泡沫金属在双向承载条件下的力学性能

根据各向同性三维网状泡沫金属的简化结构模型,建立该类材料的双向拉伸力学分析模型.利用该力学模型推出泡沫金属在双向拉伸破坏时两向名义应力与孔率3者的数学关系式,并在此基础上进一步得出该类材料在承受双向载荷时的安全判据.当双向承受的名义应力相等时,还可得到泡沫金属在双向等荷承载条件下的载荷强度与孔率的数学关系.这些关系式通过泡沫镍为例的有关实验数据证明是相当实用的.而由本理论体系可得出对多孔体双向承载条件的安全性判断,这似乎是Gibson和Ashby的有关模型理论所未触及或难以做到的.     

泡沫材料在多向拉伸载荷作用下的力学模型

以各向同性的三维网状高孔率泡沫金属为研究对象,根据其简化结构模型,推导得出该类材料在多向拉伸破坏时3个名义主应力与孔率四者之间的数理关系。通过推演得出的有关关系式,还可进一步得出泡沫金属在多向受力状态下使用时的强度设计判据。     

泡沫金属电阻率的计算方法

泡沫金属的孔率是一项易于测知和易于在制备过程中进行控制的特性指标,而其电阻摔在这两方面都比较困难。本文通过建立新的针对性理论公式,并与有关计算公式一起进行应用分析,找到了较合适的用孔率计算高孔率泡沫金属电阻率的方法,从而为多孔金属材料的整体优化和高孔率泡沫金属生产过程中电阻率指标的控制提供便利。     

高孔率金属材料延伸率的估算方法

基于各向同性高孔率材料的结构特征进行理论推导,得出了由孔率计算高孔率金属延伸率的方法,并用泡沫镍作相应的实验验证。结果表明：高孔率金属（孔率在80％以上）的延伸率随其孔率增大而有所增大,估算值与实测结果基本一致。     

泡沫金属双向承载的力学模型

根据开孔泡沫金属材料的结构特点提出其抽象化的新型简化结构模型,即“八面体模型”,在此基础上建立起该类材料在双向拉伸条件下的力学分析模型。从该分析模型出发,推导得出了该类材料在双向拉伸破坏时两向名义应力与孔率三者的数学关系式。结果表明:该关系式还可进一步描述成“偏应力”、“平均应力”和孔率三者之间的关系。本理论模型与Gibson和Ashby的有关理论体系的不同之处是,前者可直接运用“梁理论”进行方便的分析和推演,而后者则不能。验证实验结果显示,本理论模型的数学关系与实际数据吻合良好。     

泡沫金属力学性能的若干问题

泡沫金属在结构方面的应用口益增多，其力学性能随之显得越来越重要。本文列举了该材料的一些结构用途，在强化其力学性能研究意识的同时，提出了泡沫金属双向拉伸性能研究的基础性和必要性。并从其应用发展趋势、制备方法和结构特点出发，指出该材料双向力学性能与孔率关系研究的重要意义。     

网状结构高孔率泡沫钛的特性

网状泡沫钛属于弹脆性多孔材料,其压缩曲线的平台区为锯齿形,并在总体上呈缓慢增长的趋势;其平台区结束的极限应变较大,且密实化阶段的应力-应变曲线不是那么陡峭。采用浸浆烧结法制备获得了一种孔率在85%~90%之间、孔径分布在1~3 mm之间的网状泡沫钛。结果表明:该泡沫钛制品的热导率随着样品孔率的提高而明显地减小,且总体上具有良好的隔热性能,孔率为87%~89%的试样的室温热导率为0.4~0.8 W/(m·K)。此外,还测试该泡沫钛试样在200~6300 Hz声频范围内的吸声系数,发现其第一共振频率出现在4000 Hz左右,此时试样的吸声系数达到约0.9。     

三维网状泡沫金属杨氏模量和泊松比的数理表征

杨氏模量和泊松比是工程材料最为基本的两个力学指标.多孔金属是一种兼具功能和结构双重属性的优秀工程材料,采用"八面体分析模型",研究了三维网状泡沫金属的这两个性能指标,发现其表观杨氏模量与多孔体的孔率有比较复杂的数理关系,而其表观泊松比则是一个与孔率无关的特征材料常数.     

卷绕铅酸电池泡沫铅负极电化学行为的研究

以泡沫铅作为负极集流体制备了卷绕VRLA电池.采用计时电流法、循环伏安曲线、电化学阻抗谱和充放电实验研究了泡沫铅负极的电化学行为,结果表明泡沫铅负极的真实表面积比铅箔负极的大,因此泡沫铅负极具有较低的过电势,并且不论是在怎样的放电状态下,泡沫铅负极的电化学反应电阻较小;与铅箔负极相比,在10、5和2小时率放电状态下,泡沫铅负极的质量比容量分别增加25.9%,30.0%和48.2%.此外,SEM观察显示,泡沫铅负极表面活性物质为更加细小的晶体颗粒和具有更高的孔率.     

泡沫材料在剪切载荷作用下的力学关系推演和分析

泡沫金属是一种兼具功能和结构双重属性的优秀工程材料,在作为工程构件时就可能遇到剪切载荷的作用。探讨泡沫材料在剪切载荷作用下其构件内部的力学行为,采用隔离分析的简单方式,通过数理推演得出此种承载状态下的力学关系表征。结果显示,泡沫金属材料受到剪切载荷作用而产生破坏时,其构件内部的最大名义切应力大小可用多孔体的孔率以及泡沫金属材料本身固有的特性参量来描述。通过这种数理关系,直接便捷得到该材料在此时的强度判据。     

聚氨酯砂改性工艺研究

采用红外光谱技术研究了聚氨酯砂的固化反应机理, 通过向聚氨酯砂中加入呋喃树脂砂进行改性处理, 并采用热失重及扫描电子显微分析技术研究了聚氨酯砂的改性机理。结果表明, 聚氨酯砂中加入呋喃树脂砂以后, 由于在高温下树脂膜分解速度下降, 高温强度得到提高。呋喃树脂砂合适加入量为１０ ％ , 改性聚氨酯砂具有良好的综合性能     

四自由度部分解耦并联机构运动学和性能分析

针对并联机构强耦合性导致的运动学分析复杂、控制难度大、工作空间小等问题,设计了一种新型四自由度并联机构。采用螺旋理论分析了机构的运动特性,得知该机构具有两转动两移动自由度,可由4个移动副驱动;建立了机构的位置数学模型,得到了位置反解表达式,分析了运动部分解耦特性;对机构进行了速度分析,推导了速度雅可比矩阵;基于雅可比矩阵对机构进行了奇异分析,得到了机构的奇异位形;分析了机构的条件数指标,通过添加冗余驱动分支消除了奇异位形,提升了机构的条件数性能,并验证了该机构具有较大的工作空间。     

基于Moldflow的汽车散热格栅浇注系统优化设计

分析了浇注系统对成型大型格栅质量的影响。针对塑件原成型方案进行模拟分析,找出塑件表面产生熔接痕的原因。对浇注系统进行优化后,熔体充模过程均衡,型腔内各格栅端部几乎同时充满,避免了格栅上熔接痕的产生,型腔所需的充模压力不高、型腔温度分布比较均匀、塑件产生的翘曲变形较小,提高了塑件的外观质量。     

基片偏压改变对镁合金 Ti / TiN 膜质量的影响

目的探讨基片偏压对镁合金Ti/TiN膜层质量的影响。方法利用多弧离子镀技术,在不同偏压条件下,对镁合金先镀Ti再镀TiN,通过SEM观察膜层形貌,通过划痕测定膜基结合性能,通过电化学工作站对比AZ31镁合金与不同偏压镀膜试样的耐蚀性。结果偏压为200V时,TiN膜层致密均匀且成膜速度快,膜层耐蚀性最好;偏压为200V时,基体结合最好且膜层较厚,有较好的耐蚀性。结论镀Ti膜时的偏压对随后镀TiN的质量有着显著的影响,以200V偏压的工艺镀TiN膜层质量最好,膜层致密,成膜速度快,耐蚀性优良。     

差动伞齿轮高速冷模锻工艺及模具设计

叙述了差动伞齿轮新旧模锻工艺过程。设计冷模锻锻件图、计算毛坯尺寸、选择变形速度、验算许可变形程度、拟制毛坯制坯处理。介绍了差动伞齿轮高速冷模锻的模具结构。文末提出了模具设计的关键问题。     

基于特征主基面的相交特征识别

为有效识别相交特征,提出一种新的基于特征主基面的相交特征识别算法。该算法首先对模型进行处理,抑制过渡特征,去除外轮廓面提取特征加工面,生成带扩展属性的加工面属性邻接图,并以特征面的面边关系属性为依据判断特征间的父子关系从而判定相交特征。通过特征基面的度的大小选定特征主基面并以凸边为痕迹添加虚链接,构建虚链辅助面,完成相交特征分离并对特征进行相似性判断,通过邻接矩阵与预定义特征库进行特征匹配从而完成相交特征识别。最后通过具有相交特征的模型验证算法的有效性。     

传动轴花键轴叉制造工艺革新

改进传动轴花键轴叉金加工工艺,有效地缩短工艺流程,实现工艺基准统一;提出花键轴叉中频感应加热淬火方法,保持花键轴叉两叉耳根部的原有强度,有效解决了热处理变形;开发铣端面、打中心孔的工艺装备,消除了因定位基准转换造成的误差,保证了零件加工精度;改进拉花键工艺和夹具,提高了加工效率,定位较为准确,能更好地保证加工后的花键轴叉的产品质量。实践证明:通过改进花键轴叉的制造工艺,提高了生产效率,降低了成本。     

铜/钛合金电子束焊接工艺优化

研究了QCr0.8/TC4电子束焊接工艺及接头组织,由于铜合金热导率高而熔化量较小,以及焊缝中生成大量脆性金属间化合物相,因此对中焊时接头强度较低.采用偏铜侧进行非对中电子束焊接,接头抗拉强度随偏束量的增大而增高,偏束量为0.8mm时接头最高抗拉强度为270.5MPa.断裂发生在TC4侧熔合线处,为脆性准解理断裂特征.偏铜焊时接头成形得到改善,焊缝包括熔合区及TC4侧反应层两部分.熔合区主要由铜基固溶体组成,硬度较TC4母材有所降低.反应层成分过渡较大,含有多种金属间化合物相.随着工艺参数的变化,反应层厚度也发生变化,从而对接头性能产生影响.     

环轧模拟中单元畸变的处理

针对环轧成形模拟所采用的动力显式算法由于沙漏而造成单元畸变的问题,研究了沙漏控制方法,分析了矩形截面环件轧制的成形过程.环轧初始阶段,环件变形量小,沙漏能很小;随变形量增大,控制沙漏所需沙漏能持续增长.采用人工阻尼法需要的沙漏能可达内能的20％,而采用人工刚度法所需沙漏能明显减小,只占内能的5％左右,能减小沙漏能对内能...     

压下变形参数对超高强钢再结晶规律的影响

以一种超高强钢为研究对象,对其进行了热力学计算分析和热模拟压下实验,采用金相组织和扫描形貌分析等手段,研究了压下变形参数对超高强钢再结晶的影响规律。研究结果表明：变形速率越大,变形温度越低,实验钢动态再结晶越不容易发生;变形温度为950 ℃,变形速率为0.1 s-1时,真应变为0.1,奥氏体晶粒尺寸为6524 μm;真应变为05时,稳态连续再结晶形成的奥氏体沿着原来奥氏体向晶内长大,尺寸较为均匀,晶粒细化到4821 μm;真应变为08时,发生非连续再结晶,晶粒细化到3045 μm,呈现多边形等轴状。