冷喷涂/选区激光熔化复合增材制造成形纯铜显微结构与力学性能的研究

基于冷喷涂和选区激光熔化复合增材制造技术,以经热处理的冷喷涂沉积纯铜为基体进行选区激光熔化成形,成功制备出具有多重组织结构和优异结合强度的纯铜试样,并通过金相显微镜、扫描电子显微镜和拉伸试验等分析测试方法,系统研究了热处理对其显微结构和力学性能的影响．研究结果表明：以原始态冷喷涂沉积纯铜为基体进行选区激光熔化成形时,试样上下两部分分别由均匀排列的鱼鳞状熔道和扁平化沉积粒子堆积搭接而成,两者界面由于冷喷涂沉积粒子之间的机械结合和局部冶金结合而表现出较低的结合强度;冷喷涂沉积纯铜经热处理之后,其晶粒发生再结晶和长大而形成大量等轴晶和孪晶,有效地愈合了沉积粒子之间的界面;与此同时,由于选区激光熔化成形过程中的定向散热和凝固特性,成形纯铜试样内部晶粒呈柱状生长,部分柱状晶穿过熔池边界并在界面处与冷喷涂沉积纯铜冶金结合,从而使得试样结合强度显著提高,其值高达62 MPa,较冷喷涂沉积纯铜提高了38%．表明,基于冷喷涂和选区激光熔化复合增材制造技术的可行性,为快速实现大尺寸、复杂结构、高精度金属构件指明了新的方向．      

弱粘接结构中谐振频率特性

为了研究弱粘接结构界面波动特性,利用弹簧模型方法研究了水-铝-粘接剂-铝-水多层结构中的波动特性,并利用界面刚度系数的变化研究了反射系数与谐振频率之间的变化关系以及谐振频率的漂移规律,通过粘接层厚度的变化研究了谐振频率阶数的变化规律.理论分析和数值计算结果表明:粘接层厚度较薄时,弱粘接结构的谐振频率出现双峰现象;粘接层厚度较厚时,弱粘接结构的谐振频率将会出现多峰现象,且随着粘接层厚度的增加,粘接结构将会出现多阶谐振频率。     

Non-complete relief method for measuring surface stresses in surrounding rocks

The measurement of surface stresses in surrounding rocks with the use of a relief method of annular hole-drilling was studied by numerical analysis. The stress relief process by hole-drilling was then simulated with the use of finite element method. The influences of the borehole diameter（d）, the initial stresses and the ratio of the initial principle stresses on the variations of the remained stress and the released stress in function of the relief depth（h） were discussed. The relation between the non-dimensional ratio of the released principle strains and that of the initial principle stresses, and the effect of the elastic modulus and the Poisson ratio of the rock mass on the stress relief curves were studied. The results show that the stress relief behavior formulated with the non-dimensional ratio of the released stress and the ratio of h/d is only sensitive to the ratio of the initial principle stresses and the Poisson ratio. The stresses are completely released when h equals 1.6d, and the tensile stresses take place on the bore core surface in the relief measurement process. Finally, a non-complete relief method of annular hole-drilling for measuring surface stress in surrounding rocks is proposed and the procedure is presented.     

弹性膜盘联轴器盘面曲线的设计与有限元分析

针对膜盘联轴器高转速、高扭矩的工作状态,给出在扭矩作用下,盘面断面的近似等强度曲线.根据联轴器在工作状态时的变形特点,并结合其固有频率,推导联轴器最薄处的厚度.     

弱粘接结构中谐振频率与刚度比的数值研究

利用超声波垂直入射的方法,研究了粘接层界面具有弹簧模型的边界条件下,波的反射系数与谐振频率的关系。首先,利用粘接层界面的一次反射导出切向和法向刚度比表达式;其次,推导了粘接层界面存在多次反射和透射时刚度比、谐振频率及反射系数之间的关系,得到了弱粘接结构的反射系数随着不同刚度比的变化规律;最后,分析了弱粘接层厚度的变化对谐振频率的影响。理论分析和数值计算的结果表明:随着刚度比的增加,谐振频率向高频方向漂移;并且,随着粘接层厚度的增加,粘接结构将出现多阶谐振频率。     

一种自修复功能添加剂的制备及性能研究

以有机钼作为自修复添加剂的主要功能成分,加入抗氧剂和适量的极压抗磨剂,制备一种摩擦副自修复功能添加剂;通过四球摩擦试验、齿轮台架试验考察其性能,使用扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)等分析其作用机制。结果表明:该添加剂具有优良的减磨和摩擦副自修复性能;在中低负载下该自修复添加剂主要通过在摩擦副表面生成物理、化学吸附膜发挥减摩作用;随着负载的增加和温度的升高,添加剂中的有机钼和硫磷系极压抗磨剂组分发生分解并与摩擦副表面的金属反应生成二硫化钼、磷酸铁、硫化亚铁、三氧化钼等沉积物,从而发挥良好的润滑与抗磨作用;在高负载下,该自修复添加剂主要通过微流变作用实现磨损表面的平整与自修复。     

混凝土梁内现存应力钻孔释放过程数值模拟

本文采用基于Lagrangian理论的三维线性有限单元方法模拟了预应力混凝土内现存应力的钻孔法释放过程.通过外加载荷应力场模拟现存应力,用应力释放率描述释放规律,用单元生死技术模拟钻孔过程,研究了局部应力状态及应力水平、钻孔直径、钻孔间距等因素对弹性应力释放规律的影响.结果表明:应力释放值依赖于应力初值、钻孔直径和深度;完全释放深度随孔径增大而增大,但与应力初值无关;而用应力释放率和相对钻进深度(h/d)描述的释放曲线不受钻孔直径、释放区域的应力状态和初值变化的影响,具有广泛适用性.最后,通过试验验证了本文计算结果的正确性.     

静爆剂膨胀压测试新方法试验研究

分析了外管法测试静爆剂膨胀压时存在的问题。基于静爆剂水化反应产生的膨胀压为各向同性的特点,提出了一种新的静爆剂膨胀压测试方法,设计了由电液伺服压力试验机、位移传感器和钢筒组件组成的测试系统。对钢筒组件中的静爆剂浆体实施轴向位移控制,实现了对静爆剂轴向膨胀压的测试。结果表明：该测试方法及系统理论依据充分,钢筒组件及测试系统设计合理,测试结果稳定可靠,是一种值得推广和应用的静爆剂膨胀压测试新方法。该方法与外管法相比,有效避免了热输出对测试结果的影响,简化了测试工艺与操作步骤,提高了测试精度和测试效率。     

AISI1045钢表面激光熔覆FeCoCrNiAl0.5Ti0.5涂层的界面特性及摩擦性能

激光熔覆高熵合金涂层摩擦磨损行为的研究主要聚焦在涂层表面,鲜有对熔覆层/基体界面区域的摩擦学行为进行研究。为了提高AISI 1045钢的耐磨性,采用激光熔覆技术在AISI 1045钢基体表面制备宏观形貌良好、组织均匀的FeCoCrNiAl_0.5Ti_0.5高熵合金涂层。利用OM、XRD、SEM、EDS和摩擦磨损测试仪对激光熔覆FeCoCrNiAl_0.5Ti_0.5涂层的微观结构、物相组成、界面特性和摩擦磨损性能进行研究。通过对FeCoCrNiAl_0.5Ti_0.5涂层XRD图谱和元素分布分析发现,涂层主要由面心立方(Fe,Ni)相和体心立方相(BCC)形成的共晶组织及其中弥散分布着的Ni Al金属间化合物构成。硬度测试表明,从涂层顶部到基体,涂层、稀释区、热影响区和基体的平均显微硬度分别为518±20、561±63、473±81和217±12 HV0.2。涂层/基体界面区域生成了Cr₂₃C₆,在摩擦过程中会形成一层摩擦...     

金青顶矿区节理对采场底部结构稳定性的影响

针对金青顶矿区底部结构的控制出矿穿脉节理进行现场地质调查，发现节理倾角多在65°～85°之间，走向为近南北向。应用ANSYS数值分析软件对节理对巷道围岩的稳定性进行数值分析，在节理的影响下，穿脉两帮最大的Mises应力为54MPa左右，节理降低了岩石材料的承载能力，致使岩石会产生等效塑性应变，岩石发生塑性破坏，此数值分析结果有效地指导现场锚杆支护工作进行。