应用TAGUCHI法对微拉深成形有限元模拟结果的误差分析

为考察基于传统本构模型和求解算法的有限元程序模拟金属微成形过程的适应性,设计正交试验,应用自行开发的板料成形有限元程序ARVIP-3D对微成形和等比放大10倍的常规成形进行模拟计算,并根据质量工程中的TAGUCHI法,参考信噪比的概念,对材料参数和工艺条件等因素对两类相似拉深的模拟结果误差进行了分析。结果表明：微成形中的尺度效应主要是成形机理与常规成形不同而引起的,基于传统本构模型和求解算法的有限元程序不能正确模拟微成形过程,但可以模拟出摩擦引起的尺度效应;宏微观尺度的成形模拟结果误差主要来自于浮点运算的误差,但几何和力学条件的处理也给模拟误差带来了影响。因此,在开发适合于微成形模拟的新型有限元程序中,不仅要考虑本构模型的特殊性,几何和力学条件的相关处理算法也应进行改进。     

化学气相沉积SiC涂层反应特性及沉积过程的模拟研究

借助基于有限元原理的COMSOL软件和分子动力学模拟原理的Reax FF软件对化学气相沉积技术制备SiC涂层的反应特性及沉积过程进行模拟研究，为高温抗氧化复合涂层体系中SiC中间层的工艺优化及制备提供理论支持。结果表明，化学气相沉积SiC涂层过程包括前驱体三氯甲基硅烷(CH₃SiCl₃)的扩散过程和热解反应过程，SiC涂层在扩散过程不会生长，仅从10^-4 s后的热解反应过程开始生长，沉积生长过程同时伴随涂层的解离。随着入射粒子能量的增大，单位时间内沉积到基底表面的Si和C粒子数不断增加。提高粒子入射能量有利于提高SiC涂层的致密度，当入射粒子能量大于2 eV时可以实现SiC涂层的均匀生长，而当入射能量高于6 eV时，解离的Si和C粒子数量增大，不利于SiC涂层的生长。综合而言，当入射能量为3 eV时，化学气相沉积的SiC涂层综合性能最佳。     

0Cr21Ni5Ti双相不锈钢超塑成形研究

在ＧＬＥＥＢＬＥ１５００热／力模拟实验机上首次对０Ｃｒ２１Ｎｉ５Ｔｉ双相不锈钢进行了超塑性能研究，并获得了良好的超塑性能，同时确定了其超塑性成形最佳工艺参数，癫狂是出的最佳工艺参数应用于超塑性气压胀形工艺，在１０００ｋＮ超塑性成形机上一次整体成形出由０Ｃｒ２１Ｎｉ５Ｔｉ钢制造的一种带有侧凸的复杂零件。     

低表面能氟碳聚合物涂层真空热循环及防爬移特性研究

低表面能氟碳聚合物涂层是一种抑制空间用油脂润滑剂爬移流失的关键材料，该材料的应用可为空间油脂润滑活动机构实现长寿命、高可靠运行提供技术保障。采用水接触角测试仪、X射线荧光能谱仪、光学显微镜等对自研的氟碳聚合物涂层进行了真空热循环前后的接触角、表面能变化以及对多烷基环戊烷（MACs）润滑油防爬移特性的研究。结果表明，9Cr18不锈钢、2A12铝合金和TC4钛合金三种不同金属基体表面涂覆聚合物涂层后的表面能分别为8.797 mN/m、9.083 mN/m和9.203 mN/m；在温度-45～+90℃下，经过30天、60次真空热循环后，涂层的表面能分别为8.915 mN/m、9.209 mN/m和9.266 mN/m，仍然较低。涂层与MACs润滑油之间存在明显界面，涂层上距离润滑油200μm界面处的XPS分析未发现MACs润滑油的特征峰，表明没有润滑油爬移扩散至涂层处，低表面能氟碳聚合物涂层对MACs润滑油能够起到有效的“防爬移”作用。     

不同摩擦副条件下二硫化钼薄膜的摩擦学性能研究

为了研究MoS₂-Ti薄膜与9Cr18钢、W-DLC和DLC薄膜的摩擦学行为，分别采用磁控溅射技术和等离子体增强化学气相沉积技术在9Cr18钢表面沉积了MoS₂-Ti薄膜、W-DLC和DLC薄膜。用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)研究了薄膜的表面形貌、化学成分和相组成。利用纳米压痕仪和球-盘摩擦试验机对不同薄膜的纳米硬度和摩擦学性能进行了分析。研究结果表明，MoS₂-Ti薄膜与DLC薄膜的摩擦因数和磨损率最小。相比MoS₂-Ti薄膜与不镀膜的9Cr18钢球摩擦副，MoS₂-Ti薄膜与W-DLC薄膜摩擦副的摩擦因数和磨损率没有减小。MoS₂-Ti薄膜与W-DLC薄膜摩擦副的磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损，与DLC薄膜摩擦副的磨损机制为黏着磨损。摩擦副表面沉积DLC薄膜有助于降低MoS₂-Ti薄膜的摩擦因数和磨损率。     

典型低轨辐照环境对MoS2-Ti薄膜真空摩擦学性能的影响

采用非平衡磁控溅射方法在9Cr18基底上制备了MoS₂-Ti薄膜，并对4组样品分别进行了电子辐照、电子/质子辐照、电子/质子/紫外辐照、电子/质子/紫外/原子氧辐照。采用SEM、XRD、XPS分析了辐照前后薄膜的结构和化学组成变化，通过摩擦试验考察了辐照前后薄膜的摩擦学性能，探讨了其损伤机制。研究结果表明，电子辐照、质子辐照、紫外辐照对MoS₂-Ti薄膜的显微组织结构、表面形貌及摩擦学性能没有明显影响。动能5 eV的原子氧对MoS₂-Ti薄膜表面有显著的损伤，主要表现在表面出现“绒毯”状形态，Mo、S和Ti元素被氧化成高价氧化物。原子氧辐照导致MoS₂-Ti薄膜摩擦起始和中段摩擦因数升高、中段摩擦因数不稳定，比磨损率增大。