结构陶瓷电火花加工极间能量分配分析

极间能量的分配是电火花加工极间放电现象的重要规律。不同结构陶瓷材料的组织结构和热特性具有较大差异，表现出不同的分配性。本文研究了几种常用结构陶瓷的极间能量分配规律，实验与模型分析相结合确定了它们的阳极能量分配系数。     

电火花放电通道运动迁移试验研究

为研究极间相对运动对电火花放电通道迁移的影响规律,设计并构建了放电通道迁移单脉冲放电试验系统,并对不同相对运动速度下的单脉冲放电试验结果进行了分析。结果表明:稳定的相对运动对极间放电状态影响较小;电火花放电通道由弧柱通道、热扩散通道和光辐射通道组成;放电通道沿极间相对运动相反方向发生了运动迁移,迁移路径由相对运动方向决定,受表面微观结构影响;随着极间相对速度增大,放电通道迁移距离增长;放电通道迁移主要由电场力和磁场的刚直性推动,其连续性由放电能量、极间相对速度、表面微观结构等决定;相对速度超过极限值时,放电通道出现跳跃式迁移,生成点状断续放电蚀坑,甚至出现机械断弧现象。     

反激式微细电火花加工脉冲电源研究

为适应不同的工艺范围需求,设计了一种基于单端反激拓扑结构的微细加工脉冲电源,在不改变放电主回路和输入电压的情况下,可实现一定范围内多等级能量加工。该电源采用现场可编程门阵列作为主控芯片,通过改变输入反激变换器原边的能量来改变副边输出至放电间隙的能量;结合放电状态检测功能,当探测到极间处于连续短路状态时,可生成能量较大的清扫脉冲,清除极间堆积的加工屑,使极间恢复至正常加工状态。加工测试证明,该电源可实现多种能量等级加工且可取得较好的加工效果,并使在线精确检测下的自适应多能级微细加工成为可能。     

浅切磨削传热模型及能量分配比率

热损伤是磨削过程中的主要限制因素之一，针对影响磨削温度的因素，分析并计算了浅切磨削温度的能量分配，并据此对浅切磨削的能量分配比率进行分析。建立了二维传热模型、磨削区的最高温升模型、工件表面的热流量模型以及能量分配比率模型，分析了产生热损伤的最高临界温度及其影响因素，为估计砂轮磨削过程中的能量分配和磨削区温度提供了计算方法。     

本周期交流短路过渡焊接方法及系统

提出的本周期交流短路过渡焊接方法很好的利用了EP(直流反接)和EN(直流正接)不同极性时焊接过程热输入不同的特点,改进了EN极性时电弧不稳和排斥严重的缺点,在每个短路过渡周期均进行两次极性转变,增加了能量控制的连续性.此方法通过改变EN极性的时间,能够灵活的控制焊接过程对母材和焊丝的热量分配,实现焊接过程的能量控制.所设计的焊机系统运行可靠,精度高,能够很好的满足该方法的要求.结果证明,焊接过程稳定,波形整齐,一致性好,焊缝成形美观,飞溅小.     

基于复合工作液的高压喷液电火花线切割实验分析

阐述了基于复合工作液的高压喷液电火花线切割加工以提高切割效率和加工精度的方法：从理论上分析了电火花线切割加工过程中，工作液在极间的压力分布状况和冷却规律；对比了高压喷液与无高压喷液条件下加工工件的表面形貌；通过检测电流、电压波形反映了极间放电状况；分析了极间状态对加工工件表面形貌的影响。     

双TIG焊接电弧数值分析

针对双TIG电弧建立了包括钨极的双TIG焊接电弧数学模型。通过数值求解,得到了不同电流分配条件下双TIG焊接电弧的温度场、流场和电磁场等重要结果,并对等离子流剪切力和电弧压力进行分析。研究表明,在总电流不变的情况下,当钨极分配电流相同时,电弧温度场、流场和电弧压力等呈对称分布;当钨极分配电流不同时,电弧高温区域更靠近大电流钨极,但电弧整体上向小电流钨极一侧偏移。电流分配相同时,母材表面的电弧压力和等离子流拉力与相同条件下的单TIG电弧相比均显著下降,而钨极分配电流不同时,电弧压力和等离子流拉力峰值偏向于小电流钨极一侧。模拟结果与已有的研究结果吻合良好。     

固体推进器钢-橡胶包覆层胶接结构超声回波法检测技术研究

在钢-橡胶胶接中，胶层缺陷的存在会改变入射声波能量在胶接界面的分配。介绍利用超声波在钢-橡胶胶接界面的反射／折射过程中的能量多次分配，通过分析声波在胶接界面累计反射ji(N)与声波在胶接结构中的等效传播时间T(N)之间变化关系评估胶层缺陷。对不同工艺方法模拟的胶层缺陷进行检测试验，结果表明，采用该检测方法可以检出正常胶接、空隙脱粘和粘接不良区(如弱粘接、紧贴型脱粘等)。     

基于CFD的冷凝器芯体管道内流场数值模拟

为研究平行流式冷凝器芯体扁管不同分布下制冷剂的能量损失及冷凝器管道内制冷剂的流动规律,建立冷凝器芯体的二维模型,利用CFD软件,对冷凝器管道内制冷剂的流动进行数值模拟。在扁管分布为20-13-9、21-13-8、21-12-9三种结构下,对17种不同流量的制冷剂模拟结果进行分析,得到不同流量下的速度场及压力场,计算了三种结构在不同流量下的能量损失。结果表明:在相同条件下,制冷剂在20-13-9结构中的能量损失最少,则冷凝器芯体的扁管制成20-13-9的结构更加合理。还直观展现了制冷剂在冷凝器芯体管道内的流动情况,在整个芯体中,流动过程中产生了各种大小尺度不同的旋涡。可将扁管连接过渡处设计成圆角结构,以减少能量损失。研究结果揭示了制冷剂在冷凝器中的流动规律,为汽车空调冷凝器的优化设计提供一定参考。     

模锻锤基础震动和最大打击力

本文着重研究模锻锤基础的震动问题。提出了垫层的合理刚度、打击能量的分配规律和求解基础振幅的能量法,同时探求了摸锻的最大打击力以及垫层、土壤的刚度系数对它的影响程度。并对目前国内外广为盛传的某些传统概念提出了不同的看法。垫层的合理刚度不仅可降低基础的振幅,而且还将减小基础块的重量和尺寸。     

定域性电化学增材制造三维微螺旋构件工艺

针对电化学增材制造已有较多探究，但研究内容多为工艺参数对柱体成形质量的影响，工艺参数对微螺旋构件的影响尚缺乏系统研究。通过单因素试验法研究极间电压、脉冲占空比和初始极间隙对微螺旋结构直径、体沉积速率和表面形貌的影响，采用数字显微镜及扫描电镜对微螺旋构件进行检测，得出极间电压为4.0～4.4 V时，可以制备出直径均匀、形状规整的微螺旋结构，微螺旋结构体沉积速率由210μm³/s增长至5 728μm³/s；而电压增至4.6 V时，微螺旋结构出现大量瘤状沉积。当初始极间隙从5μm增加到20μm时，微螺旋结构平均直径由128μm增长至163μm。极间电压为4.2 V、初始极间隙为10～20μm时，随着初始极间隙的增大，微螺旋结构底部明显变粗，直径波动较大。研究结果表明，采用三轴联动控制阳极运动轨迹，定域电化学增材制造三维微螺旋构件，是三维金属微结构一种可行的技术方法。试验优化参数为极间电压4.2 V、脉冲占空比60%和初始极间隙5μm时，得到微观形貌质量较好、直径均匀的微螺旋构件(圈数为2圈、螺距为400μm)。     

铜钨电极材料的电加工性能实验研究

铜钨合金电极材料在加工硬质合金时,常以其相对损耗较小而受到用户的青睐,加之铜钨合金电极的热稳定性好,因此在现场使用铜钨合金电极加工硬质合金的场合较多。用实验的方法对不同配比的铜钨合金材料作为电极进行深入研究,针对不同需求寻求最佳配比的铜钨合金电极。考察了材料中的成分含量变化对电火花加工特性的影响,用能量分配以及电子逸出功的原理分析了材料去除速度、相对电极损耗与电极材料特性以及电参数之间的关系。研究发现,极间电压160 V左右采用窄脉宽时,电极Cu_(75)W可以获得较好的工艺效果,含铜量少的Cu_(25)W电极相对损耗最小。     

水中电火花放电能量分配系数研究

采用实验与仿真相结合的方法,通过设计不同的峰值电流及脉宽等加工参数,对水中电火花加工的能量分配系数及电蚀坑形貌的形成进行了研究。基于COMSOL MULTIPHSICS仿真软件建立固体-流体传热耦合模型。通过试验得到不同峰值电流及脉宽条件下的电蚀坑半径,结合最小二乘法拟合电蚀坑半径与脉宽、电流之间的关系。利用拟合公式和所建模型,在不同加工参数下得到不同能量分配系数对应的电蚀坑尺寸。通过与试验测量结果进行比对得到水中电火花放电的能量分配系数,并验证所建模型的正确性。     

铝薄带铸轧流热耦合的数值模拟

采用有限元法，用ANSYS软件计算并描述了水平式双辊铸轧铝薄带熔池内液态金属流动与传热的N-S动量方程、能量方程及κ-ε湍流双方程等。分析了不同入口温度对凝固终点位置的影响，以及根据计算出的热流密度推出了铸辊与熔池间的传热规律。此模拟结果可以为控制铸轧过程的稳定提供有效的数据。     

2Cr13/N80在含有HAc的饱和CO2盐溶液中的电偶腐蚀行为研究

通过电化学测量方法研究了2Cr13/N80电偶对在不同HAc浓度的饱和CO2溶液中的电偶腐蚀行为。考察了HAc浓度、阴阳极面积比对电偶腐蚀的影响规律,结果表明:随HAc浓度的增加,2Cr13/N80偶对间的电偶电位差下降;加入醋酸后偶对间电偶电流密度变化复杂,不仅受偶对间电位差的影响,还受阴、阳极极化率的共同作用影响。阴阳极面积比增大,电偶电流密度也增大。     

某航空液电阀主密封结构密封性能分析及优化

针对液电阀阀芯处密封结构，采用组合式密封结构的设计思路，通过压缩波簧提供预紧力和补偿力。建立密封结构数值模型，对液电阀动密封面的接触应力和转动摩擦力矩进行分析。根据不同的影响因素模拟动密封面间的接触应力分布以及峰值接触应力的变化情况，通过施加流体压力，研究各因素对液电阀转动摩擦力矩的影响规律。设计正交试验并进行直观分析和方差分析，确定最优密封结构。结果显示：优化后主密封副间接触应力增大，转动摩擦力矩减小，有效提升了主密封结构的密封性能。     

基于有限元的电火花加工研究进展综述

随着"中国制造2025"的推进,加工技术不断发展,电火花加工因具有无接触和宏观作用力极小等优点,在各种加工方法中显现出优势。为了进一步提高加工质量和加工效率,国内外学者采用各种方法来研究放电规律。以有限元仿真为基础,综述了不同条件下,极间的能量流动、温度场分布、表面粗糙度、材料去除率以及电极耗损等的建模方法、初始条件和边界条件的确定。根据实际加工情况对传统模型进行修正,总结了加工性能随放电参数的变化情况,并对未来的发展方向提出一些展望,为进一步深入研究提供参考。     

铝合金激光-电弧复合增材制造工艺分析

复合热源能够发挥两者各自的优势,同时弥补两者各自的不足。采用基于弧焊的金属材料增材制造技术进行墙体堆积过程中,层间停留时间成为影响焊接性能的一个重要焊接参数。使用熔化极气体保护焊(MIG焊),通过改变不同的层间停留时间,对5356铝合金增材制造过程进行研究。研究表明,采用常规熔化极气体保护焊进行多层单道堆积墙体时,对不同层间停留时间进行控制,墙体可以获得较好的力学性能。在最佳的层间停留时间下,采用低功率激光电弧复合热源,通过适当的激光电弧能量匹配,可以进一步提高墙体的力学性能和墙体组织的均匀性。     

Cr13高铬铸铁组织及性能的试验研究

在试验的基础上研究了铸造工艺条件对Ｃｒ１３高铬铸铁组织、力学性能和抗冲击磨损性能的影响，探讨了变质处理的作用。试验中发现在不同的冲击能量下，不同铸造工艺与经不同处理的Ｃｒ１３高铬铸铁试件具有不同的磨损规律。     

基于离散单元法(DEM)研究镀桶截面形状对机械镀过程物料运动的影响EI北大核心CSCD

镀桶的截面形状对机械镀过程的影响受限于机械镀设备等原因,相关研究较少。为研究不同截面形状的镀桶对机械镀过程中桶内物料运动规律的影响,采用离散元模拟软件EDEM建立不同形状(四边形、六边形、八边形、圆形)下镀桶内物料的运动模型,并从碰撞区域、碰撞频率、碰撞接触力和碰撞能量四个方面对桶内物料间的碰撞情况进行研究。结果表明:镀桶的截面形状对机械镀过程中桶内物料的碰撞和运动规律产生很大影响,在相同模拟条件下,八边形镀桶内物料运动的惰性区域最小;通过对不同形状镀桶内物料间碰撞频率、碰撞接触力和碰撞能量的对比分析,八边形镀桶中的物料运动规律最有利于机械镀工艺过程中镀层的形成和增厚,八边形为最优镀桶截面形状。另外,通过计算机数值模拟的方法探讨镀桶截面形状对机械镀过程中物料运动规律的影响规律,为机械镀设备发展和工艺优化提供理论依据。