激光增材制造Ti6Al4V点阵结构的抗压吸能特性

人体骨骼受到碰撞后的断裂过程伴随着能量吸收,多孔骨植入体的设计需考虑结构的抗压吸能特性。在空间尺寸（20 mm×20 mm×30 mm）内,通过拓扑优化设计和激光增材制造技术制备不同胞元尺寸和相对密度的Ti6Al4V点阵结构,采用熔池监控、单向压缩实验和有限元仿真方法,探究了点阵结构的表面质量、断裂形变规律和吸能特性。结果表明,点阵结构的结构参数受熔池温度场和粉末支持力的影响;点阵结构的抗压行为遵循弹脆性变化规律,断裂带与制造方向呈45°;点阵结构的断裂机制为韧性断裂,裂纹沿内部微孔洞分布方向扩展;能量吸收能力随着相对密度增大呈递增趋势,随着胞元尺寸增大呈递减趋势;能量吸收效率随着相对密度增大呈递减趋势,随着胞元尺寸增大呈递增趋势。     

六氢吡啶二硫代氨基甲酸衍生物的合成及其摩擦学性能研究

采用六氢吡啶二硫代氨基甲酸钠与氯乙酸酯进行取代反应，合成了4种新型润滑油添加剂；用IR、UV、^1HNMR、^13C NMR、MS和元素分析对其结构进行表征；对它们的热稳定性和油溶性进行了评价；利用四球摩擦磨损试验机初步考察了它们的摩擦学性能。结果表明，这一类添加剂均具有良好的热稳定性和一定的油溶性，可以明显提高基础油的承载能力。     

滚筒振动对铺粉质量影响的离散元模拟

以Al₂O₃陶瓷粉末为研究对象，建立了Al₂O₃陶瓷粉末流动的离散元方法模型。针对增材制造铺粉工艺中滚筒振动对粉床质量的影响问题，模拟滚筒振动方向、振幅和频率对粉床的密实性、均匀性和平整度的影响规律。仿真结果表明：滚筒轴向振动可提高粉床密实性和均匀性，却会导致粉床平整度变差；滚筒径向振动会导致较差的粉床平整度，当振幅大于8 μm时，颗粒的压缩和回弹效应导致粉床质量显著降低；滚筒切向振动可以提高粉床的密实性和均匀性，对粉床平整度影响很小，但切向振动频率过高容易引起粉末飞溅。研究表明在切向方向对滚筒施加低频的振动可以有效提高增材制造粉床质量。     

陶瓷材料预压应力加工的力学模型

基于弹性力学和压痕断裂力学,建立了陶瓷材料预压应力下的加工力学模型,分析了预压应力及载荷比对材料内部第一主应力及最大剪应力的影响.随着预压应力的增大,第一主应力由拉应力逐步转变为压应力,最大剪应力先减小而后随之增大.若施加合适的预压应力,则能降低材料内部的最大剪应力,改变材料内部裂纹的扩展方向,从而有效降低陶瓷加工过程中的损伤.随着载荷比增大,第一主应力在压头后方迅速变为拉应力,最大剪应力也随之增大,但压头正下方的应力状态不受载荷比的影响.最后对碳化硅陶瓷进行预压应力划痕实验,验证了上述分析结果,进一步表明陶瓷材料预压应力加工是可行的.     

二烷基二硫代磷酸锌润滑添加剂的抗磨机理

用量子化学方法计算了4种二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)与铁原子簇的化学吸附作用能,并探讨了此种作用能与抗磨性能的关系.用前线电子密度和原子净电荷作为判据分析了4种添加剂分子与铁原子间键合的强弱和反应性的大小.计算表明二烷基二硫代磷酸锌的活性元素为6位和7位硫原子,其与铁发生摩擦化学反应时,最可能的断键位置是6位和7位硫原子的双键.反应生成由多磷酸盐和铁硫化物组成的反应膜,该膜具有较好的抗磨作用,仲烷基ZDDP比伯烷基ZDDP的抗磨性好,而伯烷基ZDDP的抗磨性优于芳香基ZDDP的.在伯烷基上吸电子基团能增强硫原子与铁原子之间的化学吸附作用力.量子化学的计算预测结果与摩擦学实验结果相符.     

运用UG-OPEN API开发汽车冲模标准件库

本文介绍了基于UG的汽车冲模标准件库的界面设计,然后通过一实例介绍了运用UG_OPENAPI开发汽车冲模标准件库的方法。该汽车冲模标准件库的开发可使汽车冲模的结构设计效率得到一定的提高。     

基于UG的滚子链轮参数化实体建模

利用UG/OPEN API以及其它相应的UG二次开发工具,编制了滚子链轮的参数化实体建模程序,该程序建模效率高,为机械设计者提供了一个有用的工具。     

1,4-双(二硫代甲酸乙酸酯基)哌嗪衍生物的合成与摩擦学性能研究

合成了5种新型无灰无磷环境友好润滑油添加剂1,4-双(二硫代甲酸乙酸酯基)哌嗪衍生物,采用1H NMR、13C NMR、IR、UV-vis、MS和元素分析对其结构进行了表征,在热重分析仪上考察了其热稳定性能,并利用四球摩擦磨损试验机考察了其在液体石蜡中的极压性能和抗磨性能.结果表明,此类添加剂有较高的热稳定性和很好的承载能力,可以明显改善液体石蜡的抗磨性能.     

磨粒流加工的固液两相流模型及压力特性模拟

以FLUENT软件为计算平台,采用Spalart-Allmaras固液两相Mixture湍流模型对磨粒流加工过程中磨粒流的流动形态进行了数值模拟,结果表明：增大压力差可提高通道中流体的平均速度,增大边界层与壁面流速差可提高加工效率;通过改变进口压力得到非稳态流场,能够使近壁面处的磨粒数目增多,有利于加工效率的提高。同时,模拟结果还反映了黏度对磨粒流加工有重要影响。数值模拟结果为磨粒流加工过程中的参数选择提供了参考依据。     

碳化硅单点金刚石超精密切削加工残余应力的离散元模拟

通过力学性能数字试验模拟及校准,建立了碳化硅陶瓷的离散元模型和单点金刚石超精密切削加工的模型,并对其微加工过程进行了动态模拟;分析了在不同刀具前角、切削速度及切削深度等加工条件下残余应力随工件深度方向分布的影响。结果表明:当刀具前角处于小负前角时(–20°～0°),切削后的残余应力较小,否则当前角过大或者过小时,会产生较大的残余应力;残留在工件内的残余应力随切削速度以及切削深度的增加而增加。最后得出了不同加工条件下的残余应力云图,通过对残余应力产生机理的分析,验证了利用离散元法分析加工后材料的残余应力是可行的。