KDP晶体三倍频晶面微观力学行为及加工性能

为了揭示磷酸二氢钾(KDP)晶体三倍频晶面微观弹塑性力学行为及加工性能,开展了纳米压痕研究。建立了KDP晶体三倍频晶面各向异性力学模型,基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法对纳米压痕进行了数值仿真并完成了纳米压痕测试实验。实验结果表明:实验与仿真计算的载荷-压入深度关系曲线的相关系数为0.996 328,吻合度较高,验证了力学模型的正确性,得出KDP晶体三倍频晶面的屈服强度为240MPa。数值仿真结果显示:由于材料的各向异性,工件内部应力呈不规则圆弧状分布;载荷大小与等效应力影响深度呈近似线性递增关系;材料表面等效塑性应变分布形状与压头投影面几何形状相类似,存在复映效果。当载荷小于2mN时,各压头的残余应力深度差异性较小(小于0.2μm);随着载荷逐渐增大,这种差异不断扩大。得到的结果为实现KDP晶体三倍频晶面的高效低损伤加工提供了理论支撑。     

水射流喷丸强化残余应力场的有限元模拟

针对水射流的高湍动特性与受喷靶体材料复杂的弹塑性形变行为,提供一种水射流喷丸强化残余应力场的有限元分析方法.基于准静态压力分布和非线性轴对称面分布载荷,采用多线性各向同性强化的Mises率不相关弹塑性模型,应用Prandtl-Reuss塑性增量理论及增量初应力法,利用线性斜坡载荷加载制度,运用ANSYS有限元软件模拟不同压力作用下水射流喷丸在2A11铝合金材料表层产生的残余应力场,获得残余应力场的分布规律及残余应力沿层深和径向的变化规律,指出残余应力沿层深分为残余压应力区和残余拉应力区,沿径向分为第Ⅰ残余压应力区、残余拉应力区和第Ⅱ残余压应力区,得到表面残余压应力、表层最大残余压应力、残余压应力层深度随着喷丸压力的增加而增大.为验证有限元模拟的正确性,对喷丸表面残余压应力进行试验验证,结果表明,有限元法计算的表面残余压应力值与试验数据近似吻合.     

2024铝合金喷丸残余应力松弛规律研究

喷丸残余压应力能有效提高材料的抗疲劳性能,但服役过程中残余压应力不稳定,会出现松弛。为深入研究喷丸残余压应力的松弛规律,对喷丸2024铝合金标准拉伸试样在两种拉伸载荷强度下进行疲劳试验研究,采用基于cosα法的μ-X360n型X射线衍射仪分析了残余应力在疲劳过程中的变化规律。结果表明：在载荷10 kN时,残余压应力出现了常规松弛,即在首次循环加载后残余压应力大幅度下降,在剩余的疲劳加载过程中,残余压应力基本保持不变或缓慢下降,且引入的残余应力分布始终同初始分布保持一致;在载荷15 kN时,残余压应力出现了反向松弛,即在首次循环加载后残余压应力变为残余拉应力,残余应力分布由初始的“√”型分布变为了近似于一条直线分布,由内向外逐渐减小。为描述喷丸残余压应力的松弛行为及过程,在已有试验模型基础上,提出了考虑喷丸表面状态的残余应力松弛模型。     

不同种类光学玻璃的纳米压痕测试分析

以探索不同光学玻璃在纳米压痕条件下的机械特性,分析塑性去除的能力为目的,为后续机械加工质量的改善提供技术支撑,采用纳米压痕测试技术,测得BK7玻璃、石英玻璃及微晶玻璃表面的载荷与压入深度变化关系。在最大加载力为10 mN、50 mN和100 mN时,对光学玻璃的机械特性进行研究,得出三种材料在法向载荷作用下的变形和断裂行为。结果表明光学玻璃的弹性回复量、最大压深和残余深度随最大加载力的加大而上升,但相对弹性回复率基本稳定。石英玻璃、微晶玻璃和BK7玻璃的硬度依次减小,而弹性模量值依次增加。当表征材料的弹塑性特性时,相对弹性回复率这个参量兼具很强的参考意义,可推测加工时塑性去除的能力。这将有助于机械加工时表面质量的分析,并为研究加工机理提供保障。     

超精密磨削YAG晶体的脆塑转变临界深度预测

钇铝石榴石（YAG）晶体是制造固体激光器的重要材料,超精密磨削是加工YAG晶体等硬脆材料零件的重要方法,研究硬脆材料加工表面的微观变形、脆塑转变机理对超精密磨削加工具有重要的指导作用。为了实现YAG晶体低损伤磨削加工,获得高质量表面,基于弹塑性接触理论和压痕断裂力学,通过分析单磨粒划擦作用下材料表面的变形过程,考虑材料的弹性回复、微观下力学性能的尺寸效应,建立了脆塑转变临界深度的预测模型,并计算得到YAG晶体的脆塑转变临界深度为66.7 nm。在此基础上,通过不同粒度砂轮超精密磨削YAG晶体试验对建立的脆塑转变临界深度预测模型进行验证,并计算不同粒度砂轮在相应工艺条件下的磨粒切深。结果表明,磨粒切深高于脆塑转变临界深度时,YAG晶体磨削表面材料以脆性方式被去除,磨削表面损伤严重;磨粒切深低于脆塑转变临界深度时,磨削表面材料以塑性方式被去除,能够获得高质量磨削表面,加工表面粗糙度达到1 nm。建立的脆塑转变临界深度预测模型能够为YAG晶体的低损伤超精密磨削加工提供理论指导。     

SiCP/Al复合材料延性去除加工的有限元分析

以断裂力学的有关理论为依据,运用ABAQUS有限元分析软件研究在固定的磨削速度下,单个磨粒磨削单颗粒SiCp/Al复合材料的延性去除问题.结果表明:SiC颗粒所受到的拉伸应力和压缩应力都随磨削深度的增加而增大;SiC颗粒发生延性去除的极限切深为0.6μm,SiC颗粒发生延性去除时其最大压缩应力大于26GPa,同时最大拉...     

基于ANSYS/LS-DYNA的受控喷丸工艺过程仿真

将喷丸过程简化为丸粒撞击工件的模型,丸粒看作刚性体,运用ANSYS/LS-DYNA软件进行了数值模拟,分析了覆盖率对残余压应力分布的影响,得出在不完整喷丸覆盖率下工件表面会产生残余拉应力.在单个丸粒模型中,将丸粒的材料改为塑性硬化材料,分析丸粒的速度对残余压应力分布的影响,得出丸粒的材料参数一定时,存在最优喷丸速度,丸速过高会导致丸粒的变形能增加,而使工件表层的最大压应力值和应力层深度下降.     

铝合金7475已加工表面残余应力的数值模拟

为了揭示铝合金材料已加工表面残余应力的分布规律,建立了三维有限元模型对铝合金材料7475的切削加工过程进行了数值模拟,获得了铝合金材料7475已加工残余应力的分布规律,同时也研究了不同切削深度对已加工表面残余应力的影响规律。模拟结果表明：已加工表面层残余应力为拉应力,沿深度方向由拉应力逐渐过渡到压应力;而切削深度对铝合金7475已加工表面残余应力的影响较小。     

42CrMo钢精车加工表面残余应力有限元仿真研究

基于ABAQUS软件建立了42CrMo锻钢活塞外圆精车加工的二维切削仿真模型,采用单因素法研究了切削参数对残余应力的影响规律.结果 表明:42CrMo钢精车加工过程中,热应力引起的残余拉应力起主导作用,已加工表面产生残余拉应力并沿深度方向迅速转变为压应力.残余应力层深度随进给量和背吃刀量的增大而增大,切削速度对残余应力层深度影响不显著.表面残余拉应力随切削速度和进给量的增大而增大,背吃刀量对表面残余应力影响不显著.最大残余拉应力出现在工件已加工表面以下,表面残余应力、最大残余拉应力和最大残余压应力随切削参数的变化趋势与切削温度随切削参数的变化趋势基本一致.     

Cu-Ni-Sn合金精加工表面残余应力有限元仿真研究

为研究Cu-Ni-Sn合金精加工后表面残余应力层深分布及大小,根据室温和高温下Cu-Ni-Sn合金流动应力—应变曲线数据,构建了试验条件下Cu-Ni-Sn合金的J-C本构模型,采用有限元分析法研究了切削参数和刀具几何角度对Cu-Ni-Sn合金加工表面残余应力的影响规律,并采用正交试验法和极差分析法对表面残余应力进行了优化分析。分析结果表明：Cu-Ni-Sn合金精车加工后,表层残余应力呈现“勺型”分布,表层残余拉应力沿深度方向转变为压应力;表层最大残余拉应力和最大残余压应力与切削速度和切削深度呈正相关,最大残余拉应力随刀具前角增大而减小;表层残余拉应力与最大残余压应力随刀具后角的增大而减小;采用正交试验法和极差分析法得到对表层最大残余拉应力的影响显著性排序为切削速度>刀具前角>刀具后角>切削深度。     

薄壁构件的长度对抗撞性影响的研究

基于显式有限元技术,采用响应面法,以结构的比吸能为优化函数,以提高吸能原件的抗撞性为目的,研究正方形截面金属薄壁构件的长度对抗撞性的影响;经过数值分析,得出正方形截面薄壁构件的比吸能关于构件长度和截面边长的变化规律,这些规律可以用于实际吸能原件的设计,并为进一步研究奠定基础.     

一种基于设备状态子空间的故障诊断方法

提出了一种便于识别的故障特征信息提取方法，即建立各故障状态的模式子空间，在此基础上实现对故障尤其是多类故障的分类识别。通过对内燃机气门故障的实例诊断考核，表明该方法的有效性。     

齿轮系统参数对全局特性影响的研究

针对单对齿轮的时变非线性模型,利用混合胞映射方法对系统进行了全局分析。得到了系统在不同的输入转矩波动、齿侧间隙、齿轮综合误差、激励频率和阻尼比参数下系统的全局特性。分析了这些参数变化时系统吸引子的吸引域的演变规律。提出用系统对初值变化的敏感度来评定系统非线性动力学行为对初始条件依赖性的程度。研究表明系统在阻尼比较小、转速较高或齿轮综合误差比较大时系统的全局动态品质较差。     

基于预应力处理法汽车衡秤体刚度研究

汽车衡秤体挠度过大是引起其测量误差的主要原因。将钢结构预应力处理法运用于秤台与U型梁的焊接工艺过程,建立秤体挠度和应力随着预加载荷变化的数学模型,基于有限元法实现秤体预应力处理过程。结果表明:秤体挠度的模拟结果与数学模型的变化规律一致。因此,钢结构预应力处理法的应用能有效提高秤体刚度,进而提高汽车衡的测量准确度。     

微粒捕集器对柴油机性能影响的研究

柴油机排气微粒捕集技术是实现柴油机微粒排放控制的一个非常有效的技术，然而，微粒捕集器也会对柴油机的性能产生一定的影响。通过大量的柴油机台架试验，研究了微粒捕集器对ＹＣ６１０８柴油机的动力性、燃油经济性以及排放性能的影响，研究结果可以为微粒捕集器的正确使用及再生控制策略的确定提供依据。     

基于积分弱形式的无网格-有限元法耦合方法研究

无网格伽辽金法是基于移动最小二乘法的一种求解偏微分方程非常有效的方法,但是对于一些规模较大的问题,其计算费用较高,将无网格法与有限元耦合可以极大提高求解效率.文中根据D. Hegen提出的基于积分弱形式耦合方法,进一步明确处理耦合区域部分的数学、物理意义, 有效地引入一个综合控制因子反映权函数的紧支性, 并经算例验证方法的正确性及控制因子的有效性.     

密封系统性能的表面粗糙效应试验研究

分析了密封系统中硬对偶件表面粗糙特性对密封系统工作性能的影响,揭示了在相对运动密封零件表面间摩擦学过程中出现的微观曲路密封效应和微观跑合效应,为通过控制密封系统中硬对偶件表面加工工艺以形成优秀的表面形貌,来提高密封系统的工作性能提供了新的思路和概念。     

浅谈乳酸茵

乳酸菌是动物肠道中极为重要的生理菌群之一,无毒、无副作用,担负着人畜机体多重要的生理功能。本文简要介绍了乳酸菌的科学与技术发展概况及生物学特性,阐述了乳酸菌的几种生理功能及其在禽生产中的应用。     

ON THE GENERALISATION OF THE TRANSMISSIBILITY CONCEPT

A generalisation of the transmissibility concept is presented for structures with several degrees of freedom. A transmissibility matrix between two sets of response functions is built from any of the mobility matrices of the structure. In most practical cases, the known, or measured, responses shall make one of the sets, while the other set will include the responses at any of the other co-ordinates. It is shown that the transmissibility is generally a rectangular matrix, since the number of response functions in each of the sets need not be the same; nevertheless, to allow for a solution for the unknown responses, the number of known responses needs to be at least the same as the number of input forces and moments (generalised forces) applied to the structure.     

子弹长度对SHPB测试影响的研究

分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,简称SHPB)是广泛用于测试各种工程材料在高应变率下单向压缩应力-应变关系的重要技术.根据一维应力波初等理论,加载在输入杆的压力脉冲与子弹长度有关.文中基于一系列不同长度子弹,以相同速度打击A16061-T6铝合金试样的SHPB实验,采用非线性动力分析程序LS-DYNA3D对实验过程进行三维有限元模拟,得到试样的应力-应变关系.与实验结果对比,两者吻合较好,验证SHPB有限元模型的正确性.模拟结果也表明,子弹长度越长,试样的最大应力和塑性变形越大.