南京航空航天大学材料科学与技术学院简介

南京航空航天大学材料科学与技术学院创建于1985年（前身为南航材料科学与工程系，2000年成立学院）。经过20个春秋的艰苦创业，材料学院从小到大，由弱到强，今天已发展成为一个教学、科研和科技产业基地，形成了新金属材料、信息功能材料、复合材料、焊接技术、医学物理、表面技术、新能源材料、环境保护工程和生物制药等学科方向。学院目前设有三个系：材料科学与工程系、应用化学系和医学物理系；五个研究所：纳米材料研究所、复合材料研究所、等离子表面工程研究所、新型化学电源研究所和文物保护材料研究所；两个中心：医学物理中心和复合材料工程自动化中心。并有江苏省复合材料工程中心、江苏省热处理及表面改性工程研究中心和南京先进复合材料产业化促进协会等组织挂靠在该学院。学院拥有一个博士点：材料加工工程博士点；五个硕士点：材料学、材料加工工程、应用化学、环境工程和核技术及应用硕士点。     

二维网格局部动态细化的关键技术及其在切削仿真中的应用

为了解决仿真过程中网格畸变导致的计算终止以及计算精度与效率低等问题,本文利用Python对ABAQUS有限元仿真软件进行了二次开发,提出一种二维局部网格动态细化算法。该算法通过研究网格细化准则和细化方法以及物理场的传递过程,完成了整个算法程序的开发,并应用该算法实现了在二维切削仿真中局部网格动态细化。与全局加密网格的模型相比,在保证仿真精度误差为5%以内的情况下,采用局部网格动态细化时计算效率提高了210%。最后,通过试验验证了采用该算法所建立的二维切削仿真模型的准确性,仿真结果与试验结果基本吻合。     

航天电连接器的振动可靠性建模

通过分析电连接器在振动应力作用下的失效机理，得出了电连接器接触寿命与振动应力之间的影响关系，建立了电连接器在振动应力作用下的失效物理方程，并进行了以随机振动应力为加速因子的恒定应力加速寿命试验，经对试验数据进行统计分析，验证了所建模型的正确性。     

Cu(Ni80 Cr20 )-陶瓷复合机体的激光刻蚀机制

为解决陶瓷基底金属薄膜一体化部件的激光微加工精度问题,研究了纳秒脉冲激光作用于Cu(Ni80Cr20)-Al2O3复合机体的薄膜/基底界面分离机制。结果表明:激光刻蚀Cu时,光斑扫过的区域的Cu能够完全气化,得到较光滑的图案;在刻蚀Ni80Cr20时,光斑扫过的区域首先被氮化,随后氮化层剥离,导致刻蚀图形边沿粗糙。激光光斑能量呈高斯分布,使得Ni80Cr20氮化程度不均匀,是影响刻蚀精度的主要原因。利用波前衍射变换技术将光斑能量由高斯分布转换为能量呈平顶分布,在激光能量大于5.4 m J时,厚度4μm的Ni80Cr20层均匀氮化剥离,实现了Ni80Cr20-Al2O3组合体高精度、基底无损伤刻蚀。     

数控加工仿真技术发展现状与趋势

数控加工仿真技术在预防加工过程的缺陷、优化加工过程参数等方面有着不可替代的作用,近年得到了越来越广泛的应用.介绍了国内外数控加工仿真技术的研究进展,重点阐述了几何仿真以及物理仿真中涉及的关键技术,包括切屑预测、力热耦合作用模拟、加工变形预测和刀具磨损预测.最后,对数控加工仿真技术现存的问题进行了分析,并对数控加工仿真技术的发展趋势作了探讨.     

更准确、更精确、更高效——高超声速流动数值模拟研究进展

从准度、精度和效率3方面回顾了近几十年来高超声速流动数值模拟研究的进展。在物理模型方面,介绍了高超声速数值模拟中高温气体效应、稀薄气体效应以及湍流效应的建模与模拟,基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程重点对现阶段较为关注的高超声速边界层转捩的模式理论研究进行了介绍。在空间离散算法方面,主要介绍了高超声速数值模拟中常用的二阶精度迎风格式以及高阶精度格式的发展及其应用。在时间推进方面,主要回顾了隐式时间推进方法的发展及其应用。在误差和不确定度估计方面,主要介绍了其概念、来源以及常用的分析方法,同时给出了迭代误差估计、Richardson外插法以及敏感性导数方法等初步研究结果。最后,讨论了高超声速流动数值模拟中下一步需关注的问题。     

刚柔耦合系统神经网络跟踪控制方法研究

针对刚柔耦合系统的姿态跟踪及振动抑制问题,采用一次近似动力学模型,提出了一种神经网络控制方法.典型刚柔耦合系统由一个中心刚体和带有末端质量块的柔性附件组成,假设系统参数未知并且截断模型具有任意的有限维.该方法利用多层神经网络补偿系统非线性项及未建模动态,利用其自学习和自适应能力,降低不确定性因素对系统产生的影响;并且控制器只利用姿态角和角速度信息进行反馈控制,不需要知道柔性附件振动信息.理论分析和实验结果表明该方法使闭环系统所有信号一致最终有界,能有效地使系统完成姿态跟踪,而且能显著地减少柔性结构的弹性振动.     

用物理方法消除HMX粉料加料过程中静电的应用研究

提出了一种消除易燃高绝缘固体粉料摩擦生电的物理方法，主要是：研制特殊的复合介电涂层，调整其功函数使之与固体粉料的功函数相同或相近，同时减小复合介电涂层的电阻值到10^5-10^9Ω范围。将该复合涂层涂覆在与粉料摩擦的设备接触面上，可有效减少粉料的摩擦起量量，又可增大静电泄漏率。上述物理方法应用于自动加料系统中，消除奥克托金（HMX）粉料中的摩擦电，消电率达90％。     

奇异的沸腾现象

在低重力状态下观察液体沸腾是个不可思议的实验。它有很多的娱乐成分．但是它也使科学家们获得一些重要的物理知识。     

高超声速弹道靶泰氟隆锥模型及弹托设计

模型及弹托设计是开展弹道靶试验研究的基础。对用于再入物理特性研究的泰氟隆锥模型，采用了钨、铝作芯体配重的鞘套结构，而弹托采用了四瓣不封底和八瓣全包覆两种结构并选用了聚碳酸酯和超韧尼龙两种材料。发射试验结果表明：用此方法设计的泰氟隆锥模型和选用超韧尼龙做成八瓣全包覆弹托能实现泰氟隆锥模型的超高速发射，模型的发射速度达到5．7km/s，且模型与弹托分离满足再入物理试验研究的要求。