机械工程

激光辐照对射频溅射氧化镍薄膜摩擦学性能的影响

氧化镍薄膜 激光辐照 摩擦系数 射频溅射 文章研究了266nm Nd:YAG激光辐照对铝基射频溅射氧化镍(NiO)薄膜摩擦学性能的调控机制。通过优化激光能量密度(0.4J/cm²)实现薄膜局部熔融平滑化，显著降低摩擦系数至0.22。实验表明激光诱导的氧化学计量比变化与Ni间隙原子形成是性能改善的关键因素，接触角测试证实辐照后薄膜呈现疏水性。

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TTS异质性：Ti-6Al-4V微动中的摩擦学转化结构

微动磨损 摩擦学转化结构 Ti-6Al-4V 纳米晶粒 文章研究了Ti-6Al-4V合金在微动载荷下摩擦学转化结构（TTS）的异质性形成机制。通过调控接触压力（50-500 MPa）和循环次数（1000-20000次），分析了TTS、第三体层（TBL）和一般变形层（GDL）的演化规律。在300 MPa以上压力下，TTS早期形成并呈现纳米级双区域结构：区域I为20-50 nm纹理化α晶粒，区域II为5-20 nm各向同性等轴晶粒。TTS硬度达1170 HV（基体为560 HV），化学组成与基体一致，表明其源于塑性变形而非环境反应。研究建立了压力-循环次数耦合的TTS形成场景，揭示了极端晶粒细化的Hall-Petch效应机制。

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多场耦合动力学分析的场交换率理论

多物理场耦合 场交换率 材料设计 文章提出了一种用于评估多场耦合系统性能的新指标——场交换率（FER）。该理论通过定义物理量的密度和通量密度，建立了多场耦合系统的守恒关系。研究验证了FER在电-力耦合和热-电耦合系统中的适用性，并成功预测了电磁发射技术中铝优于铜的材料选择。实验结果表明，基于FER的设计方法能够有效指导复杂系统的优化，为现代工业中的多场耦合问题提供了新的分析工具。

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基于等几何分析的两相工程问题求解方法

等几何分析 两相问题 精确界面表示 文章提出了一种新的计算方法，用于解决两相工程问题。该方法的核心创新在于能够在精确的两相几何上进行计算分析。几何由基于样条的表示定义，并通过水平集方法构建。利用新开发的非裁剪技术将水平集几何映射为样条几何，该表示在非结构化网格上定义，能够精确表示几何复杂域。通过构建与几何精确匹配的分析适用力学模型，采用等几何分析方法求解控制方程。两相之间的界面由三次B样条曲线显式表示，允许在精确几何上评估解场和各种物理量。此外，还开发了算法用于在保持两相域不连续性的同时改变解场在相间的连续性。文章通过求解泊松方程、线性弹性、拓扑优化和两相流问题验证了所提方法的有效性。

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