纵向磁场对铝合金电弧熔敷成形表面精度的影响

为提高电弧增材制造成形精度,研究纵向磁场作用下铝合金电弧熔敷增材成形工艺,考察不同函数近似表征成形焊道截面轮廓,分析纵向磁场对焊道外形尺寸、润湿角的影响以及提高熔敷层成形精度的作用。结果表明:抛物线和正弦曲线能较好地表征成形焊道截面轮廓,电弧增材成形过程加入纵向磁场后,随着励磁电流的增加,焊道余高减小,熔宽增大,润湿角逐渐减小,熔敷层平整度提高;当励磁电流为25 A时,表面平整度最高,成形精度最优。     

圆环坯料约束镦粗载荷理论解析与仿真研究

引入结构参数进行镁合金圆环约束镦粗过程中成形载荷理论解析与仿真研究。结果表明:随摩擦因数的增大和结构参数的减小,成形载荷均呈现增大趋势;当恒定结构参数为0.37和应变速率为0.1 s-1,随变形温度升高,约束镦粗过程中的载荷曲线呈现整体降低趋势;当恒定温度为380℃和应变速率为0.1 s-1,不同毛坯结构下成形载荷随时间变化呈现成形载荷升至峰值之前,随坯料的结构参数减小呈下降趋势,而成形载荷升至峰值后出现波动下降趋势。     

圆环坯料约束镦粗载荷理论解析与仿真研究

引入结构参数进行镁合金圆环约束镦粗过程中成形载荷理论解析与仿真研究。结果表明：随摩擦因数的增大和结构参数的减小,成形载荷均呈现增大趋势;当恒定结构参数为0.37和应变速率为0.1 s-1,随变形温度升高,约束镦粗过程中的载荷曲线呈现整体降低趋势;当恒定温度为380℃和应变速率为0.1 s-1,不同毛坯结构下成形载荷随时间变化呈现成形载荷升至峰值之前,随坯料的结构参数减小呈下降趋势,而成形载荷升至峰值后出现波动下降趋势。     

具有环境适应性的柴油机最小压缩比设计方法

为保证柴油机在低温与高原环境下能够顺利启动,基于热力学理论与柴油机试验,提出一种具有环境适应性的柴油机最小压缩比设计方法。通过光学测试确定柴油喷雾自燃的临界着火温度,获得临界着火温度关于喷雾背景密度的拟合关系式;通过整机倒拖试验得到柴油机压缩终了状态随转速的变化关系;结合光学诊断和整机倒拖试验,基于热力学理论,建立柴油机最小压缩比与环境温度、海拔高度间的数学关系。试验结果与理论研究表明：随着环境密度的增加,柴油喷雾的临界着火温度先快速下降然后缓慢下降,最后稳定在700 K左右;随转速的增加,压缩冲程缸内漏气量的减少导致缸内压缩终了压力和温度均增加;对于采用进气预热的柴油机,0 m海拔高度下,环境温度从273 K降低到238 K时,柴油机最小压缩比需从13.8增加到18.0;进气温度263 K时,海拔高度从500 m增加到4 400 m,柴油机最小压缩比需从12增加到17;基于光学诊断和热力学分析确定最小压缩比有利于极端条件下柴油机冷起动性能的提升。     

瞬态热载荷下身管热防护涂层表面开裂行为

火炮身管在服役中受剧烈瞬态热载荷作用,对身管热防护涂层表面裂纹的形核与扩展有重要影响。为探究不同热力学参数和几何参数对镀铬层-钢基底系统表面裂纹在瞬态热载荷下扩展的影响,进行含周期性表面裂纹镀铬层-钢基底系统在瞬态热载荷作用下的裂纹扩展行为研究。结果表明:随对流强度增大,涂层内瞬态热应力增大,表面裂纹扩展驱动力提高;随裂纹长度增加,裂尖能量释放率峰值先增后减;裂纹间距越大,裂尖能量释放率越大。表面裂纹能量释放率越大裂纹越易扩展,引起防护层开裂并过早剥落,降低身管寿命。     

初始压力对TNT密闭空间爆炸温度的影响

为研究密闭空间内初始压力对TNT炸药爆炸温度的影响,采用真空爆炸罐测试系统,开展了不同初始压力条件下0.5kg和1kg药量TNT内爆炸温度试验研究,对测试所得的温度峰值、峰值到达时间、温度变化趋势进行了分析。结果表明:初始压力相同条件下,爆炸温度峰值与药量成正比;同等药量条件下,爆炸温度峰值、峰值到达时间及温度上升速率随初始压力的下降而增加,峰值后的温度下降速率随初始压力下降而减小;随着压力的降低,1kg TNT和0.5kg TNT爆炸温度峰值的比值呈线性减小,当初始压力不同时,小药量TNT的爆炸温度峰值可大于大药量TNT的爆炸温度峰值。     

TIG电弧快速成形5356铝合金零件的研究

使用钨极氩弧焊(TIG)电弧作为热源,对5356铝合金零件的快速成形进行了研究。研究表明,同一层成形时对不同焊道间的冷却时间进行控制可以获得较好的成形效果,而对整个成形件而言不同层之间冷却时间的合理控制对获得良好的成形效果同样起着至关重要的作用。同时还发现在后续焊接中采用不同的焊接速度虽然可以有效的控制热输入量,但是如果焊接速度的差异过大将导致成形过程的稳定性变差。     

一种基于人工神经网络模型的无铅无卤回流焊优化工艺

为优化大规模工业化应用的无铅无卤回流焊工艺参数,构建无铅无卤回流焊工艺优化神经网络模型,其中输入层参数为合金牌号、预热起始温度、预热终止温度、预热时间、焊接温度和焊接时间,输出层参数为焊点推拉力和表面绝缘电阻,进行模型的预测验证和工艺优化应用,并对优化后的合金焊点进行金相切片、推拉力试验、表面绝缘电阻等测试。结果表明:模型具有较高预测精度和较强工业实用价值,焊点推拉力相对训练误差为1.1%~2.6%、表面绝缘电阻相对训练误差为1.3%~3.5%;在神经网络模型预测的最佳工艺参数下,合金焊点的推拉力达30 N、表面绝缘电阻值达1012Ω。     

铝合金表面陶瓷化及绝缘性能研究

采用直流脉冲微弧氧化工艺,在6063铝合金表面制备氧化陶瓷膜,讨论不同工艺条件下陶瓷膜的绝缘电阻和击穿电压。在择优选出Na2SiO3系电解液配方情况下,研究占空比、频率等放电参数及处理时间变化对陶瓷膜绝缘性能影响的规律。结果表明：膜层厚度随着氧化时间（5~45 min）的增加而增厚,但临界点后有所下降;膜层电绝缘性能随占空比（5%~30%）的增大先扬后抑,也存在临界点;膜层电绝缘性能随频率（0.1~1 kHz）的增加而变好。优化的电参数组合是提高陶瓷膜性能的关键之一。     

温度变化对ZM5镁合金表面扩渗层组织的影响

研究了温度变化对ZM 5镁合金表面扩渗层组织特征的影响。研究结果表明 :在实验的温度范围内 ,表面扩渗层由Mg -Al-Zn固溶体和Mg -Al-Zn金属间化合物组成 ;扩渗层的组织形貌随着温度的变化而改变。随扩散温度的升高 ,扩渗层中Mg -Al-Zn固溶体区域层逐渐变宽 ,Mg -Al-Zn金属间化合物的析出量明显增加 ,且分布形貌有由不连续向连续、条状向网状变化的趋势。较低温度时 ,Mg -Al-Zn金属间化合物仅沿试样表面析出 ;较高温度时 ,Mg -Al-Zn金属间化合物不仅沿试样表面析出 ,并以网状分布的形式向基体内部延伸。     

啮合同向双螺杆挤出机结构参数对混合关键参量的影响

为探究双螺杆结构参数对混合过程关键参量的影响,研究啮合同向双螺杆挤出机的8个结构参数对混合过程6种关键参量(温度峰值、压力峰值、黏性耗散、混合指数、平均停留时间、扭矩结果)的影响规律。采用正交试验设计双螺杆挤出机不同结构参数组合的试验方案,在混合过程中分别建立不同结构参数组合对于6种关键参量影响的预测数学模型,使用同向双螺杆挤出软件Ludovic对建立的预测数学模型进行求解计算,通过统计产品与服务解决方案(SPSS)软件对计算结果进行分析。结果表明：1)温度峰值随反向螺纹元件导程的增加而升高,随正向螺纹元件导程1的增加而降低;2)与反向捏合块相比,反向螺纹元件可以建立更大的压力。在实际工程中,一般将反向螺纹元件或反向捏合块放置在螺杆排气段前,建立一定的真空度;3)随螺杆元件中加入反向螺纹元件、反向捏合块元件会导致螺杆填充度增加,黏性耗散增大;4)混合指数随着正向捏合块导程和反向螺纹元件导程增加而增大;5)反向螺纹元件和捏合块可以延长物料在双螺杆中的停留时间;6)扭矩的极显著影响因素：正向螺纹元件导程2和反向螺纹元件导程。     

蓝宝石衬底上制备氮化硅薄膜的研究

采用射频磁控反应溅射法在蓝宝石和硅衬底上制备出Si3N4薄膜。利用XPS和FTIR分析了所制备薄膜的成分和结构,讨论了工艺参数对沉积速率的影响。结果表明,Si3N4薄膜的沉积速率随溅射气压的增大出现先增后减的趋势,衬底温度对沉积速率没有明显的影响。溅射气压的降低、衬底温度的提高将有利于获得高质量的Si3N4薄膜。     

浮动自动机弹簧机构的改良设计

针对浮动自动机后坐力峰值大、变化不稳定的问题,设计一种实现浮动自动机受力近似恒定的弹簧机构,近似实现自动机后坐受力大小近似不变、方向恒定.从原理上分析了自动机后坐力为定值的可行性,创新地设计了一种凸轮槽式弹簧机构.先从理论上推导了改良机构实现浮动弹簧后坐力稳定的原理,再通过 ADAMS 完成改良机构的仿真分析,得到改良后自动机炮箱受力曲线图.仿真结果表明:改良设计后的浮动弹簧机构降低自动机受力峰值,而且受力方向保持不变.     

某灵巧枪弹气动特性数值计算分析

为提高枪弹的命中精度,对一种增程灵巧枪弹的气动特性数值计算进行分析。建立枪弹计算模型,应用 气动仿真软件FLUENT,采用数值仿真的方法,分析弹头及弹尾外形尺寸变化对灵巧枪弹气动特性的影响规律,并 以国外枪弹为基础对其进行算例验证。仿真结果证明了该数值仿真方法的准确性,可为枪弹气动特性分析提供参考 依据;随着弹尖半径的增加,枪弹阻力系数逐渐增大,升力及俯仰力矩系数的变化并不明显;随着圆弧部半径的增 加,枪弹阻力系数增大,升力系数减小,俯仰力矩系数增大,枪弹纵向静稳定性减弱;随着交界处半径的增加,枪 弹阻力系数减小,升力系数减小,俯仰力矩系数增大,枪弹纵向静稳定性减弱。     

烧结助剂含量对液相烧结SiC陶瓷抗氧化性的影响

利用Al2O3和La2O3作为烧结助剂,在1 950℃下用液相烧结技术成功制备SiC陶瓷,并在800℃下对该液相烧结SiC陶瓷进行氧化处理。用XRD、SEM等手段分析SiC陶瓷表面氧化产物相组成和微观结构的演变,并探讨SiC陶瓷氧化动力学规律。研究发现,SiC陶瓷氧化动力学曲线遵循抛物线规律,随着氧化时间增加,其氧化速率开始时迅速上升,其后降低,逐渐趋于平缓。     

火炮身管内膛表层温度及其梯度规律研究

火炮射击过程中高温火药燃气可使身管内膛表面材料强度降低、发生相变甚至形成熔融态,加速身管内膛表面形成烧蚀、冲刷、磨损及开裂等损伤,研究身管内膛表面温度及梯度对揭示身管损伤机理具有重要意义。以大口径155 mm火炮身管对象,建立身管热-结构耦合动力学模型,仿真研究阳线棱边倒角、表面镀铬等对身管内膛表层温度的影响规律,结合实弹射击试验后身管内膛表面热影响层检测对仿真结果进行对比。研究结果表明：身管内膛表层温度沿径向快速衰减,形成极大的温度梯度,表面温度达到1 500 ℃、190 μm处温度超过727 ℃;阳线棱边存在明显的热累积,温度比阳线表面高出300 ℃以上,阳线棱边倒角后温度约降低100 ℃;内膛镀铬后可使基体温度降低约400 ℃。     

冷却速率对高铬铸铁初生奥氏体稳定性的影响

借助金相显微镜、扫描电镜分析能谱,显微硬度仪,通过改变高铬铸铁(Cr15)凝固冷却速率,研究冷速对初生奥氏体稳定性的影响。结果表明:随着冷却速率增加,共晶组织含量先增加后减少,初生奥氏体量呈先减少后增加的趋势演变;初生奥氏体中固溶的C、Cr含量增加,奥氏体的过饱和度增大,当二次碳化物未析出时,初生奥氏体稳定性增加,一旦二次碳化物析出,其稳定性降低;初生奥氏体向马氏体转变数量减少,稳定性增强;共晶奥氏体和初生奥氏体边缘部位不稳定,最先发生A→M转变。     

基于预爆轰点火方式的连续旋转爆轰发动机起爆过程分析

为深入了解预爆轰式连续旋转爆轰发动机点火起爆机理,基于连续旋转爆轰发动机试验平台进行了一系列预爆轰管点火试验和连续旋转爆轰发动机点火起爆试验研究,基于OpenFOAM开展了预爆轰管内初始爆轰波进入发动机环形燃烧室传播过程的数值模拟研究.结果表明:试验研究中,初始爆轰波进入环形燃烧室后波峰压力值迅速降低,爆轰波膨胀解耦并...     

高氮钢复合焊接接头氮含量和气孔控制方法研究

为解决高氮钢熔焊过程中出现的气孔和氮损失问题,采用激光-电弧复合焊接技术对高氮钢进行焊接试验。研究了保护气体成分、焊丝成分和超声振动对焊接接头气孔率和氮含量的影响。结果表明：当保护气体为Ar+N₂时,随着保护气体中N₂比例的增大,焊缝氮含量升高,气孔率呈先降低、后升高的趋势;当向Ar+N₂中添加2%的O₂后,氮含量和气孔率明显升高,且随着N₂比例的增大,焊缝氮含量增多,但气孔率呈无规律变化;随着焊丝氮含量的增加,焊缝氮含量呈先升高、后降低趋势,气孔率呈先降低、后升高趋势;随着超声功率的增加,焊缝氮含量略有降低,气孔率呈先降低、后升高趋势;适当的保护气体和焊丝成分可提高焊缝氮含量的同时并能够抑制焊缝气孔形成,超声功率为180 W时抑制气孔效果最好。