激光熔化沉积工艺参数对CoCrFeNiMn系高熵合金成形的影响

目的 用激光熔化沉积法制备Co Cr Fe Ni Mn系高熵合金,以得出最优成型方案。方法 通过正交试验方法,以沉积层的显微硬度为评价指标,分析激光功率、激光扫描速度和送粉速度对沉积层成型质量的影响程度,并得出激光增材制造的最佳工艺组合。结果 当激光功率超过2 000 W时,沉积层表面开始出现烧蚀现象,沉积层表面出现波纹,熔池宽度不均匀;当激光扫描速度为5、7 mm/s时,沉积层相对较均匀,表面平坦;当送粉速度为0.7 r/min时,送入金属粉末的量的增加使沉积层体积增大,宽度变均匀。结论 最佳工艺参数为：激光功率P=2 000 W、扫描速度V_g=7mm/s、送粉速度V_f=0.7r/min。多道沉积时,搭接率为50%其成型性最优,制备得到的材料抗拉强度为453.7 MPa,伸长率为27.5%。     

热膨胀工艺硅橡胶芯模对复合材料圆管成型的影响

在建立硅橡胶芯模尺寸及工艺间隙设计公式的基础上,采用硅橡胶热膨胀工艺制备了碳纤维/双马树脂复合材料圆管,考察了不同厚度硅橡胶芯模对成型过程温度分布及预浸料铺层内部树脂压力的影响,并分析了圆管的成型质量。结果表明：硅橡胶芯模的厚度对温度分布影响较大,厚度为5mm时,温度分布比较均匀;铺层内的树脂压力能够达到设计压力,但不...     

热压罐零吸胶工艺树脂压力在线测试及其变化规律

针对碳纤维缎纹布/环氧914预浸料热压罐零吸胶工艺,采用热压成型过程树脂压力在线测试系统监测树脂压力的大小与分布,分析了真空、外加气压对树脂压力的作用规律,通过显微观察研究了真空及外加气压对孔隙缺陷的影响。实验结果表明,所采用的在线测试系统可以定量分析真空在铺层内的作用程度和树脂压力的变化;零吸胶工艺树脂承担了大部分外压且沿层板厚度及面内方向分布均匀;真空通过铺层内的气路通道排出夹杂空气,其作用程度受到树脂黏流状态和铺层密实程度的影响;不同压力条件下复合材料层板孔隙状况与树脂压力的测试结果相吻合。     

半椭圆形罩LSC的准三维和三维数值模拟对比

为了得到半椭圆形罩线型聚能装药(LSC)射流成型的特点和规律,利用ANSYS/LS-DYNA软件分别建立了半椭圆形罩LSC的准三维和三维数值计算模型,对射流成型过程进行了数值模拟,获得了射流成型过程的特点和典型时刻沿对称面射流速度梯度分布及射流最大速度随时间的变化关系。从横断面看,形成的射流较长且均匀,相对质量和速度均较大,速度梯度呈现明显的三段特征;杵体短而粗,相对质量和速度均较小;两种数值计算模型获得的射流最大速度出现的时刻、杵体断裂时刻和射流断裂时刻以及典型时刻沿对称面射流速度梯度分布均有所差别。结果对比分析表明,三维数值计算模型比准三维计算模型能更全面准确地模拟出射流的成型过程,获得的结果更可靠。     

半椭圆形罩LSC的准三维和三维数值模拟对比

为了得到半椭圆形罩线型聚能装药(LSC)射流成型的特点和规律,利用ANSYS/LS-DYNA软件分别建立了半椭圆形罩LSC的准三维和三维数值计算模型,对射流成型过程进行了数值模拟,获得了射流成型过程的特点和典型时刻沿对称面射流速度梯度分布及射流最大速度随时间的变化关系。从横断面看,形成的射流较长且均匀,相对质量和速度均较大,速度梯度呈现明显的三段特征;杵体短而粗,相对质量和速度均较小;两种数值计算模型获得的射流最大速度出现的时刻、杵体断裂时刻和射流断裂时刻以及典型时刻沿对称面射流速度梯度分布均有所差别。结果对比分析表明,三维数值计算模型比准三维计算模型能更全面准确地模拟出射流的成型过程,获得的结果更可靠。     

基于组合芯模维形传压的复合材料帽型加筋构件固化过程压力分布及成型质量

为改善硅橡胶芯模辅助成型中调型孔工艺窗口过窄，导致复合材料帽型件成型质量对其敏感性过高问题，提出硅橡胶芯模&真空袋气囊组合新方法，并对不同调型孔硅橡胶芯模&真空袋气囊下成型的复合材料帽型件固化过程中压力分布和固化后成型精度、微观结构与力学性能进行了研究。结果表明：未开设调型孔&真空袋气囊，构件内部压力大小波动明显且不均分布，随着孔占比X_S的增大，在X_S=0.40～0.53内，构件内部压力均匀且稳定在所需压力0.6 MPa，同时，构件厚度和型腔高度平均差值仅为0.046 mm和0.40 mm，其三角区域微观结构质量较高，平均拉脱性能和增幅分别为3.42 MPa和23.02%。本文提出的方法具有更宽的调型孔工艺窗口，在复合材料帽型件固化成型领域具备一定应用潜力。     

液晶玻璃面板光学检测仪器气浮平台系统参数优化设计

液晶玻璃平板在线检测流程当中,气膜的流场压力和速度的分布需要较高的稳定性,为了比较不同的气浮平台供气方式对气膜稳定性的影响,结合气体润滑理论,分析得出气膜稳定后的压力分布情况。通孔在气浮板上通常采用阵列排布,使用Gambit对气浮平台三维模型进行网格的划分,再将其导入软件Fluent中,对正压供气方式和正负压供气方式进行仿真计算,分析得到2种不同供气模式下气浮力的分布以及速度分布。由以上分析可得,若气浮系统中其余变量保持不变,正负压同时供气方式优势更加明显,气膜稳定后气浮力和速度分布平缓,所需气体的质量流量较正压供气方式更少。以正负压同时供气方式自制玻璃基板光学缺陷检测样机,实验结果表明气膜间隙变化量小于1μm。     

复合材料变厚层板热压成型缺陷类型与成因实验研究

采用热压机工艺与热压罐工艺两种成型方法制备了玻璃纤维/环氧 648 变厚度层板 , 研究了两种工艺下缺陷的形成机制及铺层方式和变厚梯度对缺陷程度和分布的影响。结果表明 : 纤维分布不均、 富树脂、 分层是主要缺陷类型 , 其中纤维分布不均由树脂二维流动引起 , 并与纤维不连续区、 纤维层渗透特性以及外压的均匀性有关; 富树脂主要是纤维的不连续性造成的 ; 而分层缺陷与纤维分布和热膨胀各向异性紧密相关。研究结果对变厚度复合材料层板的缺陷消除和成型质量控制有重要的指导意义。      

硅橡胶热膨胀工艺预浸料铺层内树脂压力变化规律

采用硅橡胶热膨胀工艺制备了碳纤维/双马树脂复合材料层板, 通过自行设计的成型模具及树脂压力在线测试系统测试并分析了成型过程中热胀压力和预浸料铺层内树脂压力的变化规律, 考察了工艺间隙和温度分布的影响, 并通过显微观察分析了不同工艺条件下层板的密实状况。结果表明: 采用树脂压力在线测试系统, 可实现热膨胀工艺预浸料铺层内树脂压力的测试; 工艺间隙和硅橡胶内的温度分布对树脂压力及硅橡胶的热胀压力有重要影响, 在零吸胶工艺条件下, 当工艺间隙设计合理时, 凝胶前热胀压力和树脂压力的变化趋势及变化程度基本一致, 固化层板纤维密实并且厚度均匀; 通过增加恒温平台减小硅橡胶内部温差, 可使热胀压力的增加速度减小。      

微注塑成型充模流动中的对流换热实验

微注塑成型中,聚合物熔体与微型腔壁面间的对流换热行为与常规注塑成型不同,对流换热系数也发生了变化。通过采用微模具和温度传感器,对聚丙烯(PP)、ABS和两种聚甲醛(POM)熔体,以不同注射速度填充厚度为0.510 mm和0.420 mm,表面粗糙度为0.062μm、0.393μm和0.695μm的不同微型腔时的模具温度分布进行测量,从而求得对流换热系数。结果表明,微注塑成型中对流换热系数,与聚合物材料热物理性质紧密相关,热物性参数值高的材料,对流换热系数也大;且随注射速度和型腔表面粗糙度的增加以及型腔厚度的减小而增大。     

共注塑制品芯层熔体的注射温度对制品质量的影响

在共注塑成型中,是否出现前沿突破现象和芯／壳层材料的分布情况是衡量制品质量的主要指标。在成型过程中芯层熔体的注射速度是影响材料充填和最终分布的主要因素。本文采用MPI软件Moidflow进行共注射模拟分析,研究不同的芯层熔体的注射温度对前沿突破现象和芯层材料的分布情况的影响。     

预成型工艺对膨体聚四氟乙烯预制件均匀性的影响EI

膨体聚四氟乙烯(ePTFE)微孔膜是通过膨体加工方法制备的,其具有高孔隙率、高疏水性和良好的生物相容性等特点。其中,预成型是将PTFE糊膏预压形成紧实的预制件坯料。然而,预成型过程中施加的压力会导致润滑油浓度和预制件密度分布不均匀,最终导致ePTFE微孔膜结构均匀性差、力学强度低等问题。因此,文中通过对预成型工艺参数进行研究发现,预成型压力、持续时间和初始润滑油浓度将显著影响预制件的质量,增加润滑油浓度、延长预成型时间和提高预成型压力可提高预制件密度的均匀性。并进一步通过等静压技术提供的多向力场制备出了密度和润滑油分布均匀的预制件,为高均匀性ePTFE预制件的制备提供了新的途径。     

稠浆法烟草薄片试制设备及热风定型质量控制

目的 开发一种新型烟草薄片成型试制设备,实现薄片自动成型、厚度可调、质量可控。方法 改变钢带和稠浆盒的运动方式;改良传统稠浆法烟草薄片成型工艺,包括剥离剂喷涂工艺、流浆成型工艺、热–风干燥工艺。通过对设备热–风干燥系统的工作过程进行流热耦合分析,并根据结果对热–风干燥系统的结构及参数进行优化,减少薄片在烘干过程中起皱、裂纹等缺陷的产生。结果 开发的稠浆法烟草薄片试制设备可制备0.15～0.3 mm厚度的烟草薄片,且薄片厚度均匀性好。优化热–风干燥系统前,烘干过程中烟草薄片主要区域的温度区间为37.7～59.6 ℃,优化后为50.1～64.2 ℃。结论 该设备减小了烟草薄片成型过程中薄片的尺寸波动,提高了薄片厚度均匀性。优化热–风干燥系统提高了烟草薄片温度分布均匀性,有利于烟草薄片成型质量的提高。     

热塑性纤维铺放构件的层间剪切强度及孔隙率

热塑性纤维(AS4/PEEK,熔点温度343℃)铺放采用的是原位固化工艺技术,铺放成型后热塑性纤维铺放构件层间性能直接影响构件的力学性能.本工作根据均匀试验法原理设计并进行铺放试验,得到构件的剪切强度和孔隙率,分析铺放工艺参数对铺放构件的层间剪切强度和孔隙率的影响规律,采用SEM对构件的断面层间进行观测,同时优化热塑性纤维铺放构件的剪切强度和孔隙率.结果表明:在铺放试件性能检测数据的基础上,随着加热温度和铺放压力的升高和增大,层间剪切强度也增大,而随着铺放速度的加快,层间剪切强度反之降低;孔隙率与铺放速度及加热温度呈正相关,随铺放压力的增大而降低.当铺放速度为6.00 mm/s、加热温度为699.35℃、铺放压力为539.94 N时,预测构件层间剪切强度最高为52.15 MPa;当铺放速度为6.00 mm/s、加热温度为630.04℃、铺放压力为530.00 N时,预测构件孔隙率最小为1.98％,最后试验测试得到的结果与预测结果基本一致.本工作的研究结果在我国制造业领域中热塑性纤维的应用方面具有一定的实用价值.     

PET薄膜挤出成型有限元模拟和阻流分析

设计了厚度为0.12mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜衣架式挤出流道,使用有限元软件模拟了聚合物熔体的流动规律,获得了流道内部的压力场、速度场和温度场的分布,分析了阻流设计对流场的影响。研究表明,流道结构对压力分布影响显著,对速度、温度分布影响不明显;流道阻流部分尺寸较小的改变,会引起流道内部熔体压力较大的变化,易导致挤出成型过程的不稳定,从而显著影响产品质量。此外,挤出流量对流场压力分布影响很小。     

一种新型的负压系统设计北大核心CSCD

对现有真空泵负压系统在工作中存在的缺陷进行分析,针对负压系统在工作中压力不稳定等现象,设计了一种新型真空泵的负压系统,该系统能够自动监测并维持设备的既定负压值,并且增加了自动排液功能。已被运用于实际生产加工中,通过实践证明该系统运行稳定可靠,有较好的经济效益,为提高机械零件加工的质量和效率提供了有效的解决方法。     

热模压预成型工艺参数对复合材料帽型长桁质量的影响

本文采用热模压预成装置将碳纤维单向预浸料层板制备成帽型结构长桁预成型体,通过对不同工艺条件下制备的帽型长桁预成型体的表观质量、厚度和纤维偏转角度进行检测,考察和分析了成型温度和速度对预成型体质量的影响规律。当成型温度较低时,由于树脂的黏度较高,预浸料层间摩擦力较大。预成型体表面出现褶皱现象,并且纤维由于受到层间剪切的作用而出现角度偏转。当成型温度较高时,树脂受到压力作用更易流动。这不仅降低了预成型体的厚度,同时也减弱了树脂束缚纤维的能力,使纤维偏转角度增加。而当成型速度增加时,预浸料层间的摩擦力使纤维的偏转角度增大。因此在预成型过程中,为了提高预成型质量,工艺温度和成型速度应控制在一定范围内。      

预成型工艺对膨体聚四氟乙烯预制件均匀性的影响

膨体聚四氟乙烯（ePTFE）微孔膜是通过膨体加工方法制备的，其具有高孔隙率、高疏水性和良好的生物相容性等特点。其中，预成型是将PTFE糊膏预压形成紧实的预制件坯料。然而，预成型过程中施加的压力会导致润滑油浓度和预制件密度分布不均匀，最终导致ePTFE微孔膜结构均匀性差、力学强度低等问题。因此，文中通过对预成型工艺参数进行研究发现，预成型压力、持续时间和初始润滑油浓度将显著影响预制件的质量，增加润滑油浓度、延长预成型时间和提高预成型压力可提高预制件密度的均匀性。并进一步通过等静压技术提供的多向力场制备出了密度和润滑油分布均匀的预制件，为高均匀性ePTFE预制件的制备提供了新的途径。     

复合材料层合板固化压实过程有限元数值模拟及影响因素分析

根据有效应力准则和达西定律建立了描述复合材料固化压实过程层合板压缩和树脂流动的二维有限元方程, 节点自由度为位移和树脂压力, 采用向后差分方法直接耦合积分求解以提高收敛速度。数值计算结果表明: 随着层合板厚度的增加, 厚度压缩率减小, 固化压实所需时间增加, 树脂在厚度方向的不均匀性逐渐增加。对于厚度较大的层合板, 采用提高固化压力和双面吸胶两种工艺对比情况说明, 后者可以显著提高压实程度并得到相对均匀的树脂含量分布。      

一种新型的负压系统设计

对现有真空泵负压系统在工作中存在的缺陷进行分析,针对负压系统在工作中压力不稳定等现象,设计了一种新型真空泵的负压系统,该系统能够自动监测并维持设备的既定负压值,并且增加了自动排液功能。已被运用于实际生产加工中,通过实践证明该系统运行稳定可靠,有较好的经济效益,为提高机械零件加工的质量和效率提供了有效的解决方法。