弯曲载荷作用下的熔接涂层及基体应力特性研究

应用有限元分析软件研究熔接涂层及基体在弯曲载荷作用下的等效应力特性及其分布状态,对不同厚度涂层/基体系统进行三点弯曲仿真试验。通过将涂层分别置于受拉和受压一侧,分析弯曲试验中不同压头下压量时,涂层/基体系统的等效应力状态以及涂层厚度对接合面处应力的影响,得到不同厚度的涂层/基体系统在界面结合处的等效应力分布情况及变化规律。结果表明:弯曲载荷作用下,涂层/基体系统的等效应力最大值出现在涂层表面;压头下压量相同时,涂层越厚,涂层/基体系统的等效应力最大值越大;涂层与基体的界面结合处存在等效应力突变,涂层越厚,等效应力突变值越小,涂层与基体的等效应力过渡越平缓。     

聚晶金刚石高速研磨实验研究

通过实验对比研究了采用冷却套冷却和不冷却两种情况下,使用树脂结合剂金刚石砂轮高速研磨聚晶金刚石片时,研磨时间、研磨速度和研磨压力等工艺参数对聚晶金刚石片材料去除率及表面质量的影响规律.     

刀具前角对SiC_p/Al复合材料切屑形成及切削力的影响研究

采用整体性能定义SiC_p/Al复合材料,建立二维切削有限元仿真模型,应用ABAQUS有限元软件研究刀具前角对切屑的形成及其形貌、切削力变化等的影响。研究结果表明:刀具前角越大,形成的切屑尺寸越大;在切削深度较小时,负前角刀具形成的切屑多为小的碎片切屑,正前角刀具形成的切屑为较小的卷曲屑。在切削深度较大时,切屑更易发生断裂,即使前角较大,产生的切屑也主要呈短片状。切削力随刀具前角的增大而降低,切削高体份SiC_p/Al复合材料时切削力均具有周期性变化,其变化周期与切屑的形成过程具有较好的一致性。     

刀具结构对CFRP/Al制孔分层损伤影响的仿真研究

建立了不同结构刀具钻削CFRP/Al叠层板的有限元仿真模型,应用有限元仿真软件ABAQUS对CFRP/Al叠层板制孔过程中CFRP层间分层损伤特征及原因进行了仿真研究,并进一步分析了刀具结构对CFRP层间分层损伤的影响。研究结果表明:CFRP层间分层损伤形貌为椭圆型,椭圆长轴所在方向和纤维方向一致;套料钻制孔的CFRP层间分层损伤在相同层间位置比PCD麻花钻小得多。     

氩气保护下钢体表面熔结镍基合金的试验研究

利用VHX-1000C超景深三维显微镜对影响涂层结合的粘合剂配比、升温加热方式和涂层厚度三个试验的结合面进行分析,得到较为理想的处理工艺。试验结果表明粘合剂的剂量对合金涂层的致密性影响较大而对界面结合强度影响较小;采用分段式和连续式升温工艺缓慢升温,增强了界面结合的强度;涂层厚度不易过大,否则会出现涂层脱落现象。     

金刚石膜抛光装置的有限元分析

本文建立了金刚石膜抛光装置的实体模型,采用接触分析法计算抛光装置高速旋转时,抛光盘厚度和转速对抛光装置的强度、刚度的影响规律。结果表明：随着金刚石膜抛光盘厚度的增加,同一转速下,vonMises等效应力与径向位移的变化很小,而轴向位移在抛光盘厚度较小时呈直线上升趋势,当抛光盘厚度大于等于8mm时,轴向位移的变化逐渐趋于平稳。同时,对于同一厚度的金刚石膜抛光装置,随着转速的提高,vonMises等效应力和径向位移呈现相似的上升趋势,轴向位移却先上升后下降。文中得出的结论为金刚石膜超高速抛光机的设计和实际操作,提供了可靠的理论依据。     

镍基合金熔接涂层与基体温度场的有限元分析

建立镍基合金熔接涂层和基体的三维有限元分析模型,基于ABAQUS软件采用生死单元法对其进行温度场分析,研究了镍基合金熔接涂层和基体之间的温度场变化规律。结果表明:熔接涂层与基体之间的温度场呈阶梯状分布;热源附近的熔接涂层温度场呈均匀分布;移除热源后,熔接涂层的降温速率高于基体的降温速率。     

钛合金薄壁圆筒钻孔过程动力学特性变化研究

运用ABAQUS软件对钛合金薄壁圆筒试件的钻削过程进行模态分析,得出试件的前6阶固有频率和模态振型,并研究试件的几何尺寸、钻孔位置和钻孔直径对试件动态特性的影响规律。结果表明:钻孔过程内孔结构变化对试件固有频率和振型影响不大,试件的各阶固有频率在钻孔时均有不明显减小趋势;长度L=20mm的试件在钻孔时模态振型会发生明显变化,其余长度方案试件的模态振型在钻孔过程不会发生明显变化;试件的固有频率均随着厚度的增加呈上升趋势,而试件长度和外径的增加会导致固有频率呈下降趋势;改变钻孔位置不会对试件的固有频率带来严重影响,但会影响孔的加工精度;改变钻孔直径对试件钻削过程的固有频率影响较小,但对试件的高阶模态振型会产生较大的影响。     

扭转载荷作用下熔接涂层与基体结合界面处应力特性仿真研究

目的通过有限元仿真获得熔接涂层与基体结合界面处的应力分布特性,得到熔接涂层与基体的力学性能匹配性。方法应用ABAQUS有限元软件,将模型沿轴向和径向剖切,讨论不同扭矩载荷下镍基合金涂层和基体轴结合界面的应力分布规律,分析涂层厚度对结合界面处应力的影响。结果从模型剖切后采样结点的应力变化曲线看,基体和涂层的内部应力变化均匀,在基体和涂层结合处应力存在突变,涂层上的应力大于基体上的应力。涂层厚度从0.5 mm增大到1.0 mm时最大应力减小量约为18 MPa,从1.0 mm增大到2.5 mm时最大应力的减小量约为1 MPa,涂层厚度大于1.0 mm后最大应力减小量变化不明显。结合面两侧涂层和基体应力差值的最大值Δσ_(max)随着涂层厚度的增大有所减小,在涂层厚度小于1.0 mm时,变化较为明显。结合面底面处的应力突变随涂层厚度的增加而略有减小。结论在涂层和基体结合界面处存在应力突变,最大应力出现在涂层外表面的中心位置,增大涂层厚度可以减小应力突变,在涂层厚度较小时效果明显。     

基体温度对金刚石厚膜沉积质量的影响

为探讨燃焰法沉积高质量金刚石厚膜的可能及其沉积速率，在反应气体流量比O2／C2H2=0．97～1范围内，研究了基体温度对燃焰法沉积金刚石厚膜的影响．结果表明，基体温度在610～730℃范围内可沉积出均匀、致密、结晶形态优良的金刚石厚膜；金刚石厚膜沉积速率随基体温度的下降而下降，基体温度约为730℃时，可以约50μm／h的较高速率沉积出淡黄色透明状高质量金刚石厚膜．当基体温度在820℃左右的高温时，金刚石厚膜不均匀，晶粒间存在较大间隙，且在金刚石厚膜生长过程中，存在较多的二次成核。