切削参数对PDC刀具切削铝合金表面质量的影响

采用单位自主生产的PDC刀具,在CAK4085Anj数控车床上进行切削铝合金实验。利用正交实验方法研究切削参数对表面粗糙度的影响程度,同时采用单因素实验法分别研究进给量、切削速度以及切削深度对表面粗糙度的影响规律,并对切屑进行微观形貌分析。研究结果表明进给量对表面粗糙度的影响最大,切削速度其次,对表面影响最小的是切削深度。当切削参数为:v=200 m/min、f=0.05 mm/r、u=0.25 mm时,可获得最低的表面粗糙度Ra=0.586μm。     

几种机械表面处理方法对6013铝合金接头胶接性能的影响

采用砂纸打磨、湿喷砂、纳米化等3种机械处理方法对6013铝合金表面进行处理,测试其粘接剪切强度,并与P2化学表面处理方法的结果进行对比。利用SEM、AFM、接触角测量仪等技术对铝合金表面处理前后的表面微观结构、微观粗糙度、润湿性等特性进行了研究。结果表明,不同的表面处理方法对铝合金接头的胶接性能影响不同。湿喷砂和砂纸打磨方法处理后铝合金接头的胶接性能与P2化学法表处的效果接近。纳米化方法不利于铝合金胶接性能的提高。微观粗糙度对铝合金的粘接性能具有重要影响,粗糙度越大,铝板胶接性能越好。润湿性不是影响胶接性能的关键因素。     

金属表面预处理对金属/聚合物界面粘结强度的影响

为了提高金属/聚合物界面粘结强度,本文利用拉伸剪切实验研究了砂纸打磨、喷砂、酸洗、磷化、硅烷偶联剂处理六种金属表面预处理方法对聚合物粘结强度的影响,并依据表面粗糙度轮廓仪、超景深三维显微镜、SEM扫描电镜对金属表面形貌的研究,具体分析了不同预处理方法对界面粘结强度影响的机理.结果表明,硅烷偶联剂处理方法能有效地提高金属/聚合物界面的粘结强度.     

PET薄膜表面性能及其与紫外光固化涂层粘接性能相关性研究

通过粘结性能实验研究了表面处理方法对PET薄膜/紫外光固化涂层体系粘接性能的影响,结果表明:表面处理提高了PET薄膜/涂层体系粘接强度。研究了PET表面处理对PET表面性能如表面形貌、光泽度(粗糙度)、表面张力、表面官能团含量的影响,结果表明:PET薄膜经电晕处理后,其表面粗糙度有增大的倾向,而涂层处理对PET薄膜表面粗糙度无影响;经电晕处理和底涂处理后,PET薄膜表面张力均有增加,底涂处理提高PET薄膜表面张力的幅度更大。研究了PET薄膜表面性能与剪切强度的关系,发现PET薄膜/涂层粘接体系剪切强度τ与PET薄膜表面张力γ具有线性关系。     

基于单因素实验法的硬质阳极氧化膜制备及性能研究

针对传统2A12铝合金内部相沿晶界易腐蚀,以及铝合金表面存在的孔洞问题,提出采用硬质阳极氧化工艺方法进行处理来改善其性能。在构建工艺实验方案与实验装置的前提下,探讨了单一酸、混合酸,以及不同工艺参数等对2A12铝合金性能的影响。结果表明,混合酸体系下得到的氧化膜在粗糙度、厚度和硬度方面,都要优于单一酸体系;同时在工艺参数为占空比控制在50%,或电流密度为3A/dm~2,或控制电源频率在50Hz的情况下,得到的氧化膜粗糙度、厚度和硬度最佳。     

剪切强度对PA6 /CaCl2复合材料结构与性能的影响

采用熔融挤出的力一法,制备了PA6/CaCl2复合材料,研究了螺杆剪切强度对PA6/CaCl2复合材料的结晶过程和性能的影响。实验结果表明:随剪切强度的增大,CaCl2与PA6的络合反应程度越大,PA6/CaCl2复合材料的结晶度越小,结晶不完善程度越大,复合材料的黏度越大,熔体流动速率越小。复合材料的拉伸强度、冲击强度随剪切强度的变化存在极值现象,这与剪切强度对复合材料结晶度和络合反应的影响规律及其综合效应有关,低于某一临界剪切强度时,结晶度变化的影响占主导地位,超过这一临界剪切强度后,络合反应的变化影响占主导地位,导致复合材料相应性能随剪切强度的变化而改变。     

碳纤维增强聚苯硫醚复合材料感应焊接研究

以碳纤维/聚苯硫醚(CF/PPS)层合板为研究对象,采用DOE方法优化设计感应焊接实验方案,研究焊接接头性能,并对其截面和断口形貌进行观察,揭示焊接工艺参数对焊接接头性能的影响机制。结果表明,通过DOE方法获得最佳焊接工艺参数(功率2.0kW、压力1.5MPa、时间3.0min),焊接接头最大单搭接剪切强度为13.87MPa,与实验验证结果(13.25MPa)相近;接头剪切强度随着焊接工艺参数值的增加,均呈现先增大后减小的变化趋势;在最佳焊接工艺参数下,焊接接头结合紧密,失效形式为不锈钢网的撕裂与纤维的断裂拔出,呈现出高剪切强度;而在过低或过高焊接工艺参数下,界面脱黏为主要失效形式,剪切强度较低。     

粗糙度对碳纤维/聚芳基乙炔复合材料界面性能的影响

采用二氧化碳超临界(scCO2)处理碳纤维(CF)表面的方法,研究了粗糙度对碳纤维/聚芳基乙炔(PAA)树脂复合材料界面性能的影响.处理前后的碳纤维通过XPS,AFM和表面能测量进行了表征.CF/PAA复合材料的界面力学性能通过层间剪切强度测试(ILSS)与断口形貌分析进行了评价.结果表明,scCO2处理前后碳纤维表面的化学组成基本上没有变化.随着碳纤维表面粗糙度的增加,CF/PAA复合材料的界面力学性能先增加后减小.其中粗糙度范围为30～45 nm的样品有最高的ILSS值,43.36MPa,比未处理的样品提高了44%.对复合材料的ILSS提高起主要作用的因素是碳纤维与PAA树脂的界面齿合作用.而齿合作用程度的不同主要是由于不同粗糙度而引起的碳纤维表面物理状态的不同.     

热塑性挤出制品表面质量的影响因素

以聚丙烯(PP)为基体,研究了热塑性挤出制品表面质量的影响因素,并用Matlab对实验数据进行了拟合。结果表明:剪切速率、温度、口模长径比以及硅酮母粒对制品表面粗糙度都有影响,随着剪切速率、口模长径比的增加以及温度的降低,表面粗糙度增加;硅酮母粒的添加在一定程度上降低了制品的表面粗糙度。     

表面处理对剑麻纤维性能及与淀粉相容性的影响

采用碱处理、硅烷偶联剂处理以及两者复合的处理方法对剑麻纤维进行表面改性,研究了不同处理方法对剑麻纤维的性能以及剑麻纤维/淀粉复合材料界面粘结性能的影响。通过傅立叶变换红外光谱仪、热重分析仪、扫描电子显微镜和万能试验机对不同处理的剑麻纤维进行表征,使用拔出实验测试剑麻/淀粉复合材料的界面粘结情况,并采用二参数威布尔模型计算拉伸强度和界面剪切强度。结果表明,所有处理方法都能提高剑麻纤维的热稳定性和界面剪切强度。与未处理纤维相比,碱处理后的剑麻纤维与淀粉的界面剪切强度最高,为2.011 MPa,提高了19%。     

碳纤维的改性及其界面性能

采用化学接枝的方法对篮球鞋用碳纤维进行了表面改性处理,将柠檬酸接枝到碳纤维表面制备了碳纤维/环氧树脂复合材料,对比分析了改性前后碳纤维的表面形貌、界面剪切强度和层间剪切强度,并对断口形貌进行了观察。结果表明:经过柠檬酸改性后的碳纤维表面粗糙度明显增加,与树脂基体的结合力最强;碳纤维、氧化后的碳纤维、对苯二胺接枝的碳纤维、聚柠檬酸接枝的碳纤维和二次接枝对苯二胺的碳纤维的界面剪切强度分别为46.8,53.4,68.2,62.4,82.2 MPa,改性碳纤维的界面剪切强度都高于原始碳纤维,二次接枝对苯二胺的碳纤维的界面剪切强度最大;经过表面改性处理的碳纤维的层间剪切强度都有不同程度提高,且二次接枝对苯二胺的碳纤维的层间剪切强度最大。     

基于灰色关联分析的多轴3D打印综合质量优化

多轴3D打印技术具有无需任何支撑材料的特点，因此，成为增材制造领域中的重要研究方向之一，但是，工件质量仍需要满足精密装配和复杂工况的要求。因此，为了提高多轴3D打印工件的综合质量，采用灰色关联分析法对其工艺参数进行优化。选取5个关键的工艺参数设计L₂₇(3¹³)正交实验，将拉伸强度、表面粗糙度、尺寸误差作为评估成型样件的整体质量的实验指标，通过方差分析和信噪比分析法研究各因素水平对实验指标的影响程度，利用灰色关联分析法构建多目标优化模型获得最优工艺参数水平。结果表明，挤出丝宽和分层高度对样件的综合质量影响较大，优化后的拉伸强度提高了24.4%,表面粗糙度和尺寸误差分别降低了40.76%和62.6%。该方法为多轴3D打印的工艺优化提供了有效的方法。     

CFRP/铝合金粘接接头在低温环境中的老化机理研究

采用胶粘剂哑铃试件,结合SEM(扫描电镜)分析,研究了胶粘剂、CFRP和CFRP/铝合金粘接接头在长期低温(-40℃)作用下的老化失效机理。研究结果表明:低温老化对胶粘剂的力学性能和CFRP表面粘接性能影响不大,但是热应力会降低胶粘剂和CFRP纤维/基体界面力学性能;CFRP/铝合金剪切接头失效强度的下降主要是由胶粘剂的性能下降引起,对接接头失效强度的下降主要是由胶粘剂和CFRP性能共同下降引起,随着老化时间的增加,CFRP的影响减小。因此,在复合材料粘接结构老化研究时需要考虑胶粘剂、复合材料的老化以及受力形式的影响。     

竹片/环氧乙烯基酯树脂复合材料的界面性能研究

采用不同浓度的碱与不同浓度的硅烷偶联剂对竹片进行表面改性,研究了表面改性对竹片抗拉强度及其复合材料制品界面层间剪切强度的影响。实验结果表明:适当浓度的碱处理改性方法对竹片拉伸强度和竹复合材料界面剪切强度的提高要明显优于KH550改性方法,双重改性对竹片的抗拉强度具有较好的改善效果;通过扫描电镜分析冲击断面破坏方式发现,竹片/环氧乙烯基酯树脂复合材料界面损伤模式主要表现为竹片中竹纤维抽拔断裂、基体断裂、纤维/基体界面脱粘以及剪切分层,界面性能有所改善。     

环氧树脂胶粘剂工程应用研究

采用某种型号的环氧树脂(EP)胶粘剂胶接LY12-CZ铝合金试片,在110～170℃范围内加热4 h后测定胶接件的剪切强度,并对该胶接件的不同加载速率与拉伸剪切强度的关系进行了研究。结果表明:短时高温加热对该胶粘剂的剪切强度没有影响,这有利于飞机组件的整体修复;拉伸剪切强度随着加载速率的增加而增大,这又为探讨加载速率对不同胶粘剂性能的影响提供了试验依据。     

热硫化硅橡胶与合金铝粘接的研究

研究了影响热硫化硅橡胶与合金铝粘合剪切强度的几个因素。结果表明：表面处理方法、工艺条件、硅烷偶联剂和环境湿度等不同程度影响硅橡胶与合金铝粘合剪切强度。红外线辐照处理和硅烷偶联剂对剪切强度有较大贡献、较低的环境湿度有利于提高剪切强度。     

基于ANSYS/PDS的铝合金折曲胶接接头可靠性分析

运用有限元法的概率设计系统(ANSYS/PDS),通过设定铝合金折曲胶接接头的几何尺寸、载荷、弹性模量等各参数为随机输入变量,采用蒙特卡罗有限元方法分析了各随机变量对接头胶层中最大剪应力的影响。研究结果表明:通过400次的拉丁超立方抽样法进行样本抽样,得出铝合金折曲胶接接头失效的概率;胶粘剂剪切强度、载荷对接头可靠性的影响最为显著,置信度为99.5%时,其可靠度为99.99%。     

热处理锻造工艺对汽车悬架铝合金控制臂微观组织影响研究

为了合理的使用铝合金材料,研究以6082锻造铝合金控制臂作为主要研究对象,验证热处理对铝合金控制臂的组织及力学性能的影响情况。采用数值模拟结合工艺实验的方法,对6082铝合金控制臂的锻造工艺进行分析。利用热处理技术加工6082铝合金控制臂,将试验样本置于不同的固溶温度环境下进行热处理,该材料的最佳固溶参数为555℃×2 h×5 s。将试验样本置于不同的时效温度环境下进行热处理,该材料的最佳时效参数为170℃×8 h。随着固溶时间和时效时间的不断延长,可提升合金的硬度与强度。     

热硫化硅橡胶与合金吕粘接的研究

研究了影响热硫化硅橡胶与合金吕粘合剪切强度的几个因素。结果表明：表面处理方法、工艺条件、硅烷偶联剂和环境温度等不同程度影响硅橡胶与合金吕粘合剪切强度。红外线辐照处理和硅烷偶联剂对剪切强度有较大贡献、较低的环境湿度有利于提高剪切强度。     

铝合金表面处理工艺对Al—EP／GF板力学性能的影响

本文通过六种铝合金表面处理工艺的对比试验,研究了铝合金不同表面处理工艺对铝合金-玻璃纤维增强环氧树脂复合层板(A1-Ep/GF板)界面结合强度及拉伸性能的影响。结果表明,不同表面处理工艺将导致A1-Ep/GF不同的界面结合强度,并直接影响A1-Ep/GF的拉伸强度和破坏形式。