Y掺杂MgZn2稳定性、电子结构和力学性能的第一性原理计算

目的 稀土元素Y掺杂是改善7xxx系铝合金断裂韧性的重要途径,然而因其掺杂量极低,通过实验很难测定微量Y对7xxx系铝合金析出相及强韧机制产生的作用,限制了7xxx系铝合金的进一步发展。采用第一性原理计算方法探究Y掺杂对7xxx系铝合金中重要析出相MgZn2的影响机理,为7xxx系铝合金的微合金化强韧机理研究提供理论依据。方法 构建适于第一性原理计算、Mg/Zn的原子数分数比为1∶2的晶体模型,Y原子通过替换Mg或Zn原子的方式进行掺杂,通过能量计算、电子计算和弹性常数计算等分析Y掺杂对MgZn2能量稳定性、电子结构和力学性能的影响机理。结果 经Y掺杂后,形成3种固溶体Mg3Zn8Y、Mg4Zn7Y-1和Mg4Zn7Y-2,它们的形成热均小于0,即它们均可自发形成且稳定存在。通过结合能计算发现,3种固溶体的结合能都小于MgZn2的结合能,说明Y掺杂促进了MgZn2的稳定性。通过电子结构分析发现,Y掺杂后与Mg、Zn原子形成强的共价键,增强了体系的稳定性,Mg-Zn原子间形成了强离子键,MgZn2中Zn-Zn原子间的共价键变为强离子键。力学性能计算结果表明,经Y掺杂后MgZn2的硬度降低、韧性上升, 即Y掺杂增强了7xxx系铝合金中重要弥散析出相MgZn2的韧性,从而提升了7xxx系铝合金的断裂韧性和抗疲劳能力。结论 基于计算结果分析得出,Y掺杂提升了MgZn2的稳定性、键合强度和断裂韧性,相关计算分析为微量Y掺杂增强7xxx系铝合金断裂韧性的实验分析提供了指导。     

基于UG/Post的侧铣头自动判断平面后处理定制

侧铣头是数控铣床或者加工中心的一种附件,其刀具旋转中心线可以和主轴旋转中心线成一定角度,不需要加装第四轴就可以加工垂直刀具无法接触到的加工面,从而达到无需改变机床结构就可以增大其加工范围和适应性的效果,并能减少工件重复装夹,提高加工精度和效率。该方法大大节约了加工成本和加工时间,对利用三轴机床加工四轴零件具有非常重要的应用价值;但是在编程中由于侧铣头的刀具旋转中心线和机床主轴旋转中心线具有一定角度,其编程方式和后处理设计较普通铣床或加工中心有很大的区别,特别是在加工侧面孔或者凹面特征时,如果后处理设计不当,在判断进刀、退刀时一旦选择平面(G17/G18/G19)出错,会导致圆弧插补的方向出错以及进退刀的优先方向出错,造成撞坏工件或者损坏机床的后果。通过TCL语言对该后处理进行定制,达到自动判断实际加工时需要的(G17/G18)平面,并且进行稳定的圆弧插补、直线插补、进刀和退刀,保证加工的安全性和准确性;除此以外还加入了人性化的刀具列表和参数错误报警,为操作技师提供了很好的辅助参考;最后通过仿真实验证明该后处理定制可以很好地在侧铣头加工中稳定、高效的使用,并获得较好的加工效果。