基于二维切削的SiCp/Al复合材料表面损伤形成机制研究

目的 研究SiCp/Al复合材料切削过程中的表面损伤形成机制。方法 以SiCp/Al复合材料为研究对象,展开基于二维切削的仿真和实验研究,建立了包含铝合金2A14、SiC增强颗粒以及界面特性的SiCp/Al切削仿真模型,对作用于不同Si C颗粒部位的材料表面缺陷进行分析;接着利用高速直线电机搭建能映射二维切削条件的实验平台,在不同材料去除条件下,利用扫描电子显微镜和白光干涉仪对切削表面形貌进行测试,分析和验证切削表面损伤形成条件。结果 SiCp/Al复合材料切削表面损伤机理取决于SiC颗粒相对刀具切削路径的位置：当刀尖作用在Si C颗粒的顶部时,表面损伤主要为基体撕裂、颗粒破碎;当刀尖作用在Si C颗粒的中部时,表面损伤为颗粒破碎导致的裂纹和凹坑;当刀尖作用在Si C颗粒的底部时,表面损伤为颗粒拔出导致的凹坑。随着切削深度的增大,凹坑逐渐增多,表面粗糙度随之增大。结论 利用二维切削模型仿真方法和高速直线电机实验,可以有效研究复合材料切削损伤形成机制。Si C颗粒相对刀具切削路径的位置不同会导致切削损伤不同;SiCp/Al复合材料表面质量会随着切削速度的提升而有所提高。     

基于材料静动态力学性能分析的SiCp/Al本构模型构建

基于SiCp/Al复合材料的静态和动态力学性能分析,构建SiCp/Al复合材料的本构模型。针对体积分数为20%的SiCp/2a14Al复合材料采用电子万能试验机进行准静态拉伸试验,研究材料的静态力学性能;采用霍普金森压杆试验进行不同温度(20～400℃)、不同应变率(500～3 000 s^-1)动态压缩试验,分析材料的动态力学性能。基于材料静态及动态下应力-应变试验数据构建SiCp/Al复合材料的Johnson-Cook(JC)本构模型,并通过遗传算法对模型进行优化。结果表明,SiCp/Al复合材料在准静态条件下表现出应变强化效应;在动态载荷条件下,材料流动应力随着应变速率的增加而增加,表现出应变率强化效应,这与碳化硅颗粒的体积分数有关;随着温度的增加,流动应力减小,表现为温度软化效应。最小二乘法拟合的JC模型与试验值的平均误差较大,经过遗传算法优化后模型误差减小,能够准确预测SiCp/2a14Al复合材料的流变行为。     

钢渣、沸石PRB材料修复高铁锰氨氮有机污染地下水实验

针对高铁锰氨氮有机污染地下水修复困难的问题,采用静、动态柱模拟实验,进行PRB活性材料的优选及确定最佳组合。实验结果表明:由钢渣与沸石1:1组合构建的PRB新型材料修复高铁锰氨氮有机污染地下水具有良好、稳定的效果,对COD、NH4+-N、Fe2+、Mn2+的最高去除率分别为61.2%、96.3%、99.8%、97.4%。钢渣与沸石的协同作用具有较强的抗冲击负荷能力,实验为钢渣和沸石资源化利用提供了参考依据。     

基于盲源分离的精密铣削振动信号分析方法与工艺优化

精密铣削工艺已广泛应用于汽车、航空航天、微电子等领域的各种精密零件制造.铣削过程中产生的振动极大地影响了加工精度和质量.在铣削工艺过程中提出了一种基于盲源分离的切削振动信号分析及优化方法.首先将集合经验模态分解(EEMD)与稀疏分量分析(SCA)相结合实现了铣削加工振动信号的盲源分离,从而计算振动贡献度,分析精密铣削加...