微流道模具掩模电解加工多场耦合数值模拟

针对医用微流道模具掩膜电解加工技术难题,应用Comsol软件建立多物理场耦合有限元模型,计算得到微流道段内流速分布。通过分析电解液入口流速对氢气气泡率、铁离子浓度和温度的影响,进而分析对电解液电导率的影响。在相同加工参数下,宽500μm、深200μm沟槽尺寸和形状的计算模拟结果与实验结果基本吻合,其深度方向最大误差为10.07μm、相对误差为5.03%,可为微流道模具掩膜电解加工的流场控制提供数值计算和实验依据。     

GCr15轴承钢激光表面改性试验研究

介绍了GCr15轴承钢的激光表面改性方法与效果对比,采用正交试验设计,确定轴承钢激光改性参数,进行优化试验;对表面改性结果进行显微组织、显微硬度检测与分析。结果表明：经激光表面改性的GCr15轴承钢表面硬度提高1．5倍,硬化层深度达0．5mm。     

长脉宽脉冲激光硅片弯曲成形试验

利用毫秒脉宽Nd:YAG激光对硅片进行了弯曲试验,给出了长脉宽脉冲激光弯曲硅片的能量阈值条件。研究了长脉宽Nd:YAG激光脉冲频率和脉冲宽度参数对硅片弯曲角度的影响,同时说明了脉冲频率和脉冲宽度参数对弯曲角度的影响可以转换成扫描速度和功率密度对弯曲角度的影响,并对试验结果进行了分析,引入了脉冲占空比来表征能量的时域分布对弯曲现象的影响。试验结果表明,采用毫秒量级脉冲激光可以对硅片进行弯曲加工,弯曲角度可达20°以上。     

激光熔覆不锈钢-碳钢层合板的材料性能

采用激光熔覆工艺将不锈钢粉末熔覆在碳钢板上,制备不锈钢-碳钢层合板。通过金属材料性能检测试验,对不锈钢-碳钢层合板的金相组织、元素扩散、显微硬度及拉伸断口形貌等性能进行分析。结果表明,激光熔覆制备层合板获得了致密均匀的覆层;结合面两侧Fe、Cr、Ni等元素呈梯度扩散,扩散区域约为12μm,表明激光熔覆复合材料为扩散型冶金结合;覆层到基体硬度逐渐减小,这使覆层与基体之间应力平稳过渡,提升了其整体力学性能;其屈服强度为405 MPa,超过轧制层合板的326 MPa。基体和扩散区断口形貌为韧性断裂,而覆层表现为脆性断裂,进一步表明激光熔覆层合板结合面结合性能良好。     

弯管内表面加工装置中圆弧导轨基座的结构设计

圆弧导轨基座是弯管内表面加工装置的主要承力部件,其结构和刚性决定着装置加工管道内表面时的尺寸和形状精度。考虑到圆弧导轨基座结构的特殊性以及所受的复杂空间外载荷力系,采用基于单纯扭转理论的曲线梁结构力学解法对圆弧导轨基座进行刚度设计,从而得出满足要求的基座截面尺寸与形状;针对其所受的复杂的空间外载荷力系使基座产生弯、扭、剪综合效应从而用理论公式难以校核的问题,利用力平移定理进行简化并建立装置的静力学模型,再用有限元软件Workbench进行极限外载荷工况下刚度与强度校核。经过静力学分析,用上述方法设计出的圆弧导轨基座在极限工况下的刚度与强度均符合要求。     

不锈钢-碳钢层合板激光熔覆制备方法试验研究

针对不锈钢-碳钢层合板制备方法中结合面存在的缺陷问题,采用激光熔覆法制备金属层合板。调整激光功率和扫描速度两个主要工艺参数,研究其对层合板金相组织的影响。通过不锈钢-碳钢层合板金相组织分析以及拉伸试验研究,优化层合板激光熔覆工艺参数。结果表明:随着激光能量密度的增大,不锈钢-碳钢层合板界面波高依次呈0.01~0.03mm、0.08~0.10mm和0.11~0.14mm三种形态,且熔覆层厚度逐渐增加。随着界面波高的增大,屈服强度逐渐增大,当不锈钢-碳钢层合板界面金相组织形态呈波高为0.11~0.14 mm时,屈服强度为410 MPa。激光熔覆制备方法获得了不锈钢-碳钢冶金结合及组织性能均良好的层合板,屈服强度和延伸率均达到了不锈钢层合板的标准要求,表明此工艺方法是可行的,为激光熔覆制备层合板的广泛应用提供了理论和试验依据。     

小孔分流法电火花加工的分流状态研究

介绍一种小孔电火花分流加工新方法,建立小孔的电火花分流加工的分流模型,检测研究加工过程分流状态,得出每个分电极通过的电流按基尔霍夫定律减小,从而分流放电电流和减小放电蚀除体积.在研究条件范围内,进一步对分流法电火花加工过程的分流状态检测,得到多个分电极同时形成放电火花,说明了分流法加工分流作用.研究结果表明,利用电火花机床稳定加工参数,进行等面积分流电火花加工,将加工出比原机床稳定加工临界尺寸更小的小孔,为微小孔电火花加工分流状态的研究和应用提供试验依据.     

激光束电子束相变硬化处理

主要讨论了激光束、电子束相变硬化时不同的热吸收过程，并就影响热循环过程的热流密度函数对相变硬化的效果进行了分析。还比较了两种处理方法的特点，介绍了它们与常规方法相比的优点，从而说明了由于激光束、电子束相变硬化具有各自独特的优点而得到迅速发展。     

激光加工的散射和吸收能量分布研究

建立了激光加工过程中零件对激光束的散射和吸收能量球体分布模型，通过相应的数据采集电路和分析软件进行实验研究，用于有效补偿激光能量分布形态。实践结果使得JG－2A型激光加工机标定的加工精度从±0．03mm提高到±0．01mm，为提高激光加工精度和质量提供了有力的理论基础和试验依据。     

粉末药型罩石油射孔弹侵彻性能的数值模拟

根据石油射孔弹的实际结构和几何尺寸,运用ANSYS/LS-DYNA2D非线性动力学有限元分析软件,基于自适应网格方法,对孔隙率为11.53%的铜药型罩射流形成和打靶过程以及聚能射流头部速度进行详细描述和分析,并对密实铜药型罩射流形成及打靶的过程进行了数值模拟。对比分析粉末药型罩和密实药型罩侵彻靶板的形貌,结果表明:孔隙率为11.53%的药型罩打靶在穿深、孔径两方面均表现出了更好的侵彻特性。