基于石墨烯太赫兹调制器的研究

利用石墨烯的电导率可以通过电压调节的特性,研究了一种基于单层石墨烯的太赫兹调制器。为了提高太赫兹-石墨烯相互作用强度,调制器采用一种石墨烯-金属复合结构。全波电磁数值仿真结果表明,在反射工作模式下,该器件在3.5 THz的调制深度大于90%。采用平面半导体工艺,实现了调制器原型器件,并对其反射谱进行了测试,实验数据与仿真结果相符,这为以后实现高质量的太赫兹调制器奠定了基础。     

安全阀用电磁先导阀的流通特性分析

电磁先导阀作为安全阀的先导驱动机构，其流通特性对安全阀的功能和性能至关重要。通过SOLIDWORKS软件对电磁先导阀进行了流体仿真分析，并与实体流量试验结果进行了对比。结果表明：仿真分析结果和实验结果基本一致，表明该方法适用于此类产品的分析。     

含机械整流装置的电磁减振器阻尼特性分析

为了明确电磁减振器在不同工况下的阻尼特性,对具有机械整流装置的电磁减振器进行了理论建模与试验测试。首先,从理论角度建立了电磁减振器的动力学传动模型与机电耦合模型,分析其动力学和电力学特性;其次,从工程角度搭建了电磁减振器的测试台架,对其在不同工况下的阻尼特性进行了试验研究;最后,将理论仿真结果与试验测试结果进行对比。结果表明：在不同工况下,理论仿真结果与试验测试结果具有相同的变化趋势。当负载电阻从5Ω增加到100Ω时,电磁减振器的等效阻尼系数从1 208 N·s/m下降到496 N·s/m。此外,激励频率从0.5 Hz增加至2 Hz或激励幅值从20 mm增加至40 mm,均导致电磁减振器等效阻尼系数从874 N·s/m下降至660 N·s/m。     

7075铝板弹性模量退化行为研究及回弹预测

金属板材的弹性模量随塑性变形发生衰退,这一现象对板材成形中的回弹预测影响巨大。为研究7075高强铝板的弹性模量衰退规律,采用传统的循环加载试验进行弹性模量测试,同时借助DIC应变测量系统设计弯曲卸载试验进行测试。试验结果表明：弹性模量随塑性变形发生明显退化且衰退规律受材料变形所处的应力状态影响。将两种试验所得衰退规律用于C形梁成形过程中的有限元回弹仿真,仿真与试验的对比结果表明：弯曲卸载试验所得弹性模量衰退规律对C形梁回弹分析的结果明显优于循环加载试验所得规律的结果,四个回弹角的预测精度分别提高了42%、7%、40%和200%。     

基于Fluent的电磁换向阀压差-流量特性研究

运用计算流体动力学仿真分析软件Fluent建立了电磁换向阀仿真模型,对电磁换向阀的压差—流量特性进行了仿真分析,开发了电磁换向阀样机,完成了阀口压差—流量特性试验,通过实验验证了仿真分析结果。     

激光熔覆涂层在多冲载荷下的力学行为分析

根据多次冲击载荷的特性,从应力波传播、多冲磨损、多冲硬化与软化和多冲塑性变形等方面对激光熔覆层试样进行了试验研究。结果表明：在多冲载荷作用下,应力波在涂层和基体的冶金接合面发生反射,形成拉伸波造成涂层的纵裂和角裂;由于应力集中,涂层表面发生微观点蚀和深层剥落;冲击载荷能量的积累,造成涂层试样硬度变化和塑性变形。     

金属橡胶减振器随机振动有限元仿真

提出一种金属橡胶减振器随机振动有限元仿真方法,采用正交各向异性阻尼材料模拟金属橡胶材料。相关仿真参数由金属橡胶减振器正弦扫频试验确定。对金属橡胶减振器进行正弦扫频试验和随机振动试验,利用有限元仿真软件ANSYS Workbench对金属橡胶减振器随机振动进行有限元仿真模拟,并将仿真结果与试验结果进行对比分析。研究结果表明,所提出的有限元仿真方法能够很好地对金属橡胶减振器随机振动进行仿真,且计算结果具有较高精度。     

RFID无损检测方法及在油液磨粒监测中的应用

对一种低成本的利用电磁波传输特性对油液中铁磁性磨粒进行监测的方案进行了前期研究。 首先建立了油液磨粒模型,并针对磨粒相关参数对电磁波传输特性的影响进行了仿真,仿真结果显示磨粒含量与电磁波传输特性具有明显的相关性。然后利用射频识别对磨粒含量的影响进行了试验验证,试验结果显示磨粒含量可以影响电磁波传播特性,与仿真结果相符。     

45钢切削加工温度变化数值模拟分析

基于金属材料塑性变形理论,采用有限元软件建立材料的切削过程模型,对二维正交金属切削过程中温度场和应力变形进行数值模拟仿真,得到正交切削过程中切削温度变化,同时切削力变化曲线说明仿真结果确实很好的反映了加工的变化情况。     

金属切削过程中晶体塑性变形的有限元分析

基于金属材料塑性变形理论,利用有限元分析软件,建立了金属切削过程中的晶体变形模型,对二维正交金属切削过程中的晶体塑性变形进行了数值模拟。将仿真结果与实验数据进行了对比,验证了相关理论和模型的有效性。     

星形套闭塞模锻光塑性模拟研究

利用光塑性方法以聚碳酸脂为模拟材料研究轿车等速万向节星形套闭塞模锻成形过程，获得星形套闭塞模锻成形过程的三维光塑性应变分布，提出其应变分布特征，并对典型截面应变进行计算分析，研究结果可实际钢质星形套闭塞模锻工艺和模具设计起一定的指导作用。     

含裂纹强度失配焊接接头弹塑性变形分析

采用有限元方法对平面应变条件下含裂纹不同强度失配的平板拉伸焊接接头的弹塑性变形进行了分析,研究了焊缝与母材强度失配系数、焊缝硬化性能、裂纹长度等对接头塑性变形的影响。结果表明：强度失配系数对接头塑性变形有显著影响。低匹配时,变形首先集中在焊缝中,而高匹配则对焊缝起到了一定的保护作用。失配系数一定时,不同焊缝硬化性能接头的塑性变形发展趋势是一致的;但当外载较大时,局部塑性变形程度不同,焊缝的硬化性能降低,裂尖塑性变形增大。
     

压力补偿变间隙密封液压缸研究

针对恒间隙密封液压缸内泄漏量随压力升高而增加的特性,应用金属材料弹性变形理论和间隙密封理论,提出了一种变形活塞式压力补偿变间隙密封液压缸。研究了活塞的变形机理,推导了活塞唇边变形量计算公式并进行了仿真分析。通过试验测得了自补偿变间隙密封液压缸泄漏量随压力的变化情况,试验结果表明,活塞的变形能够有效减少间隙泄漏量。     

Simulation of friction welding of alumina and steel with aluminum interlayer

Friction welding is a complicated metallurgical process that is accompanied by frictional heat generation and plastic deformation. Since the thermal cycle of friction welding is very short, simulation becomes very significant. In the present work, a finite element-based numerical model has been developed to understand the thermo-mechanical phenomenon involved in the process of friction welding. The developed model is capable of predicting thermal distribution during friction welding of ceramics with metal using an aluminum interlayer for various time increments. Frictional heating at the interfacial region consumes the aluminum interlayer and establishes a bond between alumina and mild steel. Though there is mechanical mixing, the bond is incomplete in the aluminum-alumina interface. Due to the variation of thermal properties between alumina and mild steel, more amount of thermal stress is induced at the joint interface. Numerical simulation predicts the formation of residual stress in the alumina-mild steel side of the interface. This leads to incomplete interlocking that results in poor joint strength.     

基于LAPW算法磁记忆信号相变特性的研究

当应力达到临界屈服点时,铁磁性金属构件将产生塑性形变,造成重大的安全隐患。金属磁记忆检测技术可以快速、有效地检测出应力集中区域,但是,目前尚无有效的方法对临界屈服点处的磁记忆信号特征进行定量化分析。采用基于密度泛函理论的线性缀加平面波法(LAPW),建立了磁力学耦合模型,分析了临界屈服点的磁记忆信号特征,计算了弹性形变和塑性形变范围内,体系的差分电荷密度、原子磁矩、晶格结构随应力的变化关系。研究结果表明:随着应力的增加,固体中原子之间的结合力逐渐减弱,晶格结构的稳定性变差;当应力达到临界屈服点时,固体发生相变,磁记忆信号产生突变,磁记忆效应减弱。理论计算结果与实验结果具有很好的一致性。     

Damaged layer characteristics in micro-endmilling of copper using an ultrahigh-speed air spindle

This paper presents an investigation on the characteristics of damaged layer in micro-machining by using the ultrahigh-speed air spindle. The damaged layer in metal cutting is derived from plastic deformation and transformation of metal structure. In this study, micro-cutting force, surface roughness, and plastic deformation layer according to the variation of machining conditions were investigated by experiments. The damaged layer was measured using optical microscope for the samples prepared by metallographic techniques. Its scale was dependent on cutting process parameters, especially feed per tooth. According to experimental results, it was verified that the thickness of damaged layer was increased with increasing of feed per tooth and cutting depth, also thickness of damaged layer was reduced in down-milling compared to upmilling during micro-endmilling operation.     

铝合金管材无芯模冲切过程的有限元模拟

对铝合金管的冲切过程进行了有限元模拟,刀具采用刚体模型,工件采用弹塑性模型,材料断裂破坏采用Normalized Cockcroft&Latham破坏准则,分析了冲切过程中冲切力、等效应力的变化,得出了弹性变形、塑性变形、塑性变形至裂纹扩展、断裂始终贯穿于整个冲切过程之中。通过模拟切口与实际切口的对比以及模拟切屑形状与实际切屑形状的对比,说明了模拟过程的有效性。     

大变形成形过程刚塑性无网格伽辽金方法

在非稳态大变形塑性成形过程中，由于节点的大范围移动和流动的非均匀性，导致分析精度下降。针对移动最小二乘近似精度的提高，尤其是边界附近节点分析近似精度的提高，提出了相应的处理方案，以保证分析的精度。通过采用影响域节点控制方法以及边界节点分布密度动态控制方法，实现了塑性成形过程的无网格伽辽金方法的自适应分析。对拉普拉斯方程及典型的大变形成形过程进行了分析，通过与拉普拉斯方程解析解和相应的商品化刚塑性有限元软件Deform的分析结果进行对比，验证了处理方案的正确性。     

一种估计管材硬化模型参数的方法

管材力学性能参数的准确性是影响管材塑性成形有限元数值模拟质量的关键因素之一。单向拉伸试验的试件取自滚弯和焊接等制管工序之前的平板坯料 ,所测应力—应变关系无法真实描述管材的塑性变形行为。单向拉伸试验也不能精确反映管材在实际塑性成形中所处的复杂应力状态。基于各向同性硬化假设 ,本文提出了一种轴压胀形、单向压缩试验和数据拟合技术相结合的估计管材硬化模型参数的方法。有限元数值模拟结果显示 ,由这种方法所估计出的管材硬化模型参数是相当准确的。