3D激光熔覆铁基合金温度场模拟及其试验

通过建立Q235钢表面激光熔覆低碳铁基合金温度场三维模型,分析了熔覆层顶、底的温度随时间变化的曲线,由此对熔覆层成形质量进行预测。结合实验论证得到激光功率为2000W、扫描速度为10mm/s时,熔覆层顶、底点最高温度分别为2300℃和1500℃,有利于得到表面形貌较好、与基体良好冶金结合的熔覆层,熔覆层组织由等轴晶和垂直于界面的树枝晶构成,过渡区为富Cr、Ni的板条状马氏体;熔覆区组织均匀致密,过渡区中基体和熔覆材料产生了良好冶金结合且稀释率低,热影响区铁素体与珠光体得到了细化。

2024铝合金超精密车削表面形貌的实验研究

超精密加工是获得超光滑高质量工件表面的重要手段,其加工条件和工艺参数对超精密加工质量有重要影响。文章设计了振幅梯度变化的T形零件进行单晶金刚石超精密端面车削,获得了不同振动条件下的加工表面形貌,振动激烈的部位形貌刀痕深度大,呈一字形重叠,粗糙度大;离中心点较近的大部分中间区域振动最小,表面呈光滑镜面;过渡区域振动平缓些,表面会出现很多类似丘陵状或鱼鳞状的多边形。探索了超精密加工进给量、主轴转速及切削深度对加工表面质量的影响。结果表明随切削进给量的增加,表面粗糙度变大;随着主轴转速增大,表面粗糙度变小,但当主轴转速增大到一定值时,表面粗糙度反而有增大的趋势;随着切削深度的增加,表面粗糙度也变大,并且从工艺参数与表面粗糙度的关系示意图可以看出,切削深度对表面粗糙度的影响要小于进给量和主轴转速对其的影响。

基于ANSYS的空调运动门板运动机构动力学仿真分析

为了尽可能减少滑动门板运行失效,利用仿真软件对空调器的滑动门板机构进行动力学仿真分析,并结合理论分析及试验测试验证仿真结果的准确性。首先用creo软件初步设计好运动门板运动机构三维模型,再将其导入ANSYS软件中进行动力学仿真分析,结果表明运动门板总体运行平稳、机构满足强度设计要求、齿轮齿条柔性接触的最大应力为0.5 MPa,但门板启动阶段及打开的极限位置相对容易发生结构破坏,另外齿轮齿条接触区域、齿条与推板及插销接触部位等几个应力集中区域需要避免出现缩孔、缩松等缺陷。最后通过赫兹理论计算及试验测试结果也验证了模拟仿真结果的可靠性,为空调运动门板运动机构的研发提供理论参考。

2024铝合金超精密车削表面残余应力模拟及参数优化

基于ABAQUS软件对2024铝合金的超精密车削过程进行热力耦合仿真模拟,研究了切削三要素对工件表面残余应力的影响规律,并采用了评价函数的方法,以低残余应力为目标进行了切削参数优化。结果表明2024铝合金已加工表面(切削稳定区域)以压应力为主,随着距已加工表面距离的增加,残余压应力值减小并逐渐变为拉应力,残余应力分布深度在10μm内。随着切削深度(10~30μm范围内)的增大、切削速度(50~150 m·min^-1范围内)的减小、进给量(10~24μm范围内)的增大,2024铝合金工件表面残余应力呈现增大趋势,采用评价函数进行优化,确定了当切削速度129.8650 m·min^-1(实际切削加工可取130 m·min^-1),进给量为8.9μm,背吃刀量为1μm时,总体表面残余应力最小,表面质量更优,经过车削实验也验证了结论的可靠性。