微铣削表面BEMD基准面的三维粗糙度参数研究

针对二维粗糙度评价微铣削表面不够合理、全面等问题,根据微铣削表面三维微观形貌结构特征,提出了一种基于二维经验模态分解算法(BEMD)的三维粗糙度参数体系。该体系采用BEMD算法获取三维粗糙度计算的评定基准面,通过数值模拟的微铣削表面选取适用于评价微铣削表面的三维粗糙度参数。研究结果表明,BEMD基准面能够作为三维粗糙度计算的基准面;与二维粗糙度相比,所选取的9个三维粗糙度参数能够更全面准确地反映微铣削表面的微观形貌特征。     

无碳小车误差补偿分析及微调结构设计

为了分析调整量与轨迹偏差量的补偿关系,解决无碳小车轨迹偏差大的问题,以运行轨迹近似为正弦曲线的无碳小车作为研究对象,建立了小车运动模型,利用模型及实物分析了小车误差产生的原因。在消除发车角度误差的前提下,提出通过螺纹副调整导杆长度,对小车转向轴角度误差进行补偿的办法。利用ADAMS软件建立了小车虚拟样机并进行仿真,得到了调整量值。经过实验,验证了各参数的合理性。     

采用确定性裂纹增长方法对铝合金铆接结构寿命分析的研究

对一种典型的航空铝合金铆接结构模型试件进行了疲劳试验。针对该模型分别采用确定性裂纹增长方法和等效SSF法进行了寿命评估,并与试验结果进行了比较。结果显示,两种评估方法都具有良好的评估精度。当采用确定性裂纹增长方法对结构寿命进行分析时,必须通过试验对于结构原始疲劳质量进行准确的评估,结构寿命的评估结果会敏感的随着结构细节初始缺陷尺寸上界的变化而变化。     

仿松针黄铜锥体表面自驱定向雾收集性能∗

从自然界获取灵感,模仿生物体表结构制备人工集水装置对缓解水资源短缺具有重要意义,具有广阔的应用前景。 松针表面上具有自主从雾中收集液滴的特性,受此启发通过模仿松针表面的微/ 纳米结构,制备一种可以实现雾气定向收集且制备方法简单的功能表面。 在经过微精细加工的黄铜锥体的表面上,利用纳秒激光器加工出放射状微米级沟槽和纳米级熔融结构,在锥体表面上实现微-纳米结构的复合。 通过改变激光加工的功率,实现对雾气捕获效率的调控。 结果表明,加工出的仿松针黄铜锥体表面上拉普拉斯压力呈主导作用,使得在圆锥尖端的液滴可以发生定向迁移。 这种仿松针黄铜锥体结构可以在不使用任何表面化学修饰情况下,实现简易制备、无须借助外力的液滴定向收集,在雾水收集等方向具有良好的应用前景。     

超精密微机械制造技术研究进展

随着航空航天、国防工业、微电子工业、现代医学以及生物工程技术的发展,对精密三维微小零件(特征尺寸在微米级到毫米级)的需求日益迫切.其结构形状的特异化、零件材料的多样化、尺寸与表面质量的高精度化成为三维微小零件及其微型装置及设备的显著特征,在使用功能、材料特性、结构形状、可靠性等方面的要求也越来越高.本文着重对超精密微机械制造技术的内涵、国内外研究现状和发展动态进行整理和描述,并对超精密微机械制造技术的未来发展趋势进行总结,为我国未来的先进制造技术研究与计划制订提供参考.     

低预紧扭矩螺栓连接悬臂梁的2倍谐振响应

为准确获得光电设备中螺栓连接对系统结构动态响应特性的影响,研究了装配连接环节导致的非线性振动特性。采用单螺对栓连接悬臂梁模型,对螺栓连接引起的结构振动特性的改变进行了研究和实验。利用接触有限元方法对低预紧扭矩下结构非线性振动特性进行了时域数值积分仿真分析,给出了不同激励量级周期受迫激励下的相轨迹曲线;结合快速傅里叶分析方法,指出此模型在低预紧扭矩下存在1/2频率激励下的谐振现象。基于激振器实验,给出了实验自由振动响应幅值和受迫振动响应幅值的变化,证实了仿真结果的准确性。数值仿真和激振器实验均表明:激励量级越大,螺栓连接引起的非线性振动中自由振动分量对结构动态响应的影响越大。该方法对开展后续连接结构的非线性振动特性的研究有指导意义。     

电刷镀-激光加工法制备耦合结构及复合特性研究

通过电刷镀-激光加工法在铝合金表面制备出特殊的复合结构,获得具有低黏附、耐腐蚀特性的超疏水表面,其对水的静态接触角达到155.1°,滚动角小于5.6°。利用扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜、接触角测量仪(OCA15Pro)和X射线衍射仪(XRD)表征表面的形貌结构、润湿特性和物相组成,并通过腐蚀性实验对表面的耐腐蚀性能进行研究。结果表明:制备表面是一种带有孔洞的沟槽与菜花状的凸包簇形成的复合结构,并且各凹槽与凸包结构均为定尺寸分布。电刷镀处理使表面物相组成相对于基体表面发生明显变化,进一步的激光加工使峰值强度增强,材料组织发生细化现象;耦合方法所制备表面的耐腐蚀性也得到改善。     

飞秒激光制备仿生功能微纳结构及其应用

自然界中的微纳结构蕴藏着无尽的功能,为材料科学和工程技术的创新与发展带来了新的机遇。受生物体功能表面的启发,针对仿生表面开发出大量新功能,如结构色、超疏水、自清洁、光学性能调控等。飞秒激光制造是一种可以在微米和纳米尺度上精确控制材料结构的加工方式。通过调控飞秒激光加工参数,可以在多种材料体系中实现超越衍射极限的三维加工。飞秒激光直写加工技术的独特之处在于可以实现材料的跨尺度修饰,通过模拟优化,制备更加复杂的微纳结构。综述了利用飞秒激光技术制备仿生功能微纳结构的新进展,展示了该结构在结构色、表面浸润性、光学性能调控等方面的性能。讨论了飞秒激光制备仿生功能表面的应用前景。最后举例说明了激光微纳制造复杂高分辨率结构的新应用。