激光熔覆H13-TiC复合涂层的力学性能测试与数值模拟

为提高热作模具钢的使用性能和寿命,利用激光熔覆技术在H13钢表面制备了H13-TiC复合涂层,研究了不同TiC含量下H13-TiC复合涂层的力学性能,并分析了各试样拉伸后的断口形貌.结果表明:激光熔覆后熔覆层硬度、强度都明显高于基体硬度、强度,这是熔覆层中弥散和细晶强化共同作用的结果;熔覆层的断裂机制是脆性断裂和塑性断...     

封闭体内电机转速测量技术的研究

以小型往复式制冷压缩机为典型研究对象，通过对其封闭壳体的振动分析，指出了壳体振动的基频即为电机的转速。提出了一种基于微机的通过测量振动基频来间接测量封闭体内电机转速的方法和构成。     

T2紫铜-45钢电子束焊双材料界面性能与裂纹偏转

焊接接头性能与缺陷一直是焊接材料相关课题的重要方面,大量的研究描述了焊接材料的接头性能与特征,但异种焊接材料的界面与开裂问题研究并不充分. 文中对T2紫铜-C45钢电子束焊接双材料界面强度和裂纹开裂的问题,首先采用标准拉伸和三点弯曲试验,得到该材料焊缝区抗拉强度、屈服强度、弹性模量参数,并依此计算判断出断裂韧性值;其次对拉伸和三点弯曲试验试样的宏观和微观断口分析,表征其断口形貌特征,得出断口断裂类型为准解理和沿晶脆性复合断裂模式;基于试验分析结果对裂纹开裂偏转路径进行讨论,得出裂纹沿焊缝区扩展并偏向T2紫铜端;最后以实测参数为基准,基于ABAQUS有限元分析得出三点弯曲试验下焊缝区的裂纹扩展和偏转方向结果,为该种异种金属焊接材料接头性能的提升提供了依据.     

逆随机边界元法预测残余应力和接触应力

本文提出了用于预测残余应力和接触应力的逆随机边界元法。将滤波算法引入随机边界元法,根据某些内点的应变的随机分布,建立量测值的边界元解析灵敏度矩阵和解析量 测矩阵,从而可能预测边界上的随机残余应力和随机接触载荷的分布和结构可靠度的分布。 最后,两个算例表明了本方法的有效性。     

T2紫铜-45钢异种材料电子束焊的焊接接头强度与缺陷评定

焊接接头性能与缺陷一直是焊接领域的重要课题，文中针对T2紫铜-45钢异种材料电子束焊的焊接接头强度和焊接缺陷的问题，首先采用SEM观测焊缝区域的微观形貌，分析其组织构成，并通过标准拉伸和三点弯曲试验，得到接头焊缝区的界面强度参数；其次依据断裂韧性值，开展了针对该异种材料试样内部缺陷的缺陷评定. 结果表明，采用电子束焊加工该异种材料，焊缝内部存在宏观偏析现象. 此外，依据表征得到的T2紫铜/45钢异种材料界面强度参数，验收通过了基于BS7910标准的2A级缺陷评定.     

牛血清环境下等离子喷涂ZrO_2增强羟基磷灰石涂层的摩擦磨损性能

为了研究ZrO_2增强羟基磷灰石(HA)复合涂层在牛血清润滑环境下的摩擦磨损性能,首先,采用等离子喷涂技术在钛合金基体上制备了ZrO_2含量分别为0、15wt%和30wt%的HA生物陶瓷涂层;然后,分析了ZrO_2/HA复合涂层的物相成分和结合强度;最后,采用UMT-3销盘摩擦试验机研究了ZrO_2/HA复合涂层在牛血清润滑环境下的摩擦磨损性能,观察涂层磨损表面微观形貌并分析了磨损机制。结果表明:HA涂层的主要物相为HA,15wt%ZrO_2/HA复合涂层和30wt%ZrO_2/HA复合涂层中的ZrO_2以立方相形式存在,并且衍射峰强度高于HA的。随着ZrO_2含量增大,涂层的结合强度明显增大。ZrO_2/HA复合涂层与纯HA涂层相比,有更好的耐磨性和更低的摩擦系数。纯HA涂层的磨损机制以犁沟效应和磨粒磨损为主,而15wt%ZrO_2/HA复合涂层和30wt%ZrO_2/HA复合涂层的磨损机制为脆性剥落磨损。     

基于温度场模拟的激光熔覆生物陶瓷涂层工艺参数选择

根据激光熔覆生物陶瓷涂层的特点,选择二维带状热源模型,研究计算了材料物理性能在不同温度下的变化曲线,并建立温度场模型。将实验制备的涂层从涂层外观、显微硬度、涂层与基体的结合强度、涂层物相等方面对比模拟结果与实验结果,从而论证模型的可靠性。根据模拟结果可得:激光功率与扫描速度均会影响熔池深度,且激光功率的影响大于扫描速度;根据模拟的变化趋势分析,选择的激光熔覆的工艺参数为功率P=1700 W,扫描速度V=165 mm/min。模拟预测了不同涂层厚度、工艺参数条件下的熔池深度。     

表面织构对ＨＡ／ＺｒＯ２生物陶瓷涂层摩擦磨损性能影响

采用飞秒激光器在等离子喷涂ＨＡ／ＺｒＯ２ 生物陶瓷涂层表面制备不同直径的凹坑型织构阵 列;采用ＶＷ－６０００高速摄影仪及超景深三维轮廓仪进行织构形貌的表征;在ＵＭＴ－３多功能摩擦 磨损试验机上采用往复运动形式测试涂层在牛血清润滑条件下的摩擦系数,通过测量涂层磨损后 磨痕深度表征涂层磨损程度．结果表明：飞秒激光加工织构具有良好的表面形貌,一定参数下的织 构涂层摩擦学性能较未织构涂层有所改善,其中凹坑直径为２５０μｍ 织构涂层的摩擦系数值最 低,且磨损量最小．     

基于Hertz接触理论的涂层界面应力分析

应用大型有限元分析软件ANSYS 8．1，对接触载荷条件下涂层材料的应力场进行了数值模拟．通过比较有限元解与经典Hertz解析解验证了有限元模型的可信度；分析了不同涂层厚度、不同涂层／基体弹性模量比情况下，接触应力分布情况及接触宽度随着载荷的变化情况．数值模拟结果表明：涂层／基体界面剪应力峰值出现在略偏离界面中心位置；涂层／基体界面正应力峰值出现在界面中心位置；涂层／基体的弹性模量比在1～2．5之间取值时，对涂层／基体结合效果较为有利；涂层过薄容易导致界面剪应力过大，致使材料失效．模拟结果能够为涂层材料的力学研究及设计提供参者．     

羟基磷灰石涂层制备及失效研究进展

羟基磷灰石(HA)成分与人体骨和牙齿相近,植入人体后,其羟基(-OH)与骨细胞形成化学键结合,具有良好的生物活性和生物相容性。主要介绍了羟基磷灰石涂层的热喷涂、激光熔敷和复合技术制备方法及特点,在临床使用案例基础上,从涂层的力学性能及生物活性两个方面总结涂层失效的原因。针对制备涂层结合强度、生物活性、化学稳定性等内在问题,给出了可行的解决方案,为高性能的HA涂层的制备和应用提供参考。