基于稳定最大应变的冷喷涂粒子临界速度预测

利用ABAQUS显式有限元分析软件,对冷喷涂铜粒子与铜基体的碰撞过程进行了欧拉法数值分析.结果表明,欧拉模型可有效模拟冷喷涂粒子碰撞变形行为,粒子撞击基体形貌的模拟结果与试验观察吻合较好.在不同碰撞速度下,最大等效塑性应变均会快速上升并达到各自稳定值,并且在290～400 m/s内稳定等效应变最大值基本不变,但随着粒子速度增加,粒子扁平化程度、与基体结合面积与金属射流量均明显增加.最后,结合金属射流形貌与等效塑性应变稳定最大值的变化规律,提出了一种冷喷涂粒子临界速度预测的新方法,计算获得了20 μm铜粒子冷喷涂临界速度约为290m/s.     

冷喷涂粒子碰撞行为和临界速度预测的数值模拟研究现状

目前,冷喷涂技术受到越来越多国内外学者的关注。文中基于已公开发表的文献,详细讨论了冷喷涂过程中粒子碰撞行为的数值模拟和临界速度预测的研究现状。首先,简要介绍了冷喷涂、粒子结合机理和临界速度的概念。其次,总结了拉格朗日法、欧拉法和光滑粒子法等数值计算方法,并对数值计算获得的结果,例如:变形形貌、界面温度、能量变化及临界速度的预测进行了讨论。最后,探讨了冷喷涂粒子碰撞行为数值模拟中存在的问题和研究前景。     

基于Euler法的冷喷涂粒子与基体高速冲击过程数值分析

利用非线性动力分析软件LS-DYNA,对冷喷涂中铜粒子与铜基体的碰撞过程进行了数值分析.研究冷喷涂过程中沉积粒子与被喷涂基体的变形行为.结果表明:使用Lagrange法,当粒子撞击速度过大时,网格的过度畸变会导致计算的终止,其计算结果与实验结果相比有一定差距.而采用Euler法计算得到的铜粒子与铜基体在碰撞结束后的沉积形貌与实验观察吻合很好,表明模拟结果相对于Lagrange法的计算结果更为精确.此外,Euler法能准确的模拟多粒子共同撞击基体的过程,数值计算得到的多粒子涂层内部结构与实验结果也能很好的吻合.     

冷喷涂Cu粒子参量对其碰撞变形行为的影响

采用有限元数值计算方法研究了冷喷涂过程中Cu粒子与Cu基体的碰撞变形行为,探讨了粒子速度、温度对其碰撞基体后的变形行为、界面温度变化与粒子和基体的接触面积的影响．结果表明,随粒子碰撞速度的增加,粒子扁平率与碰撞界面温度增加、接触面积增大．证实了存在使碰撞界面发生绝热剪切失稳变形的临界速度,该速度与粒子沉积的临界速度一致．当粒子速度大于产生绝热剪切失稳变形的临界速度时,粒子的变形扁平率显著增加,且界面温度与有效接触界面面积也显著增加;随碰撞前粒子温度的增加,碰撞界面的温度也显著增加．高达粒子材料熔点的界面温度与有效接触面积的显著增加,将有助于粒子与基体之间冶金结合的形成．     

基于材料性能的冷喷涂临界速度预测窗口研究取得新进展

正冷喷涂过程中,喷涂粒子被高速气流加速到较高的速度(200~1 200m/s),在固态下碰撞基体,通过粒子强烈的塑形变形沉积在基体上形成涂层。由于喷涂材料和碰撞速度不同,粒子或者从基体上反弹或者沉积于基体上,使得粒子开始沉积到基体上的速度被称为临界速度,它是冷喷涂技术的一个     

气体温度对冷喷涂Ni粒子结合与变形行为的影响

利用SEM对冷喷涂工艺中不同气体温度下Ni粒子碰撞Cu合金基板后的结合及变形形貌进行了表征.结果表明,随着气体温度的升高,粒子扁平率呈渐缓趋势增加,射流面积增大,粒子的结合率提高.变形粒子内存在剪切失稳薄层、强塑性变形区和低塑性变形区等3个变形程度不同的区域.粒子与基板的结合质量主要受剪切失稳薄层控制,而变形后粒子的形状主要受塑性变形区控制.证实了绝热剪切失稳是Ni粒子与Cu合金基板结合的主要机制.     

颗粒材料特性对冷喷涂撞击行为影响的模拟研究

采用有限元数值计算方法研究了冷喷涂过程中Cu,Al及Ni合金和Ti合金颗粒与Cu基板的碰撞变形行为,探讨了颗粒的材料特性对其碰撞基板后的变形行为和结合行为的影响.结果表明,与基板相比,有效塑性极限大于衬底的金属颗粒易发生绝热剪切失稳,此时,基板不发生失稳,并释放积攒的变形能,使颗粒发生回弹现象.有效塑性极限小于衬底的金属颗粒不发生绝热剪切失稳,其积攒的变形能在碰撞后期释放,促进了基板的失稳.     

Effect of material properties of cold-sprayed particles on its impacting behavior

采用有限元数值计算方法研究了冷喷涂过程中Cu, Al及Ni合金和Ti合金颗粒与Cu基板的碰撞变形行为, 探讨了颗粒的材料特性对其碰撞基板后的变形行为和结合行为的影响. 结果表明, 与基板相比,有效塑性极限大于衬底的金属颗粒易发生绝热剪切失稳, 此时, 基板不发生失稳, 并释放积攒的变形能,使颗粒发生回弹现象. 有效塑性极限小于衬底的金属颗粒不发生绝热剪切失稳, 其积攒的变形能在碰撞后期释放, 促进了基板的失稳.     

碰撞对喷涂陶瓷涂层粒子的影响

通过Ti-B4C-C喷涂体系的自蔓延反应火焰喷涂TiC-TiB2复相陶瓷涂层试验,研究了喷涂过程中处于自蔓延反应状态的飞行粒子与基体的碰撞行为,分析了飞行粒子的反应中间状态及其与基体碰撞变形形态,揭示了碰撞造成粒子自蔓延反应终止的本质原因.结果表明,飞行粒子的自蔓延反应是由表向内进行的,碰撞极大地影响飞行粒子的自蔓延反应进程,由于碰撞压缩弹性波作用、接触物理介质突变和热传导快速凝固等三方面作用导致飞行粒子的自蔓延反应终止.     

自反应火焰喷涂过程中碰撞沉积物的形成及分析

以Ti-B4C-C为反应喷涂体系,基于SHS反应火焰喷涂制备TiC-TiB2复相陶瓷涂层技术,进行粒子与基体碰撞试验,获得了自蔓延反应火焰喷涂粒子与基体碰撞变形后的各种形貌图,通过对飞行粒子结构与粒子变形特点的研究得出:飞行粒子的形态与结构决定了粒子的变形特点,五种形态的碰撞沉积物来自各自对应的飞行粒子;基体预热温度、喷涂距离和喷涂团聚粉粒制备质量对碰撞沉积物的沉积率及扁平化有重要影响;不同变形粒子间的相互作用对涂层组织与性能会造成不同的影响,扁平粒子的薄膜飞溅主要由陶瓷熔滴内的气泡引起。     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

Comparative analysis of functional possibilities of methods of pulse treatment of a melt

This paper describes the general features of the functional methods of electrohydropulse, pulse electrocurrent, and magnetic pulse treatment processes of the melt in order to positively vary its crystallizaton ability.     

Effect of solidification rate of the structure of alloys of the system Fe-W

Conclusion In alloy Fe-42% W atomized with a cooling rate during solidification within the limits from 5·10³ to 1·10⁵°C/sec with the maximum cooling rate (not less than 10⁵°C/sec) precipitation of -phase (Fe₇W₆) from the liquid melt is suppressed. In granules of alloy obtained with a high solidification rate it is possible to achieve total dissolution of tungsten in solid solution (42%). Subsequent heating causes precipitation of -phase in dispersed form.I. P. Bardin Central Scientific-Research Institute of Ferrous Metallurgy (TsNIIChERMET) Moscow. Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 9, pp. 34–36, September, 1990.     

高等教育国际化与中国高等教育施化力培育

本文从化层、化型、化向与化力等方面考察高等教育国际化的应然本质属性 ,描述与分析中国高等教育在国际化潮流中表现出的发展态势 ,针对种种态势提出中国高等教育核心施化力培育战略 ,以使中国高等教育乃至世界高等教育真正地走向国际化