基于预置压片的高温合金激光熔覆温度场仿真

针对激光熔覆的特点,利用APDL参数化设计语言建立合理的三维瞬态温度场数值模型,综合考虑热源模型、相变潜热、材料属性变化、动态边界条件和动态接触热阻等。在镍基高温合金表面激光熔覆NiCoCrAl-Y2O3粉末片,计算结果与实验结果对比表明,该模型激光熔覆瞬态温度场的数值模拟结果和实验结果具有较好的吻合性,验证该模型的可靠性和正确性。     

单颗磨粒作用下硼硅酸盐玻璃的亚表面静态裂纹

利用Vickers压痕法模拟研磨抛光过程中单颗磨粒作用于K9(硼硅酸盐玻璃)工件表面过程,采用HF截面腐蚀法测量金刚石压头压入过程中的裂纹深度,探索裂纹深度与载荷和压头压入深度之间的关系,借助有限元软件ANSYS/LS-DYNA分析不同载荷下裂纹的产生和发展过程。结果表明:在0.098～0.490N载荷范围内,裂纹以横向裂纹为主;在0.49～2.94N载荷范围内,裂纹主要为纵向裂纹,少量压坑周围出现多条明显裂纹;在2.94～9.80N载荷范围内,亚表面裂纹主要为纵向裂纹。不同载荷下K9玻璃亚表面裂纹层的深度为1.4～87.2μm;数值模拟的裂纹层深度为3.5～107.5μm。     

真空平板玻璃动态响应数值计算与试验研究

采用弹性动力学方法,建立了真空平板玻璃的动力学分析模型,计算出真空平板玻璃在动态载荷下的响应特性.通过对真空平板玻璃动态特性的试验研究,得到了其动态响应特性,并对比了试验结果与计算结果,验证了理论分析的可靠性.试验结果表明：随着振动频率的增加,真空平板玻璃动态响应呈先增加后减小的变化趋势,随着与中心处距离的增大,真空平板玻璃动态响应呈减小的趋势;当外部激振频率达到50Hz时,真空平板玻璃会产生强烈的共振现象,从而破坏真空平板玻璃正常工作特性,影响其结构可靠性及工作稳定性.     

7022铝合金搅拌摩擦焊接全过程温度场的数值模拟

基于对搅拌摩擦焊接过程的划分以及相对应的热输入模型,建立了焊接全过程的温度场有限元分析模型;通过求解得到了搅拌头旋转压入阶段、初始焊接阶段、准稳态焊接阶段和焊接结束4个阶段的温度场分布,并进行了试验验证。结果表明:模拟得到的温度结果和通过热电偶法测得的温度结果比较吻合。     

EACVD金刚石膜沉积设备衬底温度的测量

为了完善金刚石膜生长工艺,对衬底温度进行测量和控制,采用基于C8051 HY20单片机的热电偶多区域测量系统来收集EACVD设备的衬底温度.对测温的机械机构、电路方案及软件流程进行了详细的设计.经过验证该系统测温准确,效果良好.     

扫描速度对钛合金NiCoCrAlY熔覆涂层显微组织及硬度的影响

利用激光熔覆技术在Ti6A14V钛合金基体上制备NiCoCrAlY高温防护涂层,提高钛合金基体的高温性能。采用激光功率1.2 kW,光斑直径1 mm,研究激光扫描速度对Ti6A14V钛合金熔覆涂层宏观形貌、稀释率、截面组织以及硬度的影响。研究表明,在相同激光功率和激光光斑直径的条件下,熔覆层的宏观形貌在400 mm·min-1时质量最优,熔覆层表面连续且平整,波浪起伏较小;随着扫描速度增加,激光能量减小,熔覆层的几何尺寸以及稀释率均逐渐减小,当扫描速度为500mm·min-1时,熔化的液体中杂质仍未完全逸出就冷却凝固,涂层与基体之间出现微裂纹、气孔等缺陷;随着扫描速度的增加,温度梯度不断减小,冷却速度不断增大,初生的枝状晶不断被打破,熔覆层组织致密均匀,晶粒细小,同时熔覆层的硬度逐渐增大。     

三乙醇胺浓度对固结磨料研磨垫自锐性能的影响

采用不同浓度的三乙醇胺研磨液研磨石英晶体,基于研磨垫磨损率和工件与研磨垫的磨损比,分析了三乙醇胺浓度对石英晶体的去除率及其去除稳定性、研磨垫磨损率、磨损比、研磨摩擦系数、声发射信号和研磨后表面质量的影响。结果表明:随着三乙醇胺浓度的增加,工件与研磨垫磨损比先增大后减小,石英晶体的材料去除率和去除稳定性也对应地先增大后减小,摩擦系数先减小后增大,声发射信号先增加后减小,研磨后工件表面质量先变好后变差。当三乙醇胺浓度为5%时,石英晶体的材料去除率最大,去除率随时间变化最稳定,研磨垫使用寿命最长,表面质量最好。结果表明:研磨液中添加适量的三乙醇胺,会稳定石英晶体加工过程,延长研磨垫使用寿命,提高工件表面质量,降低生产成本。     

硬质合金刀具金刚石涂层的热应力仿真

利用有限元分析软件ANSYS建立了金刚石涂层冷却阶段金刚石涂层热应力有限元模型,通过有限元模型研究了各工艺参数和基体几何尺寸对于热应力的影响。有限元仿真的结果表明,沉积温度、冷却速度、膜厚和硬质合金基体前角对热应力的影响较大。     

喷丸处理对重型运输车车架纵梁焊接变形的影响

以重型运输车车架纵梁做为研究对象,研究喷丸处理对车架焊接变形的影响.采用MSF-3M型应力分析仪测量了焊接试验件的应力,采用三坐标测量仪测量了焊接试验件的前后变形并应用Matlab软件生成试验件的三维图形,采取变形量数据的标准差对试验件的变形量进行分析.研究发现喷丸处理能够对焊接变形有明显的改善作用,喷丸处理对车架纵梁焊接变形能够有效控制.     

面向7075铝合金预拉伸厚板加工变形控制的变向迭代法

具有壁薄、尺寸大、加工精度高、材料去除量大等特点的航空整体结构件,其毛坯大多选用预拉伸铝合金厚板。在高速切削成形过程中,随着材料的大量去除,毛坯内初始残余应力势必发生释放,零件只有通过弯曲变形等行为才能达到新的平衡状态,导致加工精度得不到保证,甚至成为废品。因此,研究残余应力释放产生加工变形的演化机制,是控制和保证加工质量的核心所在,对于实现加工过程的高效化和精密化至关重要。首先,依据毛坯分解为去除材料和成形零件两部分,将初始残余应力分为释放应力和有效应力,利用静力平衡条件和弯曲变形理论建立加工变形的分析模型。然后采用有限元方法求解加工变形的分析模型,通过现场加工零件后经测试可知：加工变形的仿真值与测量值相比,无论是幅值水平还是变形曲线,尽管均具有具有很好的吻合性,但由于残余应力的测量误差使得两者亦存在10%左右的幅值误差。最后建立以最小加工变形为目标的零件加工位置优化模型。通过以一定步长正向从最小值开始选取加工位置,根据当前值与上一次取值的变形方向差异,确定下一次取值的步长及其方向,若变形方向相同则以相同步长继续正向取值,否则减小步长反向取值,直至步长的绝对值在阈值范围之内,提出求解加工位置优化模型的变向迭代方法。与企业实际使用的中间位置法相比,变向迭代方法能够使得加工变形减小99.79%。