汽车消声半壳模具表面摩擦特性的优化设计

以汽车消声半壳模具为研究对象,采用数值模拟方法,在揭示模具表面摩擦特性对成形件厚度均匀性影响规律的基础上,对模具表面摩擦敏感区的摩擦特性进行优化设计。首先,对汽车消声半壳模具表面进行区域划分,利用ABAQUS对拉延成形过程进行数值模拟,采用单因素分析法,探究模具表面不同区域摩擦因数对工件厚度均匀性的影响,确定模具表面的摩擦敏感区域。其次,以板料厚度均匀性为优化目标,采用均匀设计法,对摩擦敏感区的摩擦特性进行了优化设计,最终获得消声半壳模具表面最优摩擦因数组合。优化后的模拟结果显示,成形件最薄处的破裂可能性降低了13.03%,成形件厚度的变化幅度降低了6.68%。为基于摩擦特性优化分布的模具表面激光微织构加工提供了设计依据。     

复合织构刀具切削铝合金的性能∗

基于铝合金材料切削的现状和需求,针对单一织构刀具存在的抗黏减摩性能不足的问题,将不同织构应用于刀-屑接触区域,提出刀具前刀面分区异构的思想。利用皮秒激光在刀具黏结区与滑移区分别加工凹坑和沟槽,并调整沟槽的取向(平行 / 垂直于主切削刃),得到上下型(SXDV 和 SXDP)和左右型(ZYDV 和 ZYDP)四种复合织构刀具。对 6061 铝合金进行湿切削试验,研究不同区域内添加不同织构对刀-屑接触表面摩擦状态的影响。研究结果表明,对比无织构和单一织构刀具, ZYDP 复合织构刀具展现了更好的切削性能。具体表现如下：与无织构刀具相比,ZYDP 刀具的主切削力降低 30.7%,刀面黏结面积减少 63.9%,切屑卷曲半径减少 27.4%。合理的复合织构方案可以明显改善刀具切削过程中的黏结磨损问题,延长了刀具寿命。复合织构方案的提出以及相应的激光加工过程可为织构刀具的设计及实际应用提供新思路。     

激光微织构表面黏结型固体润滑膜性能研究

采用声光调Q二极管泵浦Nd∶YAG激光器在45#钢表面进行织构化处理,并填充不同的黏结MoS2基复合固体润滑剂;在销盘线接触的摩擦磨损试验机上研究含不同配比复合固体润滑剂的织构表面的滚动摩擦性能。研究结果表明:织构表面填充黏接型复合固体润滑剂改善了其摩擦性能,其中填充含质量分数50%MoS2复合固体润滑剂的织构表面的摩擦因数最低;在线接触滚动过程中,黏结MoS2基复合固体润滑剂织构表面的摩擦因数均随着载荷和转速的增大而减小,这是因为高速重载促进了转移膜在对偶面的形成,该转移膜显示出良好的减摩性能。     

玻璃表面微颗粒的激光清洗研究(特邀)

针对玻璃表面微颗粒的污染问题,文中研究了脉冲激光对颗粒污染物的清洗阈值和清洗效果。通过颗粒吸附和形变模型计算石英玻璃表面与颗粒间的吸附力,分析热应力与激光能量密度的关系。通过吸附力和热应力的对比分析得到颗粒污染物的清洗条件和理论阈值。实验对比石英玻璃表面颗粒的正面入射和反面入射的清洗效果,研究功率密度、扫描速度和清洗次数等参数对清洗率的影响。结果表明,大颗粒污染物的反面清洗可以完全去除,正面清洗小颗粒污染物的效果较好。单因素和三因素研究表明激光功率密度对清洗率的影响比扫描速度大,激光清洗次数对清洗率几乎没有影响。     

激光清洗技术规模化应用发展现状(特邀)

随着我国工业不断地转型升级,对工业清洗的质量、效率、服务也提出了更高的要求,传统清洗方式因其高污染、高能耗等缺陷已无法满足工业领域的应用需要。而激光清洗作为一种绿色、环保、无损的新型清洗方式,迅速成为工业清洗领域的热点技术。文中梳理了三种典型的激光清洗方法,总结了激光清洗相关的机理。同时,阐述了面向航天航空、船舶建造、轨道交通等领域开展的激光清洗应用进展。根据近年来国内外院校和企业在激光清洗系统、设备方面的科技成果,提出国内激光清洗推广应用所面临的瓶颈,展望了激光清洗技术在未来的发展方向。     

纳秒激光调控CFRP复合材料表面润湿性及其对胶接性能的影响

采用纳秒激光对碳纤维增强树脂基(CFRP)复合材料进行表面预处理,调控其表面成分、粗糙度和表面润湿性,然后采用SEM、接触角测量仪、光学轮廓仪、XPS等表征CFRP复合材料的表面微观形貌、接触角、粗糙度和化学成分,并通过拉伸剪切实验评价和分析激光表面处理对CFRP复合材料胶接强度的影响规律和机制。结果表明:优化激光表面处理参数,可以去除CFRP复合材料表面的环氧树脂胶,调控其表面成分、粗糙度和表面润湿性;与未处理的CFRP复合材料相比,激光表面处理后的CFRP复合材料表面化学成分改变,表面粗糙度有所增加,润湿性提高,胶接强度也增大;与未处理CFRP复合材料相比,激光离焦量分别为5 mm、10 mm和15 mm时,处理后的CFRP复合材料胶接强度分别提高了129.41%、112.13%和105.88%;激光表面处理CFRP复合材料的表面润湿性和表面粗糙度均高于机械处理CFRP复合材料,但激光处理导致的热损伤对胶接强度提高有负面影响。      

不同微细造型几何形貌对润滑性能影响的数值模拟

建立了圆柱形、球冠形、锥形、六角形截面、三角形截面、正方形截面等表面微细造型几何形貌的数学模型,结合微细形貌润滑理论模型,采用多重网格法,分析了这些不同几何形貌对两滑动表面摩擦润滑性能的影响。分析结果表明:球冠造型形成油压的区域要明显大于圆柱和圆锥造型形成的油压区域;在相同表面占有率和微细造型深度下,正三角形造型有效油膜压力的区域较大,在相对滑动的表面中形成的间隙大,摩擦因数小。     

全液体润滑机械密封及其加工技术

综述了近年来国内外非接触式全液体润滑机械密封技术的发展现状,重点介绍了这些机械密封的端面结构及其密封性能.研究表明：端面具有润滑腔和泵送槽的机械密封,能同时解决非接触和零泄漏两大难题.介绍了多种有泵送槽或凹腔结构的加工方法,其中激光加工技术不但可以较好地保证加工精度,而且还能优化金属材料的性能.特别是本文提出的“单脉冲同点间隔多次”激光加工工艺方法,能同时加工微观的润滑腔和宏观的泵送槽。     

DK9032电熔爆数控机床的电磁干扰及其防护

介绍电熔爆加工新技术的原理.对电熔爆机床工作时所产生的电磁干扰进行了分析,并在计算、测量、分析的基础上,提出了防护的措施,即用电磁屏蔽罩体来控制电磁辐射.最后通过现场实测,验证了电磁屏蔽罩体的屏蔽效能.     

不同吸光涂层对激光微织构加工性能影响研究

为了提高激光微织构加工效率和改善微织构加工质量,采用W-71s型喷枪在GCr15轴承钢表面分别喷涂用黑漆、水玻璃、黄料、磷酸锌和石墨制备的涂层。利用Nd:YAG激光加工机对其进行激光微织构加工,使用3维形貌分析仪对微凹坑的形貌进行了检测。结果表明,与无涂层试样相比,采用水玻璃和黄料涂层试样表面蚀除凹坑体积均增加,凹坑边缘熔渣体积均减少,其中黄料涂层表面蚀除凹坑体积增加了29.4%,水玻璃涂层凹坑边缘熔渣体积减少了64.9%;在一定条件下,复合涂层相比单一涂层具有更好的激光加工性能,其中黄料与水玻璃复合涂层的性能最为显著,与未经涂层的相比,凹坑蚀除体积增加了47.1%,凹坑边缘熔渣体积减少了43.2%。这一结果对提高激光微织构加工效率、改善微织构加工质量具有一定的指导意义。