六面顶压机顶锤的小斜边角度模拟分析

以有限元法为理论分析手段对六面顶顶锤进行科学计算,模拟分析了不同倒角的顶锤。根据有限元模拟分析结果,探寻出XKY-6×2000MN型六面顶压机顶锤倒角的最佳角度范围应取为41．5°～43．5°。模拟分析结果与金刚石的高压合成实验事实相符,在理论上解释了顶锤角度的选取原则,对于提高大顶锤使用寿命,降低生产成本有着重要的现实意义。模拟计算了在超高压状态下无法通过实验直接获知的顶锤上的应力分布等重要信息,为新型六面顶压机的研制提供了良好的基础。     

基于ANSYS/LS-DYNA的叶蜡石传压性能的有限元分析

利用有限元程序ANSYS/LS-DYNA对六面顶压机加压方式下(压力范围在5.7 GPa以内)传压介质叶蜡石的形变过程进行了模拟,并在RMT-150B型岩石力学伺服控制系统上测定了叶蜡石的弹塑性力学参数。给出了叶蜡石内部压力分布的数值分析结果,考察了焙烧温度对叶蜡石传压性能的影响。本研究结果对高温高压合成金刚石等超硬材料的传压介质材料的选取以及合成工艺的优化等方面具有重要的参考价值。     

有限元法计算碳化钨顶砧屈服强度

碳化钨顶砧的机械稳定性尤其是最大切应力值测定困难,导致第三强度理论缺少判据,致使不能按此理论设计出安全的顶砧尺寸.文章以H.Doi,Y.Fujiwara和K.Miyake对3%掺钴量的碳化钨硬质合金单向应力状态下的极限值测量结果为基础,依据强度理论,运用有限元法计算出YG3碳化钨顶砧极限切应力值为2.73 GPa,解决了第三强度理论缺少判据的问题,为顶砧的设计及安全使用提供了判据.此种方法可应用于不同掺钴量的硬质合金顶砧屈服强度的测定.     

双曲率板材件柔性拉伸对压复合成形系统

为提高双曲率板材件的成形质量,首次将多夹钳式柔性拉伸成形技术与多点对压成形技术相结合,研制了双曲率板材件柔性拉伸对压复合成形系统。该系统由多点数字化模具、多夹钳式柔性拉伸成形装置、液压机及计算机控制系统组成。它能够完成双曲率板材件的拉伸对压复合成形,抑制双曲率板材件成形过程中的起皱、回弹等缺陷的发生,提高双曲率板材件成形的加工精度,实现双曲率板材件的高质量成形。双曲率板材件柔性拉伸对压复合成形系统正在应用于地标建筑用覆盖件的加工,实现了建筑用覆盖件的低成本和高质量成形,解决了地标建筑用双曲率覆盖件的成形难题。     

有限元法计算碳化钨顶砧屈服强度

碳化钨顶砧的机械稳定性尤其是最大切应力值测定困难，导致第三强度理论缺少判据，致使不能按此理论设计出安全的顶砧尺寸。文章以H．Doi，Y．Fujiwara和K．Miyake对3％掺钴量的碳化钨硬质合金单向应力状态下的极限值测量结果为基础，依据强度理论，运用有限元法计算出YG3碳化钨顶砧极限切应力值为2．73GPa，解决了第三强度理论缺少判据的问题，为顶砧的设计及安全使用提供了判据。此种方法可应用于不同掺钻量的硬质合金顶砧屈服强度的测定。     

六面顶压机顶锤的小斜边角度模拟分析

以有限元法为理论分析手段对六面顶顶锤进行科学计算,模拟分析了不同倒角的顶锤.根据有限元模拟分析结果,探寻出XKY-6×2000 MN型六面顶压机顶锤倒角的最佳角度范围应取为41.5°～43.5°.模拟分析结果与金刚石的高压合成实验事实相符,在理论上解释了顶锤角度的选取原则,对于提高大顶锤使用寿命,降低生产成本有着重要的现实意义.模拟计算了在超高压状态下无法通过实验直接获知的顶锤上的应力分布等重要信息,为新型六面顶压机的研制提供了良好的基础.     

关于含硫体系中金刚石生长的研究

引入添加剂是合成特种金刚石的重要手段,用含硫的Ni70Mn25Co5触媒进行了工业级金刚石的合成,考察了硫对合成金刚石的影响.借助于扫描电子显微镜,研究发现,与不含硫体系合成的金刚石相比,含硫体系合成的晶体虽然具备六八面体形状,但是表面有许多小的凹坑,这些凹坑多数分布在{111}面上.另外,还利用电子探针对金刚石表面杂质的成分、含量及其分布进行了定性检测,发现杂质在晶体表面分布不均匀;相对而言,Mn、Ni元素的含量较高;在凹坑位置能够检测到硫元素的存在,而在晶面平滑处没有检测到硫元素.     

防皱多点成形及其误差分析

防皱多点成形是一种在调形单元之间布置防皱单元,使防皱单元与调形单元交错排列,从而在成形区内对板料表面进行约束,无需压边圈就可以产生防皱效果的多点成形方法。以球形件为例,运用有限元法针对起皱问题比较防皱多点成形和多点模具成形的成形效果。分析防皱多点成形在采用不同工艺参数时的成形误差,并探讨防皱多点成形对成形较小尺寸件的成形质量。研究发现,防皱多点成形方法能够很好地抑制板料在成形过程中的起皱现象;防皱多点成形时的球形件边缘的成形误差大于其内部区域的成形误差,减小防皱单元压力能够减小成形误差,但同时也会相应降低防皱单元的防皱能力;防皱多点成形采用头部具有转动自由度的单元能够增大单元与板料的接触面积,降低其成形误差;当防皱多点成形采用具有转动自由度的单元,并保证板料边缘外侧多设置一排单元时,成形件具有较高的成形质量。     

六面顶压机硬质合金顶锤应力与破裂机理的有限元分析

针对六面顶压机顶锤上应力测试的难题,运用有限元分析软件ANSYS的接触分析方法,建立了SPD6×2000MN型六面顶压机顶锤应力的计算模型.计算出了顶锤、钢环、垫块的应力值,绘制出了Von Mises应力云图.云图分析表明,在拉剪复合应力状态下,引起顶锤崩溃的裂纹源萌生于高压砧面边缘(得到实验验证);证明了内部材料缺陷在剪切应力作用下的屈服是导致顶锤高压砧面边缘处形成裂纹的原因;调整钢环过盈量可降低顶锤消耗.     

基于ANSYS的金刚石合成腔内的温度场分析

利用有限元程序ANSYS对金刚石片状块合成腔体内的温度场进行了全瞬态热-电耦合分析。考虑到锤温对金刚石合成效果的影响,通过创建载荷步文件,实现了锤温的加载。腔体中心温度的时间历程曲线表明,初始锤温越高腔体温度到达热平衡态就越快,这种关系将直接影响到金刚石的成核与生长。结点温度的数值结果表明:金刚石合成腔内的温度分布呈中心高、四周低的趋势,且轴向温差为80℃,径向温差为50℃。而单元生热率及热流密度的数值结果表明,腔体边界上的对外热传导是温度不均匀分布的主要原因。