微尺度流道中流体流动前沿的喷泉流动仿真

采用经典G a lerk in有限元法和N ew ton-R aphson迭代法,配合适当的边界条件实现了微流道中牛顿流体和剪切变稀流体前沿喷泉流动的数值仿真。结果表明:两种流体在喷泉流动区域的速度压力分布规律相同,在微尺度条件下流体的本构特性对喷泉流动的形式影响较小,仅是剪切变稀流体的喷泉区域略大于牛顿流体。在微尺度条件下,喷泉效应仍然是一种纯流体动力学现象。表面张力对微流体前沿喷泉流动区域的速度压力分布影响很小,但其在流体前沿自由表面上产生的切向应力使流体前沿的形状产生较大变形,与理想的半圆形相差较远。     

金属粉末注射成形模具浇口对成形性能的影响规律

根据金属粉末注射成形原理，在材料、模具温度等试验条件一致的前提下，将螺旋测试模与0．5～2．1mm之间的6个不同深度尺寸的侧浇口相结合，通过改变注射料熔体温度、注射压力、注射速率等工艺参数，描绘出在不同工艺参数时的侧浇口深度尺寸与阿基米德螺旋线长度的关系曲线，从而研究得到金属粉末注射成形的浇口尺寸与注射料熔体注射成形性能的关系规律：浇口尺寸对金属粉末螺旋线流动长度的影响较大，且不成比例；浇口尺寸与螺旋线流动长度关系曲线(L—H曲线)的变化不是单调的递增或递减，曲线形状呈较为明显的“波浪”形；在一定试验条件下粉末注射成形的理想浇口尺寸值为1．8mm，要偏大于注塑成形的浇口尺寸值；相对注射压力变化时浇口尺寸对L—H曲线关系的影响而言，注射料熔体温度和注射速率的影响相对较小，波动方向一致且较平坦，曲线有微小的上升趋势；当浇口尺寸一定时，工艺参数对流动长度的影响规律与注塑成形中工艺参数的影响规律类似。     

矩形截面非对称配筋小偏心受压构件的简化计算

通过对小偏心受压构件的受力分析及其公式推导,提出了非对称配筋小偏心受压构件的简化公式。     

高相对密度钨球注射成形过程中的喷射现象

针对金属粉末注射成形过程中喷射所引起的气穴、不良流动等缺陷,对高相对密度钨球合金制品进行了注射成形试验,发现钨球注射成形初期存在喷射现象,喂料一进入型腔即发生剧烈扭曲变形。通过多种成形工艺参数的组合,并且根据非牛顿流体的剪切变稀特性,采用高速高压成形工艺使得注射过程在瞬间完成,从而消除喷射对金属粉末制品的影响。同时,采用Moldflow MPI软件对其成形过程进行仿真,结果表明基于欧拉法的传统模流仿真软件无法模拟喷射现象,从而提出采用拉格朗日法对喷射成形过程进行建模和仿真的构想。将上述喷射现象的研究结果与高相对密度钨球的实际生产现状相结合,提出在定模板的模具分形面一侧开排气道增强其排气能力,和采用高速高压注射成形工艺解决喷射所造成的质量问题。     

PP+FeSi复合材料流变性能测试及数值模拟

为探讨注射成型能否生产复杂外形软磁改性塑料器件,配比了聚丙烯(PP)添加不同体积含量FeSi粉末的八个组成试样,测试了试样在不同温度随剪切速率变化的黏度、导热率和比热容,在注塑机上进行了流动长度测试。同时,运用麦夸特法+通用全局优化算法对黏度数据拟合,构建Cross-WLF黏度模型进行数值计算,其结果与试验结果一致。结果表明,随FeSi含量的增加,试样的黏度升高,比热容降低,导热率升高,流动性能变差;当FeSi含量达70%时流动长度只有纯PP的15%。因此,要想获得理想复杂外形的软磁改性塑料器件,须使用较大注射压力和较高熔体温度进行注射成型。     

考虑腔内压力变化的航空轮胎静载仿真研究

针对分布压力模拟航空轮胎充气压力无法反映腔内压力变化的问题,采用流体腔模拟航空轮胎充气结构,进行航空轮胎静载仿真研究。采用Yeoh橡胶材料本构模型和Rebar帘线层加强筋单元建立某型航空轮胎二维几何模型,通过修改INP文件,建立航空轮胎流体腔三维仿真模型。对静载工况下分布压力模型和流体腔模型航空轮胎进行分析,结果表明:在自由充气阶段,不同充气压力下2种模型轮胎的断面宽及外直径相等;轮胎下沉量小于10 mm时,2种模型轮胎径向刚度基本相同,当轮胎下沉量达到30 mm时,流体腔模型轮胎径向刚度比分布压力模型轮胎大3%～4%;流体腔模型轮胎腔体体积与腔内压力呈近似反比例关系。     

辅助阴极对电铸微模芯厚度均匀性的影响

用Ansys有限元软件对微透镜阵列模芯电铸过程中的电场线分布进行模拟分析,研究了辅助阴极的尺寸对电流密度分布的影响,预测了电铸模芯厚度均匀性的变化趋势。分析发现,辅助阴极能提高电铸模芯厚度的均匀性,当框形辅助阴极与母板阴极的边长之比为1.5时,模芯表面的电流密度相对偏差由无辅助阴极时的82.8%降低至10.1%。通过电铸实验对模拟结果进行验证。结果表明,所得铸层厚度偏差可降低到18.89%,与模拟分析结果较为一致。电铸成型所得1 mm厚的微透镜阵列模芯厚度均匀,微观形貌与母板一致,可应用于微注塑成型工艺。     

聚合物纳米/亚微米结构零件注射成型的研究进展

对近年来聚合物纳米/亚微米结构零件注射成型的研究进展进行综述,着重阐述成型材料、模芯材料和成型工艺对纳米/亚微米结构成型复制质量的影响,以及纳注射成型过程中的辅助成型技术和模芯制造方法。在此基础上,提出了纳注射成型技术中存在的问题,并对其发展进行展望。     

切槽加工刀片的有限元仿真与分析

首先以三维软件Unigraphics NX 6.0为开发平台,运用其强大的造型技术对切槽加工刀片进行了建模,其次,利用Advant Edge FEM仿真软件对切槽加工刀片对钢质凸轮轴毛坯的切槽过程进行了仿真分析,选取切削温度T和切削力F作为试验指标,通过正交试验和极差分析法,为切槽加工推荐科学的切削参数,并通过Mises等效应力分析,说明切槽加工刀片仿真模型的合理性。