对象命名和分布式对象的元数据管理等问题的设计与实现.     

下期发表论文摘要预报

Fe-Mn-Si-Cr-N形状记忆合金中应力诱发马氏体量的测定 孟庆平,戎咏华,陈世朴,徐祖耀 (上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030) 摘要：通过X射线衍射峰位置和强度的计算,可以测定Fe-Mn-Si-Cr-N形状记忆合金中应力诱发马氏体(ε相)体积分数.选择既不重叠又有足够强度的奥氏体的{111}γ、{200}γ和马氏体的{101}ε衍射峰用于定量测定y相和ε相的含量,并以定量金相结果进行了验证.结果表明,该合金的应力诱发马氏体的体积分数fM和应变量之间符合Olsen和Cohen用于Fe-Cr-Ni合金的指数关系：fM=1-exp{-β[1-exp(-αη)]n},拟合的参数α、β和n分别为12.5、2.2和0.5,其中n值与Fe-Cr-Ni合金的n值(4.5)不同,表明Fe-Mn-Si基合金在较小的应变量下就可获得比Fe-Cr-Ni合金大得多的应力诱发马氏体量,原因可归结于两种合金的相变机制不同.实验和拟合结果也证实了Olsen和Cohen认为的在Ms点以上不能通过应力诱发得到100％的马氏体. 基于粘弹塑性理论局部焊后热处理评定准则 陆皓1,汪建华1,村川英一2 (1.上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030;2.大阪大学,日本 567-0047) 摘要：采用考虑高温蠕变的粘弹塑性有限元等数值方法与实验相结合,对具有初始焊接残余应力的管子在不同热处理条件下进行了分析,特别是对局部焊后热处理加热宽度的确定进行了研究.提出了2个局部焊后热处理的评定准则,即基于残余应力消除效果的残余应力准则和基于改善焊接接头性能的均热区温差准则.局部焊后热处理应同时满足这两个准则的条件. Ti51Pd30Ni19合金的相变及力学性能特征 田青超,吴建生 (上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030) 摘要：制备了Ti51Pd30Ni19高温形状记忆合金.利用高温X射线衍射(XRD)分析及热分析(DSC)研究了合金的相变过程,并对其在不同加载条件下的力学性能进行了测试.结果表明,合金的马氏体相变开始温度可达212℃,合金在马氏体及奥氏体状态下具有不同的屈服强度及形变强化能力.在室温下,合金的形状记忆性能随拉伸变形量的增大而降低.获得了该合金的伪弹性：在奥氏体转变结束温度附近进行拉伸循环,三次加载-卸载循环后即可获得稳定的弹性滞后回线. 316L奥氏体不锈钢焊接热影响区性能 王敏1,G. MICHEL2, J.F. JULLIEN2 (1.上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030; 2. INSA de Lyon, 20 Avenue Albert Einstein, 69621 Villeurbanne, France) 摘要：为了研究316L焊接热影响区性能,采用特定的热、应力、应变模拟控制曲线,对其在20℃、600℃、1 000℃及1 100℃几种温度下进行热模拟拉伸试验,获得了此种材料在多种应变速率下的应力-应变曲线.结果表明,在一定的应变速率下,316L的弹性模量E及屈服极限σ0.2都随温度升高明显降低;在室温及高温下,316L存在着σ0.2随应变速率提高而提高的应变率效应,且应变率敏感性随温度升高而增加.同时,还观察到316L在高温(1 000℃和1 100℃)塑性状态下由粘塑性引起的应力松弛现象及室温下的加工硬化现象. Ce-Y-TZP陶瓷中的马氏体相变与形状记忆效应 张玉龙1,金学军1,徐祖耀1,张玉峰2,施剑林2 (1. 上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030;2.中国科学院上海硅酸盐研究所,上海 200050) 摘要：用共沉淀法制备了8 mol％CeO2-0.25 mol％Y2O3-ZrO2(8Ce-0.25Y-TZP)、8Ce-0.50Y-TZP和8Ce-0.75Y-TZP 3种成分的超细粉,于1 500℃分别烧结2、3、6 h成形.8Ce-0.25Y-TZP的马氏体相变开始温度Ms在室温以上,室温下基本上不具有形状记忆效应;8Ce-0.50Y-TZP的形状记忆效应最佳,其中烧结6 h的试样最大可恢复应变为1.18％;8Ce-0.75Y-TZP的形状记忆效应较差.Ms与材料的强度密切相关,晶粒大小和密度等也有影响. 大晶粒TiAl基合金的超塑性变形行为 孙锋,林栋樑 (上海交通大学材料科学与工程学院,教育部高温材料及高温测试重点实验室,上海 200030)摘要：研究了大晶粒Ti-47Al-2Mn-2Nb-B合金的高温变形行为.该合金具有近等轴γ组织,其间均匀分布着少量极细的α2相.测试在空气中进行,试样用釉涂覆加以保护,温度为1 025～1 100℃,初始应变速率范围为(0.04～1.28)×10-3 s-1.该合金表现出和常规细晶超塑性材料相同的变形特征,而无需满足细晶和晶界滑移的先决条件.在所研究的大多数情况下,均可获得200％以上的延伸率.1 100℃,4×10-5s-1均匀变形条件下可获得287.5％的最大延伸率,相应的应变速率敏感指数为0.39.超塑变形后观察到显著的晶粒细化. Al-Si合金凝固相变热的Fourier算法 孙业赞1,曹刚1,姚寿山1,于敞1,张国伟2 (1.上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030;2.上海航天局新江机器厂,上海 201600) 摘要：应用Fourier有源热传导理论,使用装有两支热电偶的热分析样环,研究了铝合金凝固相变热的Fourier算法及其计算机辅助分析系统.测量了含Si量分别为6.34％、7.68％和8.46％铝合金的凝固相变热.计算结果分别为407、411和429 kJ/kg.与差热分析法比较,最大误差小于6％,其计算精度远高于Newton算法.实验结果证明,使用凝固始点和终点的热扩散系数αs、αe和Newton迭代法来计算凝固区间的"零"曲线具有更好的精度,所确定的"零"曲线更接近凝固相变的自然过程.说明建立在这种算法上的合金凝固质量计算机辅助冷却曲线分析系统,可广泛地用于材料加工过程的信息和参数计算. γ(fcc)→ε(hcp)马氏体相变切变角的AFM测定方法 石玮,郭正洪,戎咏华,陈世朴,徐祖耀 (上海交通大学国家教育部高温材料及高温测试重点实验室,上海 200000) 摘要：建立了一种测量γ(fcc)→ε(hcp)马氏体相变切变角的方法.运用Thompson四面体和几何模型推导出马氏体变体的迹线方向,通过计算求得相变浮凸角与真实切变角的对应关系.应用原子力显微镜(AFM)测量了Fe-30Mn-6Si合金应力诱发马氏体相变的浮凸角.文中两个实例计算结果分别为17.85°和21.10°,与理论值19.47°相比误差小于2°,表明该方法具有精度较高、操作简单的特点. 铝合金阳极氧化膜的微观结构分析 刘磊1,胡文彬1,吴建生 (1.上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室; 2.上海交通大学国家教育部高温材料及高温测试重点实验室,上海 200030)摘要：使用透射电镜现察了铝合金阳极氧化膜的微观结构,发现了阳极氧化膜的阻挡层与多孔层以及独特的六角形胞孔结构,氧化膜胞孔的孔道沿氧化膜表面向铝合金基体方向呈收缩趋势,这与阳极氧化过程中电压升高对多孔结构生长的影响有关.结合阳极氧化膜生长环境以及氧化膜的生长模型,探讨了氧化膜多孔结构的生长方式。 定向凝固Fe-6.5％Si合金室温三点弯曲过程中的滑移 宋洪伟1,林栋梁1,单爱党1,陈家光2,王聪2 (1.上海交通大学材料科学与工程学院,教育部高温材料及高温测试重点实验室,上海 200030; 2.上海宝山钢铁(集团)公司研究院,上海201900) 摘要：分析了定向凝固Fe-6.5％Si合金室温三点弯曲试样中的滑移带,采用EBSD方法测定了晶界位向差和晶粒取向.结果表明,在横向试样近下表面两个位向差为29.3°的晶粒中,滑移带在{001}面上分别与<010>方向成25°和60.7°.经分析,这两组滑移带都不属于{110}<111>滑移系,而可能属于{112}<111>或{123}<111>滑移系. 铜单晶连铸过程中固液界面位置和形状的数值分析 许振明1,耿关祥2,李建国1 (1.上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030;2.上海汽车有色铸造总厂,上海 200062)摘要：为了准确地控制工艺参数,获得表面光洁、高质量的连铸铜单晶,采用数值分析方法研究铜单晶连铸时固液界面的位置和形状.发现铸型温度(TM)、连铸速度(v)、冷却位置(L)和熔体温度(TL)影响固液界面的位置和形状,并且铜单晶连铸时固液界面向熔体呈凸出形状.当固液界面位于铸型内距出口端2～3 mm时,可获得表面光洁、晶体取向度小于10°的连铸铜单晶.为了获得高质量的单晶,固-液界面面必须平滑,甚至是平界面。计算结果与实验结果吻合很好,可用数值分析方法确定连铸铜单晶的工艺参数,为铜单晶连铸提供理论依据 凹凸棒粘土对消失模涂料触变性的影响 吴国华1,谢敏2,丁文江1,罗吉荣3 (1.上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030;2.合肥工业大学外语系,合肥 230069; 3.华中科技大学材料学院,武汉 430074) 摘要：从提高消失模涂料的触变性出发,采用安徽凹凸棒粘土作为消失模涂料的触变剂.利用差热分析、电镜、x射线衍射、红外吸收光谱等方法测试了凹凸棒粘土的理化性能,并利用NXS-11型旋转粘度计研究了凹凸棒粘土对消失模涂料触变性的影响,提出了消失模涂料的触变性数学模型.结果表明,安徽凹凸棒粘土的理化性能与美国凹凸棒粘土相似,是一种成分较纯的凹凸棒粘土.凹凸棒粘土是一种优良的消失模水基涂料的触变剂,且凹凸棒粘土与膨润土对涂料触变性的影响有显著的差别,膨润土形成的结构破坏很快,恢复则缓慢;凹凸棒粘土的结构破坏与恢复均是一个比较平缓的过程. Bi对AZ91镁合金时效析出动力学过程的影响 袁广银1,孙扬善2,曾小勤1,吕宜振1,王渠东1,丁文江1 (1.上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030;2.东南大学材料科学与工程系,南京 210096) 摘要：实验合金中Bi的加入量为0.5％～2％,合金在SF61％/CO2混合气体保护下熔炼,通入氩气精炼后在预热至250℃的金属型中浇铸成130 mm×40 mm×20 mm的板状试样,浇铸温度720℃.将铸态试样经过固溶处理(420℃,12 h)后,在200℃进行时效.实验结果表明,Bi的加入延长了合金的时效进程,有效地抑制了时效组织中非连续析出相的形成,促进了连续沉淀相的析出.电子束微区分析(EDAX)和透射电镜(TEM)研究表明,Bi的加入使AZ91合金中形成了组成较复杂的连续析出相Mg17(Al,Bi)12,该析出相与基体之间具有复杂的半共格位向关系,提高了强化相的热稳定性,从而有助于合金高温力学性能的改善. NiTi形状记忆合金薄膜的残余应力吴廷斌1,漆璿1,王文杰1,董荆山1,江伯鸿1,王莉2,蔡炳初2 (1.上海交通大学国家教育部高温材料及高温测试重点实验室,上海 200030; 2.上海交通大学国家教育部薄膜与微细加工技术开放实验室,上海 200030) 摘要：采用X射线掠射法和轮廓法,测量了单晶Si基板上用磁控溅射法制备的NiTi形状记忆合金薄膜的残余应力,分析了其与薄膜厚度以及晶化处理温度等工艺条件的关系.结果表明：该薄膜中的残余应力主要来源于薄膜同基板材料的膨胀系数和晶格参数不匹配;薄膜厚度越大,残余应力越小;晶化处理温度对因热胀系数差异带来的热拉应力因马氏体相变而致的相变压应力均有不同程度的影响. 利用交变磁场分离空心圆柱状金属熔体中金属夹杂的理论研究 (2. 李克,孙宝德,疏达,李天晓,丁文江,周尧和 (上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030) 摘要：对空心圆柱熔体中非金属夹杂的电磁分离过程进行了动力学分析,通过解析法计算得出了无量纲数r1/δ、磁感应强度Be、电磁力作用时间t和颗粒粒径dp等与夹杂分离效率η的关系.结果表明,采用空心圆柱形状,可以使实心圆柱熔体大部分区域受力较弱的情况得到改善,提高分离效率;取频率f=10～15 kHz、r1/δ=1.5～2时,可获得最大电磁分离效率;对粒径小于5μm的夹杂颗粒,电磁分离作用不显著;磁感应强度和电磁力作用时间的最佳取值范围是t＞5 s、Be＞0.1 T. 材料科学的一个新生长点--生态材料学 周尧和,孙宝德,李天晓,许振明 (上海交通大学材料科学与工程学院,上海,200030) 摘要：针时材料产业的现状和发展趋势,提出了生态材料学的概念,即生态材料学是关于材料及材料循环过程与生态环境相互作用的科学,其目的在于使材料在满足所需性能的前提下,具有优良的生态环境协调性.分析了生态材料学的基本思想和主要研究内容,给出了环境负荷表达式和材料科学与工程的新判据.以铝合金熔体纯净化生态处理工艺为例,指出了材料科学与工程的发展方向. 铜单晶连铸过程中固液界面位置和形状的数值分析 许振明1,耿关祥2,李建国1 (1. 上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030;2.上海汽车有色铸造总厂,上海 200062) 摘要：为了准确地控制工艺参数,获得表面光洁、高质量的连铸铜单晶,采用数值分析方法研究铜单晶连铸时固液界面的位置和形状.发现铸型温度(TM)、连铸速度(v)、冷却位置(L)和熔体温度(TL)影响固液界面的位置和形状,并且铜单晶连铸时固液界面向熔体呈凸出形状.当固液界面位于铸型内距出口端2～3 mm时,可获得表面光洁、晶体取向度小于10°的连铸铜单晶.为了获得高质量的单晶,固-液界面面必须平滑,甚至是平界面.计算结果与实验结果吻合很好,可用数值分析方法确定连铸铜单晶的工艺参数,为铜单晶连铸提供理论依据. 铝合金阳极氧化膜的微观结构分析 刘磊1,胡文彬1,吴建生 (1.上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室;2.上海交通大学国家教育部高温材料及高温测试重点实验室,上海 200030) 摘要：使用透射电镜观察了铝合金阳极氧化膜的微观结构,发现了阳极氧化膜的阻挡层与多孔层以及独特的六角形胞孔结构,氧化膜胞孔的孔道沿氧化膜表面向铝合金基体方向呈收缩趋势,这与阳极氧化过程中电压升高对多孔结构生长的影响有关.结合阳极氧化膜生长环境以及氧化膜的生长模型,探讨了氧化膜多孔结构的生长方式.