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三维等离子喷涂的涂层生长过程温度场数值模拟被引量：9: 2005年; 提出了一种基于法矢量的涂层单元生成生长算法,可以在通用CAE软件划分喷涂基体四面体单元基础上,在三维曲面的待喷涂表面生成涂层三棱柱单元.利用基体四面体单元和生成的涂层三棱柱单元,采用基于匀质化宏细观连成理论的温度场计算数学模型,模拟得到三维等离子喷涂涂层生长过程的温度场.; 王桂兰胡帮友严波张海鸥; 关键词：等离子喷涂自由曲面温度场数值模拟

梯度功能材料零件自由曲面分层建模方法被引量：2: 2009年; 为满足功能梯度材料(FGM)零件稳定、高效直接成形的需要,研究开发了一种基于表面梯度源的FGM零件建模方法,支持材料成分等值曲面分层快速成形.首先采用基于分层切片原理的体素化算法将STL网格模型转化为体素模型.然后设定模型表面轮廓为梯度源,结合材料分布函数,描述零件材料分布信息,得到材料成分的体数据集.最后运用等值面抽取技术从材料体数据集中得到等材料成分的曲面,实现FGM零件的曲面分层,为后续路径规划提供数据支持.; 胡帮友张海鸥王桂兰陈晔; 关键词：梯度功能材料体素模型

等离子熔积复杂金属零件的数字化制造方法: 2016年; 针对等离子熔积金属零件工艺特点,提出适应复杂形状金属零件的综合切片技术,包括适应单向生长、多向生长和渐变生长结构的等离子熔积制造需求的切片方法;引入具有全局优化特性的基于Voronoi图方法的轨迹规划技术,同时考虑自行研制的多轴数字化等离子熔积制造平台性能,提出了熔积电流和进给量等制造参数实时控制方法,通过帽形件和中空螺线管制造实验验证了该方法的有效性.本方法解决了等离子熔积复杂金属零件的支撑工艺问题,并通过再切片方法消除了熔积制造中的阶梯效应,提高了制造精度.为等离子熔积制造复杂形状金属零件提供了较为完整的数字化理论与技术支持.; 胡帮友罗圆智王桂兰蒋疆; 关键词：切片技术实时控制

不等厚切片分层熔积制造复杂金属零件被引量：6: 2011年; 在大倾角曲面或悬空特征等复杂形状熔积零件的制造中,应用等厚度切片技术来进行制造往往达不到成形性要求和实际使用性能.为解决这种问题,提出不等厚切片技术来改善制造效果.基本思想是沿着零件几何渐变生长方向的法平面进行等距切片,切片法向始终保持与零件几何特征的渐变方向一致.这种切片方法考虑了零件的几何形状的变化,始终保持最优的生长方向,因而制造出的零件无论在外部形貌还是内部力学性能上都可以得到最优效果.将该方法应用在复杂渐变结构零件的精确数字化熔积制造中,取得了满意的实验结果.; 胡帮友张海鸥蒋疆王桂兰; 关键词：金属零件

等离子熔射制备梯度功能MOLB式SOFC及其复阻抗分析: 2008年; 采用一种融合功能梯度材料设计思想与快速原型制造等离子熔射与机器人数字化成形技术于一体的新方法,借助自主研发的梯度功能送粉系统,多层连续熔射快速制造立体结构MOLB(mono-block layer built)式固体氧化物燃料电池SOFC(solid oxide fuel cell)三合一电极PEN(positive electrolyte negative)部件。分析了PEN部件的成分、微观组织和阳极、阴极孔隙率的连续梯度变化规律,并利用复阻抗技术对其进行导电性能测试。结果表明,采用该方法能够获得含有成分、组织呈连续梯度变化的功能涂层的SOFC核心部件PEN;与不含有梯度层的PEN相比,不仅提高电极与电解质间的匹配性,改善电极孔隙率及其分布;而且大幅度减小功能梯度PEN部件界面接触电阻,有助于提高SOFC的电性能。; 杨云珍王桂兰张海鸥夏卫生; 关键词：固体氧化物燃料电池等离子熔射梯度功能三合一电极

等离子喷涂制造固体氧化物燃料电池三合一电极被引量：5: 2006年; 采用大气等离子喷涂法在阳极支撑上制备了电解质与阴极。利用X射线衍射分析了阴极与阳极喷涂前后的成分和相结构,用扫描电镜观察了SOFC(solid oxide fuel cell)三合一电极的截面形貌以及阳极、电解质与阴极的表面形貌。结果表明:喷涂前后阴极的化学成份未发生改变,阴极为单斜相、钙钛矿型的(La0.8Sr0.2MnO3)LSM;阳极在喷涂前为Ni/YSZ(Y2O3稳定ZrO2),在喷涂后Ni被氧化成NiO。由阳极、电解质与阴极构成的三合一电极界面不明显,其中电解质致密,阳极与阴极有一定孔隙。; 张海鸥姜丛伟王桂兰王文; 关键词：固体氧化物燃料电池等离子喷涂三合一电极

等离子熔积直接成形GH163高温合金零件组织研究被引量：2: 2009年; 采用多种分析工具对等离子熔积直接成形GH163高温合金零件的微观组织和相组成进行了深入研究。根据金属凝固过程的晶体生长理论,分析多层熔积试样的组织特征,成分偏析及析出相的特征。比较分析了分别采用真空精密熔模铸造法和等离子熔积制造法成形的高温合金零件的组织与成分。结果表明:等离子熔积直接成形高温合金工艺具有快速凝固特性,与真空铸造件相比,其微观组织均匀、偏析小,晶粒细小且致密,熔积层无分层、气孔、夹杂等缺陷。; 熊新红张海鸥罗继相王桂兰徐继彭; 关键词：高温合金金属零件

等离子熔射制模过程中工艺参数的实验研究: 2006年; 开展了等离子熔射制模过程中主要工艺参数对熔射层质量影响规律的实验研究。通过改变等离子熔射过程中的工艺参数,得出熔射功率、熔射扫描间距和熔射扫描速度等主要工艺参数对等离子熔射层残余应力、孔隙率的影响规律,从而为建立合理的等离子熔射制模工艺提供了依据。; 易善军张海鸥王桂兰; 关键词：残余应力孔隙率

A rapid forming method and simulation on controllable-porosity coating被引量：1: 2007年; A new method was introduced to fabricate porous coating and control its porosity by changing spray parameters. Two models were constructed to simulate the de- formation of droplet and the deposition process of splats on substrate. Considering the gap-pore, step-pore and shield-pore in the presented models, the influence of spray angle on the porosity of coating was mainly investigated. The simulation and experimental results show that the presented method is suitable for fabricating controllable-porosity coating. The porosity of coating can reach 49%. When the spray angle is lower than 30°, the porosity of coating rapidly increases because of shielding effect. Moreover, powder size and impact velocity also influence the po- rosity. Besides, a new forming method of graded porous coating was simulated by continuously changing the spray angle.; ZHANG HaiOu HU BangYou WANG GuiLan; 关键词：SPRAY POROUS GRADIENT MATERIAL

等离子熔射皮膜破坏温度场诊断: 2007年; 应用红外热像仪获取等离子熔射过程中基体与皮膜发生破坏时的温度场,对比分析皮膜破坏发生区域。然后从通过破坏区域的直线上的温度变化曲线,深入分析该区域的温度波动。实验结果表明:皮膜破坏一般发生在预热后基体温度较高区域和温度较高区域向临近温度偏低区域过渡部位;温度曲线中,皮膜破坏区域对应的温度极大值要高于临近区域平均温度30℃～50℃或者更高。实验结果为等离子熔射过程中皮膜温度监控确定了皮膜破坏预警信息和核心目标监控区域。; 夏卫生张海鸥王桂兰王伟; 关键词：等离子熔射温度场红外热像仪

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国家自然科学基金(50475134)

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