3J21合金简化本构关系的建立及其纳米压痕试验

为进一步研究3J21合金在塑性成形过程中的微观组织演变规律和强化机理,结合3J21合金在电子万能材料拉伸试验机上进行单轴拉伸试验所得的数据,建立了以应变ε和应变硬化指数n为基本参数的3J21简化Johnson-Cook本构关系方程。借助3J21合金的纳米压痕试验,测定该合金的弹性模量,并利用所建的本构关系方程对纳米压痕试验进行有限元模拟,模拟结果和压痕试验所得的载荷-压深曲线有较好的吻合。建立的简化本构关系可较好地描述3J21合金在常温准静态应变率试验条件下的应力应变特征。     

热等离子体技术在材料成形中的应用研究

根据等离子弧的发生特点,阐述了等离子熔射成形技术和附加阳极等离子切割陶瓷的基本原理;通过快速制造零件和模具的实验,分析了等离子熔射成形件质量的主要影响因素;对水再约束、磁再约束、水一磁再约束等离子体加工进行了对比实验,研究优质、高效、快速切割陶瓷材料的新方法。研究成果对进一步拓展等离子体技术的应用领域具有重要意义。     

金属板件等离子体弧柔性成形实验研究

以厚度为0．8mm的Q235扇形板、环状扇形板、矩形参考板为试件，研究了圆弧曲线扫描与直线扫描成形效果的差异及板材几何形状对成形效果的影响规律。研究结果表明，利用曲线扫描，可获取非直线展成面，直线扫描和曲线扫描的成形结果存在明显差异，曲线路径扫描是成形自由曲面的有效方法。     

等离子熔射成形法制造陶瓷零件基础研究

提出用等离子熔射成形法制造陶瓷零件的设想，论述该成形方法的基本原理与步骤。以Al2O3·TiO2粉末为例．用实验证实上述设想可行性．并讨论与之相关的问题.     

关于平面研磨精度问题的基础研究

本文基于研磨表面去除量和工具与工件间的相对摩擦距离成正比的假设,推导出实心盘状工具及环状工具的摩擦距离特性,最后得出采用内径比研磨平面宽度大的环状工具时,摩擦距离特性比较平,研磨精度较高的结论。     

考虑结合面的不锈钢-碳钢层合板脉冲激光弯曲数值模拟

采用热-结构间接耦合方法,建立了含结合面的不锈钢-碳钢层合板(SCLS)脉冲激光弯曲多层有限元模型(FEM),通过分析脉冲激光扫描过程中不锈钢层、碳钢层及其结合面的温度场、应力应变场的分布情况,探讨了结合面对层合板激光弯曲角度和质量的影响。研究结果表明,整个激光弯曲过程中结合面处温度平滑传递,横向应力和应变均存在明显突变,变形结束后,上下覆层呈现横向残余拉应力,中间基层呈现横向残余压应力;当激光功率为140 W、扫描速度为800mm/min、离焦量为10mm时,结合面最大Z向应力为87.5 MPa,小于层合板界面结合强度(≥210 MPa)。通过脉冲激光扫描实验和模拟,实现了层合板的有效弯曲,实验结果与模拟结果误差小于5%,为层合材料激光弯曲成形提供了理论与实验依据。     

大颗粒陶瓷聚合物三维自组装表面轮廓特征的控制与减阻性能

运用大尺寸自组装技术,以聚氨酯/环氧互穿网络(IPN)树脂液为组装液、大颗粒陶瓷聚合物为填充物及特种助剂制备一种与荷叶表面具有相似微结构的自组装涂层。通过改变聚合物颗粒的粒径和含量控制自组装涂层表面轮廓结构达到理想状态,在自制压差减阻试验平台上检验不同涂层表面的减阻效果,优化颗粒粒径和含量的选择以及最佳的轮廓表面。为大尺寸自组装技术在大面积减阻涂层中的应用提供可行性路线。     

工程陶瓷的等离子弧切割实验研究

在分析采用激光、磨料水射流、电火花线切割等方法切割工程陶瓷技术的现状与特点的基础上,提出采用附加阳极等离子弧切割工程陶瓷的基本思想,通过实验证明上述方法可行且具有独特的优点。     

铝基体超疏水表面的抗结冰结霜效果分析

增加接触角是提高表面抗结冰结霜能力的重要方法.借助电化学加工和氟化处理获得铝基体超疏水表面,该表面具有二元微纳米复合结构,干燥时水滴在其上的接触角为160°,滚动角小于5°,处于Cassie-Baxter状态.在自制的半导体制冷台上,观测冷表面温度为-5.2 ℃时,铝基体超疏水表面的结霜过程,并将其与普通铝表面进行了对比,发现铝基体超疏水表面的四周边缘处先出现霜晶并逐渐蔓延到整个表面,与普通铝表面相比具有显著的抗结冰结霜性能.最后对铝基体超疏水表面的边缘效应和抗结冰结霜机理进行了分析.