短电弧车削蜂窝环重铸层影响实验研究

蜂窝密封结构是当代航空发动机的先进高效密封结构,传统加工难以满足其加工质量要求,且一般电加工效率低,因此选择短电弧车削。针对材料为GH3536的蜂窝密封环进行实验,为研究不同参数对其加工后重铸层的影响,设置单因素试验,以重铸层厚度和微观形貌作为检测指标,分析电流及电压波形图、工件表面扫描电镜图、截面金相图和表面能谱图。结果证明:重铸层厚度随电压和进给速度增加而增加,随工件和电极转速增加而减小,且表面质量有相同的趋势,多槽挡板电极可以得到更好的冲液效果,重铸层更薄且表面质量更好。因此,适当降低电压和进给速度、提高工件和电极转速,以及采用多槽挡板电极,可减少微裂纹、冲蚀凹坑、褶皱和熔滴颗粒等现象,提高工件表面质量,降低重铸层厚度。

镍基高温合金短电弧铣削加工性能与电极损耗规律研究

简述了短电弧切削加工技术中的新型铣削方法和短电弧数控铣削加工机床的加工原理。采用短电弧铣削加工方法加工镍基高温合金(GH4169),在不同电源放电参数下观察加工后工件的宏观组织、工件加工表面粗糙度、电极的损耗情况,测量工件显微硬度、观察加工波形图,初步得出在不同加工电源参数对加工工件表面质量的影响规律。实验表明:通过对加工后的工件宏观观察发现,工件表面粗糙度与放电占空比有关,结合采集到的放电波形可以总结出,占空比越大,表面粗糙度值越大;电压在小范围变化时电压对加工工件表面质量影响不大;离加工表面越近,显微硬度越高;电压越大,相对电极损耗比较小;通过调整电源参数可以得到满意的镍基高温合金(GH4169)的表面质量与较小的电极损耗。

短电弧铣削工具电极材料的放电性能研究

镍基高温合金（GH4169）高温下具有较好的热稳定性、屈服强度高、塑性好的特点,并有较好的焊接性能、较高的耐蚀性和抗氧化性能,在-196~700℃很宽的温度范围内组织性能稳定。用不同电源放电参数与不同电极材料进行实验加工,观察加工效率、工件表面粗糙度、电极损耗、工件表面完整性、工件表面显微结构、工件表面化学成分。实验表明：短电弧加工中,相同加工条件下工具电极的相对质量损耗为铝〉碳钢〉紫铜〉石墨;低电压加工时紫铜电极的损耗率是石墨电极损耗率的7倍,增大加工电压紫铜电极损耗比石墨电极损耗高15~20倍;短电弧铣削加工后,工件表面存在熔滴、凹坑、裂缝和再铸层;短电弧铣削加工中,工具电极材料中元素会向工件里渗透,工件上的元素会向工具电极渗透。

铸态Udimet720Li合金热变形行为及热加工图研究

在变形温度为1 040~1 160℃、真应变速率为0.01~10 s^(-1)和变形量为60%条件下,对铸态Udimet720Li合金开展了热压缩实验.基于真应力-真应变数据,运用Arrhenius方程、动态材料模型理论和流变失稳判据理论建立了本构方程模型和热加工图,分析了合金热变形行为并结合微观组织验证了所建热加工图的准确性.结果表明:流变真应力对温度和真应变速率具有较强的敏感性,随着变形温度的升高和变形速率的减小流变真应力不断降低,温度越高,流变真应力达到稳态时对应的真应力和真应变越小,所建本构方程模型对合金流变真应力预测具有较高的准确性.当变形量为60%时,变形温度1 040~1 070℃和真应变速率5~10 s^(-1)范围内为合金变形失稳区,变形温度1 140~1 160℃、真应变速率0.01~0.20 s^(-1)范围内合金具有最优热加工性,该区功率耗散系数为0.32~0.40,合金可以获得晶粒细小的等轴匀晶组织.

TC4低压微弧铣削接触等效面积法加工特性研究

以钛合金Ti-6Al-4V(TC4)为研究对象,建立工艺特征参数(铣削深度、铣削宽度、电极直径)与铣削面积的数学模型,揭示了各特征参数与铣削面积的数学关系.开展电弧铣削实验,研究铣削面积对加工电流、加工质量和加工效率的影响.结果表明:特征参数的变化影响了材料蚀除速率,致使电弧放电能量发生变化,进而影响热影响层和重铸层的厚度;平均峰值电流、表面粗糙度和热影响层厚度与铣削面积呈正相关,而允许的最大进给速度与铣削面积呈负相关;直流电压20 V、铣削深度3 mm、铣削宽度2 mm、主轴转速1 000 r/min时,表面质量最佳,表面粗糙度29.31μm,热影响层厚88.24μm,材料去除率最大为4 996.2 mm^(3)/min.通过铣削面积的分析有助于后续电弧铣削加工工艺调控和优化.

机械基础结构多目标拓扑优化设计方法

机械的基础结构在保证具有足够的刚度、强度和稳定性的条件下,经济性也必须要好,因此机械基础结构常采用内部布置有加筋板的箱体结构。以某机械基础结构为例,分别用基于经验设计的内部筋板布置方法和多目标拓扑优化方法进行优化设计,得到了2种设计方案;比较了2种方案的动静态力学性能。结果表明,多目标拓扑优化设计的基础结构比一般经验设计的结构,刚度有所提高,而结构质量减小11.21%,一阶固有频率提高25.07%。

膨润土-白云石复合吸附剂对Fe^(2+)和Mn^(2+)的吸附性能

针对煤矿排出的大量含重金属离子的酸性矿山废水污染问题,采用自制膨润土-白云石复合颗粒吸附剂对含Fe2+和Mn2+的酸性矿山废水进行吸附试验研究。结果表明:膨润土-白云石复合颗粒吸附剂释放总碱度达118.39mg/g(以CaCO3计),可中和酸性矿山废水;随着废水中Fe2+和Mn2+浓度增加,膨润土复合颗粒吸附剂的吸附量在不断增加,且大于原膨润土颗粒吸附剂;建立了膨润土复合颗粒吸附剂对Fe2+和Mn2+的吸附等温式和吸附动力学方程式:膨润土复合颗粒吸附剂对Fe2+的吸附符合BET吸附,对Mn2+的吸附符合Freundlich吸附,对Fe2+、Mn2+的吸附动力学均符合准二级动力学。膨润土-白云石复合颗粒吸附剂既能释放碱度、又对Fe2+和Mn2+具有优良的吸附性能,可作为处理含重金属离子酸性矿山废水的绿色环保矿物材料应用于实际。

基于曲面响应法的短电弧磨削蜂窝环工艺研究

蜂窝密封结构是当代航空发动机的先进高效密封结构,传统加工难以满足加工质量的要求,需要采用短电弧加工技术加工此类零部件。为获得最优的加工参数,以重铸层厚度和微观形貌为指标,分析电流及电压波形、表面能谱、工件表面和截面形貌,并进行响应曲面分析。结果表明:对重铸层厚度和加工时间影响的显著性为:进给速度>工件转速>电极转速,重铸层厚度随进给速度增加而增加,随工件和电极转速增加而减小,且表面质量有相同的趋势。多目标优化获得最佳参数为:工件转速5.863 r/min,电极转速287.114 r/min,进给速度0.087 mm/min。因此,适当降低进给速度,提高工件和电极转速,可减少微裂纹、冲蚀凹坑和熔滴颗粒等现象,提高工件表面质量,降低重铸层厚度。

放电加工方法及其机理的数值模拟研究综述

从数值模拟角度出发,以放电状态作为主要区分点,围绕放电过程中所涉及的放电通道、能量分配比例、放电凹坑和材料去除过程等,归纳总结了目前放电加工方法、电火花和电弧加工机理的研究进展,并预测未来放电加工机理的数值模拟研究趋势.重点围绕等效热源、多物理场和分子动力学复合模拟、电弧加工机理三方面进行研究,以期更加准确地揭示放电加工背后机理,解决电弧加工效率和质量难以兼得的难题.

镍基高温合金脉冲电弧加工表面完整性研究

研究脉冲电弧加工镍基高温合金表面微观形貌,包括变质层厚度及特征、加工表面粗糙度、显微硬度,综合考虑以上各方面,研究脉冲电弧工作时,脉冲频率、占空比两种加工参数对表面变质层完整性的影响规律,得出频率和占空比较高时更容易产生裂纹,较低的频率和占空比会使熔化凝固层的厚度提高。

高效功能菌株SRBWN3的分离筛选及脱硫特性研究

自污水处理厂的回流污泥和垃圾处理厂的垃圾渗滤液中分离纯化出8株硫酸盐还原菌，从这8株菌中筛选出还原SO4^2-能力最强的高效功能菌株SRBWN3o经鉴定，该菌株形态呈杆状或弧状，革兰氏染色阴性、芽孢染色阴性，单极生鞭毛，初步认定为脱硫弧菌属。并进行了单因素实验，进一步探讨了SRBWN3脱硫特性及最适宜条件。结果表明，该菌株脱硫的最佳pH值为7、最佳C：S比为1．5，最佳Fe2｜浓度为150mg／L；在优化条件下，脱硫率最高，反应7d时SO4^2-去除率达到84．3％。因此，从回流污泥中分离．筛选得到的SRBWN3。是高效脱硫功能菌株，其反应条件易于控制，可为实际应用提供参考。

新型碳源驯化SRB处理酸性矿山废水中重金属和SO42-的应用研究

针对硫酸盐还原菌（SRB）处理酸性矿山废水缺乏有效有机碳源问题，运用生活污水、鸡粪和锯末质量比为80：7：3的混合物发酵液作为新型有机碳源驯化硫酸盐还原菌（SRB），并研究以该新型有机碳源作为营养物质的SRB生长规律及处理酸性矿山废水中重金属和SO4^2-的效果。结果表明：新型碳源驯化的SRB生长经历了迟缓期．对数期、稳定期和衰亡期4个阶段；用新型碳源驯化的SRB处理4种共存重金属离子，Fe^2＋，Zn^2＋会被优先去除，两者去除率均〉95％；新型碳源驯化的SRB处理SO4^2-浓度〈3000mg／L酸性矿山废水效果最好，SO4^2-去除率可达到100％。新型有机碳源可作为SRB的优良有机碳源。同时可实现以废治废的目的。

工艺参数对短电弧铣削7075加工性能影响的研究

航空铝合金7075强度高和材质轻等特点,使其在五金、航空、军事、汽车等领域得到了普遍应用。然而,在机械加工中存在变形和材料损耗大等问题,加工难度较大。短电弧铣削技术能实现其高效高质加工。为探究不同参数对其加工质量的影响,通过单因素短电弧实验,研究表明:主轴转速、脉冲频率与材料去除率、相对电极损耗率和表面粗糙度呈负相关,主轴转速500r/min存在最大去除率、电极损耗率和表面粗糙度。电压、占空比与材料去除率、电极损耗率和表面粗糙度整体呈正相关。电极损耗率与材料去除率和表面粗糙度正相关。

短电弧磨削蜂窝环热源公式研究及温度场仿真

为预测不同电压下常规短电弧磨削蜂窝环加工深度的影响,对短电弧磨削蜂窝环温度场仿真热源公式进行了研究。针对热源系数与电压的关系,通过ANSYS软件研究得出的热源公式,并对短电弧磨削蜂窝环温度场仿真。研究了适用于不同电压下短电弧常规磨削蜂窝环的热源公式,通过温度场仿真结果,分析了不同电压磨削蜂窝环的温度分布及变化趋势。结果发现:得出的热源公式适用于不同电压下短电弧磨削蜂窝环加工的温度场;仿真温度云图的变化规律以及分布情况符合短电弧磨削加工的实际情况,仿真结果误差在5.9%以内,吻合度较好,为预测加工深度提供了理论依据。

论金属矿山建设项目的生态环境影响评价

金属矿山建设项目对生态环境造成了重要影响,包括对土壤、植物、野生动物和水资源的影响。为了减轻这些影响并实现生态环境的可持续发展,需要建立生态恢复性保护措施,包括土地生态性恢复技术的质量控制、具体实施办法和预防措施以及后续监测保障措施,通过这些措施的实施,可以最大程度地减少金属矿山建设项目对生态环境的负面影响,实现生态环境的保护和可持续利用。

不同空气流量下纯钨电极短电弧脉冲放电过程研究

为进一步探索空气中短电弧加工(short electric arc machining, SEAM)放电过程,揭示短电弧放电加工中凹坑形成和材料去除机制,以空气作为介质,探究0 L/min和20 L/min空气流量对电弧-熔池和材料去除过程的影响,并进行对比试验研究。结果表明,脉冲持续时间内,电弧经历快速膨胀、变形膨胀、稳定和熄灭4个阶段。在电弧膨胀阶段,材料以蚀除颗粒去除为主;在电弧稳定阶段,材料以熔融物与蚀除颗粒去除为主;在放电后续熄灭阶段,材料以熔融物去除为主。此外,连续脉冲放电中容易产生爆炸力,进一步增加金属材料去除量。提高空气流量可增大去除颗粒体积和抑制裂纹产生。

放电参数对短电弧铣削TC4加工性能影响的研究

短电弧加工技术(SEAM)是一种实现难加工导电材料高效去除的新型放电加工方法。采用不同电极材料,开展钛合金TC4短电弧铣削加工试验,探究在不同放电参数(电压、频率和占空比)下对加工过程中材料去除率(MRR)、相对电极相对损耗率(RTWR)的影响规律;并进一步分析工件宏微观形貌、元素变化及硬度测定。试验表明:影响MRR和RTWR的因素为脉冲电压>脉冲占空比>脉冲频率;紫铜电极具有高的材料去除率和好的表面质量;加工后表面存在重铸层、熔滴和微孔等结构;其表面显微硬度由重铸层向基体逐渐降低,并在距离工件表面深度90μm处趋于稳定。由此证明,金属电极材料更适合SEAM加工钛合金材料,这为后续SEAM加工钛合金零部件提供了理论依据。

短电弧放电凹坑形成的分子动力学仿真与实验研究

为深入研究短电弧放电凹坑形成过程,从微观角度揭示短电弧放电加工中材料去除机制,通过建立金属镍的短电弧加工分子动力学模型,模拟不同放电能量下放电凹坑形成过程和晶格变化区形成过程,并进行实验研究。结果表明:放电过程中,凹坑和晶格变化区的深径比和深度都是先增大后减小;随着放电能量的增大,放电凹坑和晶格变化区的直径和深度增加。

基于温度场的C/SiC复合材料短电弧放电加工等效热源研究

针对C/SiC复合材料放电加工仿真普遍采用高斯热源,忽略间隙弧柱热效应的问题,文章以放电过程的热效应进行两部分等效。采用椭球体热源等效电弧弧柱,高斯面热源等效工件表面热效应,从平行和垂直于碳纤维两个方向进行温度场仿真,对比传统高斯热源与等效热源,并通过实验进行验证。结果表明:运用新型等效热源仿真,得到的凹坑尺寸比传统高斯热源更加接近实验加工的尺寸,预测精确度提高20%。

某型号搬运机器人倍速平移机构轻量化设计

在满足一定刚度的条件下,要求搬运机器人的倍速平移机构的高速运动部件减轻质量,以减少主机器人驱动功率,达到降低成本、提高机器人的操作精度和生产节拍的目的。首先运用多刚体系统动力学分析得到倍速平移机构主梁结构所受的动态载荷;然后利用有限元法进行瞬态响应分析;最后用等效静态载荷法计算得到等效静态载荷,并将该载荷作为力边界条件,运用变密度法建立拓扑优化模型,对倍速平移机构主梁结构进行轻量化设计。与优化前模型相比,优化后主梁质量减少了8.9%,同时其刚度提高了14.0%。