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材料与精益成形研究所

基本情况

 

材料与精益成形研究所共有教师6人,其中包括教授2人,高工1人,副教授1人,讲师2人,目前共有博士研究生5人,硕士研究生12人。

材料与精益成形研究所拥有:(1)铝基复合材料制备设备及微弧氧化陶瓷膜制备设备,包括40公斤真空搅拌铸造方法铝基复合材料制备设备一套、T-MAO-B60双极性微弧氧化电源,T-MAO-B20全逆变微弧氧化电源、电解槽、冷却系统;(2)微弧氧化陶瓷膜组织结构和性能检测分析设备,包括盐雾腐蚀试验箱、高低温湿热试验箱、热疲劳试验机、涡流测厚仪、摩擦磨损试验机、Chi660A电化学工作站、金相显微镜,显微硬度计、维氏硬度计等设备;(3)与法国ESI集团联合成立了材料工程仿真计算中心,构建了软硬件相结合的技术研究平台,包括流体力学分析的CFD-ACE+软件、有限元分析ANSYS软件、铸造成形软件ProCAST、焊接成形Sysweld、锻造成形分析软件Qform、注塑成型软件Moldflow、用于工程设计的Silidworks等,以及高性能的工作站。 

        研究所紧密结合我国轨道交通技术的发展需要,多年来致力于轨道车辆新材料和新技术的研究与开发工作。曾先后进行了提速客车蠕铁制动盘、高纯净耐热疲劳锻钢制动盘及铝合金制动盘的结构设计、材料研发、成形技术、热容量评估和失效分析研究,部分研究成果居国内领先水平;在钢的微合金化技术,蠕墨铸铁材料,奥贝球铁材料,铝、镁、钛合金表面陶瓷化改性方面开展了深入的研究工作,所开发的15号合金钢客车车钩、蠕铁制动盘、奥贝球铁耐磨衬套材料与技术已在我国轨道车辆得到推广应用,钛合金表面陶瓷化技术在石油钻井技术方面获得了好的应用效果;熟练掌握实体建模、铸造、锻造、焊接、注塑过程模拟技术以及有限元结构强度分析和流体模拟技术,建立了基于数值模拟技术的结构与工艺协同设计研究平台。

  

研究方向

 

材料与精益成形研究所依托北京交通大学轨道车辆结构可靠性与运用检测技术教育部工程研究中心,主要从事铁道车辆新材料新工艺的研究,研究方向包括轨道车辆高性能金属材料、关键零部件的精益成形技术、有色金属微弧氧化技术表面改性、零件质量基因工程。

在轨道车辆高性能金属材料研究方面主要开展高性能合金钢材料、铝、镁合金及其复合材料、轨道车辆零部件及其材料的失效分析。

在有色金属微弧氧化技术研究方面主要开展铝合金及其复合材料的微弧氧化表面处理技术、镁合金的微弧氧化表面处理技术、钛合金的微弧氧化表面处理技术。

在零部件的精益成形技术研究方面主要开展金属结构件的铸、锻、焊成型工艺仿真、塑料注塑成型工艺仿真、基于有限元技术的服役零部件的强度和变形分析、零部件结构与工艺协同设计理论及方法。

科研成果与荣誉

 一、近三年授权专利

[1]     一种轨道车辆轴装制动盘与盘毂的连接;ZL201521055800.X  

[2]     一种搅拌法制备颗粒增强铝基复合材料用坩埚;ZL201620794845.7

[3]     一种孔装配阀金属结构件微弧氧化处理用夹具; ZL201620074799.3

[4]     纤维增强铜基复合材料接触线;ZL201520827778.X

[5]     纤维增强铜基复合材料接触线的增强芯;ZL201520830084.1

[6]     轴装式轨道车辆制动盘;ZL201420192545.2

[7]     一种防反翘结构轨道车辆轴装制动盘;ZL201520195404.0

[8]     一种高热容SiCp/Al复合材料轮装制动盘盘体;ZL 201610103789.2

     

二、近三年专利转化

[1]     一种拼接式防反翘轴装制动盘-专利实施许可合同,30万;

[2]     一种轨道车辆轴装制动盘与盘毂的连接-专利实施许可合同,30万;

[3]     轴装式轨道车辆制动盘-专利实施许可合同,20万。

 

三、获奖

主持获得2017年度中国铁道学会科学技术奖三等奖。

代表性科研项目

    

近三年主持和参加的主要科研项目如下:

[1] 科技部科技支撑:下一代地铁列车关键技术研究及样车制造-轻质低噪铝基复合材料制动盘与制动闸片技术研究,77万;

[2] 国家自然基金:SiCP/Al复合材料微弧氧化陶瓷膜制备及成膜机理研究, 80万;

[3] 国家自然基金:轨道车辆盘形摩擦制动材料表面特征演变及其摩擦匹配性能研究,80万;

[4] 科技部“973”:基于概率安全的轮轨材料服役性能评价体系研究-车轮损伤容限研究,45万;

[5] 中国铁路总公司:牵引供电系统安全运用技术研究-铝合金接触网零部件防腐技术研究,50万;

[6] 基本科研业务费:通风铝合金制动盘摩擦面抗划伤技术与裂纹扩展机理研究,107万;

[7] 中国铁路总公司:CRH2动车组锻钢制动盘疲劳寿命试验研究与评估(续补),62万;

[8] 中国铁路总公司:牵引供电前瞻性技术研究-纤维增强铜基复合材料接触网导线开发研究,45万;

[9] 科技部“973”:轮轨材料疲劳损伤及失效机理研究,18万;

[10]     校企合作:铝基复合材料可视化制备技术与制动盘结构工艺协同设计研究, 215万;

[11]     校企合作:轨道车辆用钢质制动盘开发及应用研究,200万;

[12]     校企合作:真空调压成形技术及其产业化应用,120万;

[13]     校企合作:动车组制动盘摩擦面裂纹识别、盘面变形检测技术研究,113万;

[14]     校企合作:搅拌摩擦焊接残余应力及缺陷仿真技术研究,77 万;

[15]     校企合作:蠕铁制动盘失效行为的组织与性能研究及热机耦合仿真分析,48.5万;

[16]     校企合作:注塑模具热疲劳行为及设计方法改进研究,80万;

[17]     校企合作:新型钢质制动盘开发研制,60万;

[18]     校企合作:200km ~250km/h高速列车锻钢制动盘,80万;

[19]     校企合作:车轮应力分析及强度校核,50万;

[20]     校企合作:制动盘设计仿真分析及验证,26.5万;

[21]     校企合作:锚固组件建模及凝固模拟技术研究,40万;

[22]     校企合作:三维实体建模与模拟分析研究()30万。

代表性论著

  

序号

论文题目

期刊名称

发表年

论文作者

1

铁路车轮轮辋疲劳裂纹和踏面剥离掉块的微观伤损因素分析

中国铁道科学

2017

丛韬,韩建民,张关震,吴斯,张澎湃

2

Temperature effects on the friction and wear behaviors of SiCp/A356 composite against semi-metallic materials

Advances in Materials Science and Engineering

2017

潘利科, 韩建民, 杨智勇, 王佳琳,李翔,李志强,李卫京

3

Experimental and simulation research on the influence of stirring parameters on the distribution of particles in cast SiCp/A356 composites

Journal of Engineering

2017

杨智勇,潘利科, 韩建民, 李志强,王佳琳,李翔,李卫京

4

Thermal fatigue crack behavior of SiCp/A356 composites prepared by stirring casting

Result in Physics

2017

潘利科, 韩建民, 杨智勇, 李翔,王佳琳,李志强,李卫京

5

Study of Scanning Micro Arc Oxidation and Coating Development

Joural of Materrials Engineering and Performance

2017

Linqin Xia,Jianmin Han,Joseph P. Domblesky,Zhiyong Yang,Weijing Li

6

Investigation of the Scanning Microarc Oxidation Process

Advances in Materials Science and Engineering

2017

Linqin Xia,Jianmin Han,Joseph P. Domblesky,Zhiyong Yang,Weijing Li

7

A Plane Stress Model to Predict Angular Distortion in Single Pass Butt Welded Plates With Weld Reinforcement

journal of Manufacturing Science and Engineering

2017

Junqiang Wang, Jianmin Han, Joseph P. Domblesky, Zhiqiang Li, Yingxin Zhao, Luyi Sun

8

A356铝合金扫描式微弧氧化涂层的成膜过程及耐腐蚀性能

材料研究学报

2016

夏伶勤、韩建民、杨莎、杨智勇、李卫京

9

Analytical Modelling of Shot-peening Residual Stress on Welding Carbon Steel Surface Layer

Journal of WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Materials Science

2016

WANG Junqiang, HAN Jianmin, YANG Zhiyong, LI Weijing et al

10

development of a new combined heat source model for welding based on a palynomial  curve fit of  the experimental fusion line

The International Journal of Advanced Manufacturing Technology

2016

Junqiang Wang, Jianmin Han, Joseph P. Domblesky, Zhiyong Yang, Yingxin Zhao, Qiang Zhang

11

高含量SiCp/A356复合材料衍生材料的组织与性能

中国有色金属学报

2016

潘利科, 韩建民, 张颖骁,杨智勇, 李志强,李卫京

12

SiCp/A356复合材料微弧氧化陶瓷膜的生长规律与性能

材料工程

2016

夏伶勤,韩建民,崔世海,杨智勇,李卫京

13

列车制动盘通风散热的数值模拟

北京交通大学学报

2015

潘利科, 韩建民, 李志强,杨智勇, 李卫京

14

Microstructures and Mechanical Properties of Weld Metal and Heat-Affected Zone of Electron Beam-Welded Joints of HG785D Steel

Journal of Materials Engineering and Performance

2016

张强,韩建民;檀财旺;杨智勇;王军强

15

Effect of Microstructure of Welded Joints HG785D on Impact Toughness.

Key Engineering Materials.

2016

Zhang Qiang,Han Jianmin, Yang Zhiyong,Wang Junqiang.

16

Predicting distortion in butt welded plates using an equivalent plane stress representation based on inherent shrinkage volume

Journal of Manufacturing Science and Engineering

2016

Junqiang Wang, Jianmin Han, Joseph P. Domblesky, Weijing Li, Zhiyong Yang, Yingxin Zhao

17

Residual Stress Reduction in Single Pass Welds Using Parallel Line Reheating

Journal of Pressure Vessel Technology

2016

Junqiang Wang, Jianmin Han, Joseph P. Domblesky, Weijing Li, Zhiyong Yang, Yingxin Zhao

18

平行高斯热源加热法降低焊接残余应力研究

焊接技术

2016

王军强, 韩建民, 李卫京, 杨智勇, 赵颖昕, 孙鲁怡.

19

Analyzing the mechanisms of thermal fatigue and phase change of steel used in brake discs

Engineering Failure Analysis

2015

Zhiqiang Li, Jianmin Han, Zhiyong Yang, Weijing Li

20

轴承钢内部缺陷对动车组轴承服役寿命的影响

中国铁道科学

2014

丛韬、韩建民、张弘、付秀琴、张斌、张澎湃、张关震

21

HG785D高强钢焊接热影响区性能

焊接学报

2014

张强,韩建民,杨智勇,王军强

22

高耐候钢与不锈钢焊接接头的微观组织与性能研究

热加工工艺

2014

张强, 韩建民,张泽,潘传珍,王军强.

23

X2CrNiMoN22-5-3双相不锈钢MAG焊焊接接头组织与性能

热加工工艺

2014

张强, 韩建民,梁吉庆,杨智勇,王军强.

24

不锈钢固溶处理和冷变形开裂分析

东北大学学报(自然科学版)

2014

张颖骁,李卫京,韩建民,李志强,杨智勇

25

基于边缘检测和数学形态学的焊接接头轮廓识别

东北大学学报(自然科学版)

2014

赵颖昕,韩建民,杨智勇,李卫京,王军强

26

构架管板搭接接头数值模拟与校核

焊接技术

2014

王军强,张世欣,韩建民,王明岩,陈跃,李世涛,张占岭

27

The effect of braking energy on the fatigue crack propagation in railway brake discs

Engineering Failure Analysis

2014

Zhiqiang Li, Jianmin Han, Zhiyong Yang, Like Pan

28

An inverse method for searching parameters of combined welding heat source model.

Inverse problems in science and engineering

2014

Chen Yue, Han Jianmin, Li Zhiqiang, Xia Lingqin, Yang Zhiyong. .

29

Low cycle fatigue behavior of Cr-Mo-V low alloy steel used for railway brake discs

Materials & Design

2014

Zhiqiang Li, Jianmin Han, Weijing Li, Like Pan

30

Analyzing the mechanisms of fatigue crack initiation and propagation in CRH EMU brake discs

Engineering Failure Analysis

2013

Yang Zhiyong, Han Jianmin, Li Weijing et al.

联系方式

  

所 长

韩建民

办公电话

01051683300

办公地点

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