含非椭球颗粒复合材料的有效性能预报分析

非椭球颗粒Eshelby张量不为常数,没有解析解,理论计算中通常将非椭球颗粒简化为椭球形进行分析。实际材料中颗粒并非都为规则的椭球形,因此这种简化的合理性是有待讨论的。通过数值方法计算了几种特殊的非椭球颗粒的Eshelby张量和平均Eshelby张量,与有限元结果对比验证了数值结果的准确性。在此基础上,根据相互作用直推估计法分析了非椭球颗粒形状对有效性能的影响,并分析了用椭球颗粒代替异形颗粒的可行性。结果显示,数值方法计算的Eshelby精度较高,将对称性较高的非椭球颗粒等效为椭球颗粒是可行的,而片状颗粒对材料刚度影响更大,将其简化为近似的扁平椭球进行计算时将带来更大的误差。     

非椭球TiB2颗粒对复合材料有效性能的影响分析

非椭球颗粒Eshelby张量不为常数,没有解析解,理论计算中通常将非椭球颗粒简化为椭球形进行分析。实际材料中颗粒并非都为规则的椭球形,因此这种简化的合理性是有待讨论的。本文通过数值方法计算了几种特殊的非椭球颗粒的Eshelby张量和平均Eshelby张量,与有限元结果对比验证了数值结果的准确性。在此基础上,根据相互作用直推估计法分析了非椭球颗粒形状对有效性能的影响,并分析了用椭球颗粒代替异形颗粒的可行性。结果显示,数值方法计算的Eshelby精度较高,将对称性较高的非椭球颗粒等效为椭球颗粒是可行的,片状TiB2颗粒对材料刚度影响更大,将其简化为近似的片状椭球进行计算也将带来更大的误差。     

超音速激光沉积工艺参数对颗粒沉积凹坑尺寸的影响（英文）

利用有限元分析软件ANSYS Multiphysics/LS-DYNA模块,模拟了超音速激光沉积工艺在中碳钢基体上沉积Stellite 6合金颗粒的过程,分析了颗粒尺寸、温度及基体温度对颗粒沉积的变形行为、沉积处凹坑深度、宽度的影响。通过提取沉积处单元体的坐标变化值,获得了颗粒碰撞基体后的凹坑深度和宽度的数值,并通过计算得颗粒能有效沉积的宽深比范围,并对这些数值进行分析和数值拟合。结果表明:颗粒能有效沉积的宽深比值范围在1.3~1.5。     

TiB2颗粒TiB晶须混杂增强铜基复合材料导电率有限元模拟

本文建立了TiBw/Cu、(TiB2p+TiBw)/Cu、TiB2p /Cu复合材料的三维细观结构有限元模型,基于ABAQUS非耦合的热电分析理论,通过有限元数值模拟方法揭示了复合材料微观结构特征参量与宏观导电性能之间的定量关系。结果表明:TiB2颗粒体积分数为导电率主要影响因素,随体积分数增大导电率逐步减小,颗粒粒径大小对导电率影响不显著;TiB晶须体积分数和晶须取向角为导电率主要影响因素,晶须取向角平行于电流方向时导电率最好,垂直于电流方向时的导电率最差。在颗粒晶须混杂增强复合材料中,增强体体积分数和晶须取向角为导电率的主要影响因素,增强体种类对导电率影响较小。本文为颗粒晶须混杂增强铜基复合材料导电率计算提供了新的思路和方法,对颗粒和晶须增强复合材料混杂设计提供依据。     

冷喷涂金属颗粒变形行为数值模拟研究进展

理解冷喷涂中的颗粒变形和沉积行为一直是科学工作的焦点。由于颗粒撞击基底后的瞬时变形行为难以通过实验观测,因此多数研究工作聚焦于数值模拟。总结了一些颗粒撞击基底的建模方法,在前人研究的基础上,针对每个模型的原理及优缺点,分析了每个方法的适用场景,给出了改善模型的方法。综述了颗粒特性、入射角度、气体预热温度等对颗粒变形行为的影响,其中粒径大小、颗粒形状等是影响颗粒变形行为的主导因素,因此重点探讨了颗粒特性的影响。颗粒的撞击变形是影响冷喷涂涂层残余应力分布的重要因素,对涂层残余应力的相关数值模拟研究进行了综述,分析了颗粒变形与颗粒残余应力的关系。最后就目前冷喷涂残余应力建模较单一的形势,探讨了如何建立一种新模型以分析涂层残余应力。     

膏体料浆管道输送中粗颗粒迁移的影响因素分析

含粗骨料的膏体充填料浆在管道输送时存在粗颗粒沉降堵管和管壁磨损严重的问题,但常规的管道输送实验方法难以获得粗颗粒在管道截面上径向迁移的影响因素。以颗粒在黏塑性流体中的运动规律为基础,结合膏体充填工艺的实际情况,采用数值模拟研究膏体料浆流变参数对粗颗粒迁移的影响。针对实际生产中管道直径与粗骨料颗粒直径之比λ相对较小,在颗粒-流体耦合分析时可将粗骨料颗粒视为宏观颗粒,采用宏观颗粒模型(MPM)进行数值模拟。以Bingham流体的无量纲数,即塑性黏度雷诺数Rep、宾汉姆数Bi为定量评价指标,分析充填料浆的屈服应力、塑性黏度对粗骨料颗粒迁移的影响。结果表明,对于剪切流动区域内的粗骨料颗粒,其径向迁移量与屈服应力值和宾汉姆数Bi呈反比、与塑性黏度值呈正比,在一定的黏性效应下与塑性黏度雷诺数Rep呈正比。     

TiH_2颗粒在铝熔体中的分散性模拟

发泡剂TiH2颗粒在铝熔体中的分布是决定泡沫铝孔结构和性能的重要因素。利用Fluent软件对TiH2颗粒在铝熔体中的分散性进行了数值模拟,重点考察了搅拌叶片参数和搅拌速度对TiH2颗粒在铝熔体中分散性的影响。结果表明,TiH2颗粒的分散均匀性受铝熔体的径向及轴向流动的影响,与搅拌叶片参数和搅拌速度有关;当搅拌叶片层数为3、叶片长度为30cm、叶片倾斜角θ=30°、搅拌速度为50r/s时,铝熔体中TiH2颗粒的分布均匀性最好。     

沙柳颗粒致密成型过程中的颗粒轨迹及能耗研究

为研究沙柳颗粒致密成型过程中颗粒运动轨迹及各因素对能耗的影响,利用离散元软件EDEM进行模拟分析。模拟沙柳颗粒致密成型过程,分析不同粒径颗粒的运动轨迹,并对比研究了粒径、颗粒形状和压缩速度这3种因素对能耗的影响。结果表明:大颗粒(Ф3. 2和Ф3. 0 mm)的运动轨迹在致密成型过程中呈准直线状,小颗粒(Ф1. 0和Ф0. 8 mm)的运动轨迹在致密成型前期呈准直线状,致密成型后期的运动轨迹发生波动旋转; 3种能耗影响因素中,颗粒形状对沙柳致密成型过程中的能耗影响最大,类球状颗粒成型效果最好,但消耗的能量最多;片状颗粒成型效果较差,但消耗的能量最少。粒径大小的影响较小,压缩速度对能耗的影响不显著。     

Effect of the Process Parameters on the Indentation Size of Particle Deposited Using Supersonic Laser Deposition

利用有限元分析软件ANSYS Multiphysics/LS-DYNA模块,模拟了超音速激光沉积工艺在中碳钢基体上沉积Stellite 6合金颗粒的过程,分析了颗粒尺寸、温度及基体温度对颗粒沉积的变形行为、沉积处凹坑深度、宽度的影响。通过提取沉积处单元体的坐标变化值,获得了颗粒碰撞基体后的凹坑深度和宽度的数值,并通过计算得颗粒能有效沉积的宽深比范围,并对这些数值进行分析和数值拟合。结果表明:颗粒能有效沉积的宽深比值范围在1.3~1.5。     

超高含量球形WC颗粒增强熔敷层的制备与组织分析

在预置了NiCrBSi涂层的低碳钢基体上,用氩弧熔敷注射工艺制备了超高体积分数球形WC颗粒增强的熔敷层,对熔敷层的组织进行了分析,测量计算了WC颗粒体积分数,对WC颗粒分解率进行了估计. 结果表明,熔敷注射层组织由(Fe,Ni)固溶体、WC颗粒、Fe₃W₃C、共晶组织构成. WC颗粒在熔敷注射层中分布均匀,体积分数高达68.7%～76.6%,相应的质量分数为79.5%～85.2%. WC颗粒分解率较低,根据显微组织形态估计不高于12.2%,按EDS测量结果估计不高于7.4%. 增加预置涂层厚度有助于WC颗粒体积分数的提高和分解率的降低.     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

Development of the technology of ultrasonic welding of components made of Capron tapes

The technology of ultrasonic welding of components made of Capron tapes producing welded joints with high strength parameters has been developed. The numerical values of the main parameters of the conditions of ultrasonic welding of the Capron tapes are determined. It is shown that the increase in the amplitude and welding pressure shortens the welding time. The experimental results show that the Capron tapes are characterized by geometrical homogeneity in both the transverse and longitudinal direction so that the welded joints can be produced both along and across the tape.     

钢材打捆机控制系统智能化技术的研究

钢材打捆机是一种用于轧钢精整工艺的新型自动化设备，其控制系统基于SiemensS7 PLC和TP7触摸屏。系统的智能化技术主要包括：液压高低压自动控制、在线监视、离线故障检测、多台设备协同工作、可视化人机交互技术。本文描述了这些技术的原理与实现方法。     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

高等教育国际化与中国高等教育施化力培育

本文从化层、化型、化向与化力等方面考察高等教育国际化的应然本质属性 ,描述与分析中国高等教育在国际化潮流中表现出的发展态势 ,针对种种态势提出中国高等教育核心施化力培育战略 ,以使中国高等教育乃至世界高等教育真正地走向国际化     

钢管穿孔机主减速机振动分析

宝山钢铁股份有限公司钢管分公司的穿孔机下辊主减速机在大定修前,减速机轴和下辊大电机的振动情况严重,诊断部门对该减速机进行了测振分析,结合对电机振动、减速机振动的频谱分析和对轴承的故障频率成分分析,找出了主减速机振动的原因是轴承损伤。该分析结果与解体检查的结果相一致。     

冲压件小螺纹底孔翻边参数的修正

结合长期的实践体会,分析了冲压件小螺纹底孔翻边参数,对冲压件小螺纹底孔部分翻边参数进行了有效的修正,修正后的参数在长期的运用中效果较佳。     

AGC系统液压缸位移传感器的软修正

针对液压缺模拟位移传感器LVDT存在增益漂移的问题，研究出一套校正方法。其特点是利用轧机上的压力传感器及电动压下位移传感器来校正液压缸位移传感器，得出修正系数k。修正后，AGC系统运行状态明显稳定，控制精度进一步提高。     

Modelling of processes of thermochemical treatment of metals: traditions of Russian scientific school

Abstract

The paper is devoted to 100th anniversary of the outstanding Russian scientist professor Yuriy Mikhailovich Lakhtin – the founder of the world-famous scientific school of surface strengthening of metals and alloys. Lakhtin's scientific school is recognised for its contribution into research of processes of thermochemical treatment of metals and especially of nitriding. Today at the Department of Metal Science and Heat Treatment of MADI his followers continue the traditions of Lakhtin's scientific school. The development of technologies of surface engineering is based on complex modelling of physical processes realised by thermochemical treatment of metals. Thermodynamic models describe the interaction between metals and components of saturating atmosphere and predict phase composition of diffusion layer. Diffusion models of kinetics of saturation of metals allow us to calculate the rate of growth of diffusion layer and regulation of its depth and structure. Structural models determine quantitative dependence between parameters of structure (grain size, dispersed particles, etc.) and mechanical properties. These models allow us to estimate the level of strengthening by control of structural specifics of strengthened layer. On the basis of this complex of models, new efficient technologies of surface strengthening are developed.