多层套扁挤压筒的热-力耦合有限元分析及结构优化

基于ANSYS软件,采用间接法对多层套扁挤压筒进行了热-力耦合数值模拟,分析了扁挤压筒在内压、预紧力及热载荷作用下的温度场和应力场;通过正交实验法,分析了工作内压、过盈量、衬套数、内孔尺寸、整体尺寸及材料对扁筒中热应力的影响。结果表明:各层套的温度分布不均匀,呈现出由外衬套向内衬套增大的趋势,且外层的温度分布比内层与中层均匀;热应力的存在使扁筒的等效应力更均匀;增大工作内压和过盈量会使扁筒的等效应力和接触应力均增大;选取三层套、合适的内孔和中衬的尺寸以及经济合理的模具材料更有利于提高筒的装配效果和降低其等效应力。模拟分析获得了较为合理的工艺参数,为优化扁筒的结构设计和装配提供了参考依据。     

划片刀配方对砷化镓晶圆切割崩裂的影响

利用试验设计方法(design of experiment, DOE),以不同配方的划片刀划切砷化镓晶圆,并检测其正、背、侧面的崩裂尺寸,找出划片刀配方对砷化镓晶圆切割崩裂尺寸的影响规律。研究表明:划片刀的磨料粒度与砷化镓晶圆切割质量密切相关,即磨料粒度越细,正、背、侧面崩裂尺寸越小;而磨料浓度和结合剂强度与砷化镓晶圆正、背、侧面的切割质量相关性并不显著。可通过缩小磨粒尺寸的方式提高划切质量,并视情况调整磨料浓度和结合剂强度。      

金属磁记忆检测技术用于再制造毛坯寿命预测的试验研究

为探讨金属磁记忆无损检测技术预测再制造毛坯的剩余寿命,采用金属磁记忆技术检测了拉-拉疲劳过程中45钢光滑试件和预制缺陷试件表面的磁记忆信号变化规律.结果表明45钢光滑试件疲劳试验过程中,在试件断裂之前,随疲劳载荷作用循环次数的增加,试件表面磁信号的分布规律变化不大,试件断裂后断口处磁信号发生激变;表面预制槽型缺陷的45钢试件在疲劳试验过程中,其表面磁信号在预制缺陷扩展后发生变化,且缺陷部位磁信号峰峰值随裂纹长度增加而持续增大.研究分析认为,金属磁记忆检测技术对疲劳裂纹的扩展情况有较好的反映,有望通过建立磁记忆信号峰峰值--疲劳裂纹长度a的关系模型,实现金属磁记忆技术对再制造毛坯剩余寿命的定量方法.但是,采用金属磁记忆技术预测疲劳裂纹萌生前铁磁材料的损伤程度尚需进一步探索.     

金属材料工程专业综合实验教学的探索

在特色专业建设中,为金属材料工程专业学生开设设计性综合实验.论述了开设综合实验的目的和意义,提出了开设综合实验的基本思路,重点介绍了综合实验的内容和实施方法.实践表明:开设设计性综合实验,提高了学生学习的积极性和主动性,有利于全面训练学生的实验技能、培养学生的综合素质以及提高学生的创新能力.     

前翼子板成形数值分析

根据正交试验法原理,应用板料成形软件PamStamp 2G,在其他成形条件一定的情况下,对前翼子板在不同压边力、板料与模具间摩擦因数、凸模和凹模间隙、虚拟凸模成形速度下的成形进行数值分析。将模拟结果同实际成形件厚度比较,通过极差分析,得出上述因素对前翼子板成形的不同影响,其中压边力、虚拟凸模速度对成形影响较其他因素大。     

基于SOA-LSSVM的SLS成形工艺参数优化研究

为提高选择性激光烧结(SLS)成形精度,解决工艺参数优化试验成本高等问题,选择激光功率、预热温度、扫描速度、扫描间距以及分层厚度5个工艺参数设计正交试验以获得样本数据并建立统一目标函数。采用人群搜索算法(SOA)优化最小二乘支持向量机(LSSVM),建立基于SOA-LSSVM的SLS成形件精度预测模型;预测不同工艺参数组合下制件的统一性能,并与采用传统BP神经网络和LSSVM模型获得的预测结果进行对比。结果表明：SOA-LSSVM模型针对小样本预测问题具有良好的泛化能力,预测值与实际值的最大相对误差仅为1.11%,可为SLS加工参数组合的选择提供参考。     

矿区煤矸石堆放引起土壤重金属污染研究

以焦作矿区为例，研究煤矸石长期堆放造成的重金属污染.根据研究区年降雨量，进行室内淋滤模拟实验，以研究煤矸石中重金属的溶出规律；根据地形地貌，从距离市区较近的演马矿煤矸石堆周围呈放射状布置3条采样线，用HCl-HNO₃-HF-HClO₃全分解法消解样品和火焰原子吸收光谱仪分析主要有害重金属元素（Pb，Mn，Zn，Cu，Cr，Cd）.研究表明：煤矸石淋滤液中的Zn和Mn浓度最高，并很快稳定；土壤中的Zn和Mn也最高，且浓度高许多倍.说明煤矸石中重金属淋出具有长期性，矿区土壤对重金属具有富集性和迁移性.     

杭来湾矿近浅埋煤层开采覆岩移动规律研究

通过相似物理模型实验对30101首采工作面开采时的覆岩移动规律进行研究,得出了杭来湾矿近浅埋工作面开采时的覆岩结构特征、关键层破断规律及关键层和地表移动规律,为具有相同地质条件煤层的安全开采及覆岩移动规律研究提供参考。     

采场巷道进路断面形状和尺寸参数数值模拟与优化

运用数值模拟、试验采场现场监测对小官庄铁矿上向进路充填采矿方法的断面形状和进路尺寸参数进行了研究。对矩形、半圆拱、三心拱、六边形等4种典型断面进行了应力应变模拟计算,从进路周围塑性区分布、主应力差分布以及位移变形分布3方面进行分析,结合试验采场位移监测数据,认为合理的断面为六边形;针对进路尺寸参数的高度、宽度、长度3个因素对采场的影响,通过最大主应力、最小主应力、竖直方向位移正交数据表的分析,得出最优的参数为进路宽度3.5 m、进路高度3.5 m、进路长度60 m,该参数在现场得到了成功的应用。研究成果对小官庄铁矿的充填采矿方法结构设计提供了理论指导,并对类似矿山具有借鉴意义。     

煤锚支护在完全沿空掘巷中的应用

随着煤锚支护技术不断在煤矿中的推广与应用,沿空留小煤柱掘巷不断被应用到工作面巷道布置当中,但是对所留的小煤柱的煤炭资源无法得到回收,对煤炭资源是一种浪费。采取完全沿空掘巷方法,则是一种安全施工减少资源流失的有效措施。