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1.
基于分形几何理论,考虑微凸体因应变硬化而造成弹塑性变形阶段硬度随变形量变化而变化,建立结合面第一、第二弹塑性变形阶段单次加载刚度分形模型。推导出在计入硬度变化的情况下,单个微凸体在弹塑性变形阶段法向接触刚度与接触面积之间的关系式,进而得出结合面在弹塑性变形阶段法向接触刚度与接触面积、接触载荷之间量纲为一的关系式,并通过仿真分析得出相关参数对结合面法向接触刚度的影响。仿真结果显示:考虑硬度变化时,结合面量纲一法向接触刚度的值与法向实际接触载荷、实际接触面积之间存在关系;结合面法向接触刚度随着分形维数D的增大而增大;分形维数一定时,结合面法向接触刚度随表面长度尺度参数G值增大而增大。  相似文献   
2.
某厂在锯切20MnCr5圆棒过程中锯条容易断裂,采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)等观察分析手段,对锯条容易断裂的原因进行分析。分析结果表明:锯条断裂的原因为加工20MnCr5过程中粘刀崩齿。针对此类加工缺陷,提出了相应的改进措施。  相似文献   
3.
Fully dense ceramics with retarded grain growth can be attained effectively at relatively low temperatures using a high-pressure sintering method. However, there is a paucity of in-depth research on the densification mechanism, grain growth process, grain boundary characterization, and residual stress. Using a strong, reliable die made from a carbon-fiber-reinforced carbon (Cf/C) composite for spark plasma sintering, two kinds of commercially pure α-Al2O3 powders, with average particle sizes of 220 nm and 3 μm, were sintered at relatively low temperatures and under high pressures of up to 200 MPa. The sintering densification temperature and the starting threshold temperature of grain growth (Tsg) were determined by the applied pressure and the surface energy relative to grain size, as they were both observed to increase with grain size and to decrease with applied pressure. Densification with limited grain coarsening occurred under an applied pressure of 200 MPa at 1050 °C for the 220 nm Al2O3 powder and 1400 °C for the 3 μm Al2O3 powder. The grain boundary energy, residual stress, and dislocation density of the ceramics sintered under high pressure and low temperature were higher than those of the samples sintered without additional pressure. Plastic deformation occurring at the contact area of the adjacent particles was proved to be the dominant mechanism for sintering under high pressure, and a mathematical model based on the plasticity mechanics and close packing of equal spheres was established. Based on the mathematical model, the predicted relative density of an Al2O3 compact can reach ~80 % via the plastic deformation mechanism, which fits well with experimental observations. The densification kinetics were investigated from the sintering parameters, i.e., the holding temperature, dwell time, and applied pressure. Diffusion, grain boundary sliding, and dislocation motion were assistant mechanisms in the final stage of sintering, as indicated by the stress exponent and the microstructural evolution. During the sintering of the 220 nm alumina at 1125 °C and 100 MPa, the deformation tends to increase defects and vacancies generation, both of which accelerate lattice diffusion and thus enhance grain growth.  相似文献   
4.
基于流体体积法和k-ε湍流模型对液化天然气单液滴在气流中的变形破碎情况进行模拟研究。研究不同We对液滴形态和破碎模式的影响,分析液滴形态变化过程中速度、加速度和阻力系数随时间的变化趋势,并研究不同流场下液滴变形破碎情况。结果表明,不同的We下,液滴呈现出不同的破碎模式,液滴发生剪切破碎的临界We为80左右,同一We下不同直径的液滴临界破碎时间有所不同;随着气液相对速度的We的增大,液滴的无量纲变形时间先递减后趋向于平缓;液滴变形破碎过程中,速度随着时间的延长而增加,加速度和阻力系数随着时间的延长先增后减;与普通流场相比,带挡板的流场中液滴变形破碎时间明显缩短。  相似文献   
5.
针对传统雷达差分干涉测量技术(DInSAR)无法利用相位信息识别矿区大量级沉降区域地表活动信息的问题,本文采用时序振幅分析方法,对16景Sentinel-1A的振幅数据进行多时相处理,提取了2017年5月13日至2018年2月25日开采沉陷区地表后向散射系数。通过建立研究区后向散射系数分析模型,分析了开采活动过程中地表后向散射系数时序变化特征,发现地表后向散射系数由工作面外边缘至工作面中心逐渐增大,在工作面中心区域变化剧烈;通过对比分析工作面走向和倾向地表特征观测点的沉降速率与后向散射系数的关系,发现两者在开采沉陷过程中平均相关系数r大于0.8,具有较强的相关性。实验结果表明,利用沉陷区地表后向散射系数能较好地分析地表动态沉降速率规律,是识别大量级沉降区域地表活动剧烈程度的指标,为矿区地表变形提供了新的分析手段,具有良好的应用前景。  相似文献   
6.
李研彪  陈强  张利 《机械工程学报》2021,57(23):220-231
针对钛合金薄壁曲面工件磨粒流抛光后表面粗糙度分布不均匀的问题,提出一种基于液态金属的磨粒流加工方法。基于SST k-ω模型、OKA冲蚀模型,流体流动颗粒追踪模型,采用COMSOL有限元软件对不同电场布置下的液态金属-磨粒流动力学特性开展深入研究。仿真结果表明,通过电场的合理布置可以控制液态金属颗粒在流场中运动;合理的电场布置可以有效提高工件表面加工均匀性,并通过仿真得出了一组冲蚀较好的试验参数。基于仿真结果开展了液态金属-磨粒流加工试验,试验结果表明:液态金属-磨粒流加工方法可有效提高工件表面加工的均匀性。在加工14 h后,不加电场的磨粒流加工表面不同区域的粗糙度分布不均,工件凹陷处粗糙度明显大于凸起处,各区域表面粗糙度极差达到66.1 nm。使用液态金属-磨粒流加工后的工件表面各区域粗糙度的均匀性明显提高,各区域表面粗糙度极差减小为20.3 nm,为液态金属-磨粒流加工的开展及其调控提供了理论和试验依据。  相似文献   
7.
基于单元变形的思路,由单元守恒方程出发,建立电场中液滴变形的数值计算模型. 在此基础上,将该模型与偶极模型相耦合,提出液滴聚结的计算方法. 由所建模型及计算方法,编制数值计算程序对几种参数下液滴的变形及聚结进行模拟计算. 结果表明,所建模型对液滴变形的预测与实验结果相符较好,对液滴聚结过程的模拟与实验结果大致相符,预测的聚结时间稍低于实验值. 如果进一步提高单元阻力的模化精度及单元离散精度,所建模型会有较好的适用性. 所建模型可实现对液滴的扁平形变形的预测. 研究结果对液滴电变形的理论分析及数值模拟具有一定的借鉴意义.  相似文献   
8.
The glass-to-mold adhesion in precision glass molding could severely degrade the quality of molded optics and shorten the lifespan of the precious molds. Since the consequences of adhesion take effect during the separation between glass and molds, it is important to investigate the debonding behaviors of a typical glass molding interface. To this end, here we perform a probe tack test procedure for borosilicate glass BK7, where debonding is conducted at molding temperature and specific velocity. We fully characterize the debonding behaviors using the peak adhesion stress σmax and the work of debonding Wdeb. Experiments show that when temperature is decreased from 690°C to 655°C at 10 μm/s, σmax continuously increases, while Wdeb first increases but then sharply decreases. When the debonding velocity is increased from 10 to 50 μm/s at 680°C, σmax also increases while Wdeb overall decreases. Therefore, the debonding behaviors are highly temperature and rate dependent. More importantly, depending on the debonding conditions, three debonding types are identified, that is, the cohesive bulk deformation, the cohesive-interfacial transition and the interfacial fracture. The cohesive type can be converted into the interfacial fracture, by either decreasing temperature or increasing the debonding velocity. Based on the Wdeb criterion, the three debonding regimes can be clearly distinguished. Finally, analyses on the temperature and velocity experimental results are unified by incorporating the reduced crack velocity aTvc. The dependences of both viscoelasticity and Wdeb on aTvc qualitatively explain the transition condition for different debonding types. Concerning these findings, the work of debonding not only supplements the characterization of adhesion strength, but also throws insightful light on revealing the debonding mechanisms.  相似文献   
9.
《Ceramics International》2021,47(19):27351-27360
A series of xPbO–(45-x)CuO–55B2O3 glasses (5 ≤ x ≥ 40 mol %) were prepared by the melt-quenching technique. The X-ray diffraction (XRD) patterns of the prepared glasses are found to have amorphous structure. An extensive ultrasonic study has been made to explore the structural role of PbO and CuO in the borate network. Various elastic properties were calculated from the measured data of density and ultrasonic velocity. Ultrasonic velocity and elastic moduli revealed broad humps at about 20 mol % PbO, which are attributed to the borate anomaly. Below 20 mol % PbO, all Pb2+ ions are considered to be entering the borate network as a glass modifier. This results in the transforms the borate network from an open structure to a denser three-dimensional structure due to BO3 → BO4 conversion. Beyond 20 mol, addition of PbO results in the formation of metaborate, pyroborate, and orthoborate units with NBOs. This weakness the glass structure and decrease both ultrasonic velocity and elastic moduli. The elastic properties were predicted and quantitatively analyzed by taking into account the effect of boron coordination number on the compositional and structural parameters involved in Makishima–Mackenzie's theory, ring deformation model and bond compression model. An excellent agreement between the computed theoretical and experimental elastic moduli, micro-harness and Poisson's ratio was achieved for majority of samples.  相似文献   
10.
贺琼瑶  吴桂林  刘聪  刘静  杨小奎  周堃  张伦武  项运良 《表面技术》2021,50(1):267-276, 295
多数工程结构材料的失效都是从表面的薄弱环节开始发生或者传导,从而引起材料的性能下降,使用寿命缩短.受生物材料的梯度结构启发,近年来开发了多种表面纳米化技术,成功在工程材料表面制备了晶粒尺寸从表层纳米尺度连续变化到内部宏观尺度的梯度纳米结构,强化和保护了材料表面,有效地解决了上述问题.结合国内外表面纳米化的研究结果,综述了金属材料梯度纳米材料的研究进展.首先,介绍了梯度塑性变形、物理化学沉积等表面纳米化加工技术的最新进展.其次,对梯度等轴纳米晶、梯度纳米层片和梯度纳米孪晶等多种表面纳米化材料的微观结构进行了归纳,并对最新发展的梯度纳米结构材料表层晶粒的晶体学取向等微观信息表征方法进行了系统地阐述.随后,总结了梯度纳米结构对工程材料的表面强度、塑性、强-塑匹配、加工硬化、疲劳、耐磨、腐蚀和热稳定性等性能的影响.最后展望了表面纳米化技术制备梯度纳米结构金属材料的发展趋势及工程应用所面临的挑战.  相似文献   
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