短切碳纤维增强MC尼龙复合材料的制备与性能

MC尼龙是一种已得到广泛应用的重要的工程塑料,但存在尺寸稳定性较差、热稳定性不高和重载下强度欠佳等缺点。本研究采用短切碳纤维(SCF)作为改性剂,探索研究了SCF/MC尼龙复合材料的制备工艺,研究了不同的SCF含量对复合材料密度、转化率、机械性能、摩擦性能及结晶度的影响。结果表明:在0~20%SCF含量范围内,复合材料的密度及拉伸强度表现为先增大后减少;转化率和冲击强度为20%SCF复合材料最为突出;而摩擦系数、磨损量在加入SCF后呈现先减少后增加的趋势。在10%SCF含量时,材料表现出较好的摩擦性能,同时结晶温度增大到182.95℃,结晶度为35.57%。研究结果证实通过添加适当比例的SCF改性剂可以有效改善MC尼龙的性能,这为进一步开发满足某些特殊螺旋传动下的新型复合材料做了有益尝试。

WC-10CoCrFeMnNi高熵硬质合金微观组织及力学性能研究

利用机械合金化技术制备了等物质的量之比的CoCrFeMnNi高熵合金粉末,采用放电等离子烧结技术制备了WC-10CoCrFeMnNi硬质合金。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、维氏硬度计和激光粒度分析仪等对高熵合金粉末和硬质合金进行微观组织与性能研究。结果表明,经80 h球磨获得纳米晶CoCrFeMnNi高熵合金粉末,其结构以BCC为主相、FCC为次相,平均粒径为1.4μm,且粒度分布较为集中。使用CoCrFeMnNi高熵合金为黏结相的硬质合金展现出了良好的力学性能,在1 250℃烧结的硬质合金拥有较好的综合力学性能,维氏硬度达到(1 452±18.95)HV_(30),断裂韧性达到(8.57±0.32)MPa·m^(1/2)。

薄壁水槽拉深变形规律研究及工艺优化

为解决几何形状复杂且不对称及采用3次拉深工艺成形的薄壁水槽模具制造及试模难度大和成本高的问题,研究了该水槽采用多道次拉深工艺时板料的变形规律,同时对其拉深工艺进行了优化。利用Dynaform有限元分析软件对薄壁水槽拉深一序、拉深二序和拉深三序进行数值模拟分析,研究了关键工艺参数对成形结果的影响规律并得出最优的工艺参数,最后通过拉深实验对该工艺方案进行了验证。根据工艺优化方案,得出了最优工艺参数。拉深一序:从0 s至0.01 s,压边力恒定40 kN,从0.01 s至拉深结束,压边力从40 kN线性增长至500 kN;凸模、凹模、压边圈与板料之间的摩擦因数分别为0.2、0.05、0.05;模具间隙为0.66 mm。拉深二序:凸模、凹模、压边圈与板料之间的摩擦因数分别为0.15、0.1、0.1;压边力为500 kN。拉深三序:采用合适的拉深筋布置方式及阻力值。实验结果表明,在不同拉深工序中分别侧重调控不同拉深工艺参数可以有效控制薄壁水槽的减薄量。

气门毛坯局部镦挤终锻成形工艺研究

根据气门毛坯楔横轧-模锻成形工艺中楔横轧和终锻工艺特点及要求,设计了不同初始直径的预成形坯料,运用DEFORM-2D软件对其终锻时的局部镦挤成形过程进行数值模拟,获得了终锻成形中头部金属将同时产生径向和轴向流动、轴向流动导致杆部增长以及工件内变形分布等规律,根据杆部增长量与预成形毛坯形状尺寸及成形条件的关系,确立了预成形毛坯的设计原则,采用终成形实验验证了预成形毛坯设计的正确性。实验表明,楔横轧-模锻工艺能获得高组织性能的气门毛坯。

电镦成形过程电热力耦合有限元模拟若干关键技术的处理

电镦成形过程中坯料局部连续地被直接通电加热后变形 ,且变形量非常大。在运用有限元法对成形过程进行电热力耦合数值模拟分析时 ,如何处理电阻热、变形体积的连续增加以及大变形造成网格的畸变等问题 ,是能否获得正确分析结果的关键。作者通过分析坯料变形区域电场的分布 ,采用复合变体积和动态网格划分等方法 ,成功地解决了这些关键技术 ,并将其运用于有限元程序设计中 ,从而获得了满意的分析结果。

基于CAD/CAE/CAM/RP的复杂陶瓷产品快速制造技术

针对目前手工方式的卫生洁具等复杂陶瓷产品的研发过程,借鉴CAD/CAE/CAM/RP技术在其它制造行业中应用的成功经验,将这些先进制造技术应用于卫生洁具等复杂陶瓷产品的研发中;CAD用于设计产品和模具的模型,CAE用于模拟洁具冲水过程和分析冲水性能,RP用于制作洁具产品的原型,CAM用于加工试用石膏工作模具。就这些技术的应用提出了两种主要方案,并分析了各自的特点。经过实际应用表明:先进制造技术的应用能大大缩短产品研发周期、提高产品质量、降低开发成本。

基于UG二次开发的卫生陶瓷坐便器产品CAD系统

在分析坐便器等卫生陶瓷产品结构和研发过程的基础上,建立了其产品CAD系统的整体架构和产品设计流程,运用UG/OPEN KF实现了设计参数的集成,采用NURBS曲线和组合曲线作为特征控制曲线构建特征模型,解决了产品多样性、参数化特征相关及模型修改等关键技术问题.以通用CAD软件UG为平台,运用VC++和UG/OPEN进行二次开发,建立了卫生陶瓷坐便器产品的CAD系统.该系统可实现产品的快速设计,对提高产品研发能力有重要意义.

铝合金板料成形间距对逐点连续电磁成形过程的影响规律

电磁成形具有高速成形和提高材料塑性成形性能的特点,非常适用于准静态下难加工轻质铝合金材料的成形。在电磁系统中加入集磁器可以实现对工件的局部加工,但当电磁集中在小区域内多次成形时,由于两个成形点的距离较小,存在局部变形相互影响的区域,从而影响板料成形的均匀性。为研究逐点连续电磁成形过程中局部变形之间的相互作用机理,采用数值模拟结合实验验证的方法,探究了金属板料小区域逐点连续电磁成形过程中的变形行为,揭示了成形间距对板料成形涉及的电磁力、应变和最终成形效果的影响规律。研究结果表明,在单次电磁成形时,板料受到的电磁力呈环状分布,成形点中心受到径向与切向压应变和轴向拉应变,成形点四周受到径向拉应变和轴向与切向的压应变。在多次成形时,随着两成形点间距减小,板料在第二次成形时受到变形区的影响,影响间距为14 mm,板料中心所受的径向压应变和轴向拉应变增大,板料电磁力逐渐增大。第二成形点中心的成形高度随着两成形点间距的增加逐渐增加,两个成形点衔接处的凹槽深度也越深,而两个成形点衔接处的径向拉应变随着成形间距的增加表现为先增大后减小的趋势。本研究为在铝合金板料多点电磁成形过程中两点变形间距对电磁力和成形效果的影响提供了理论依据。

透明储物盒气泡成因数值分析及解决方案

透明冰箱储物盒在注塑过程中 ,由于排气不良 ,导致制件内部产生气泡。运用注塑过程CAE软件C -MOLD对充模过程进行数值模拟 ,得到了气泡产生的原因 ;根据其生成原因 ,提出成型模具的合理设计方案 。

二维定常不可压缩粘性流动N-S方程的数值流形方法

将流形方法应用于定常不可压缩粘性流动N-S方程的直接数值求解,建立基于Galerkin加权余量法的N-S方程数值流形格式,有限覆盖系统采用混合覆盖形式,即速度分量取1阶和压力取0阶多项式覆盖函数,非线性流形方程组采用直接线性化交替迭代方法和Nowton-Raphson迭代方法进行求解。将混合覆盖的四节点矩形流形单元用于阶梯流和方腔驱动流动的数值算例,以较少单元获得的数值解与经典数值解十分吻合。数值实验证明,流形方法是求解定常不可压缩粘性流动N-S方程有效的高精度数值方法。

圆柱体扭压成形的热力耦合分析

扭压成形工艺和一般镦粗相比有许多优点［１～３］。考虑到成形过程中温度与变形间的热力耦合效应，作者运用刚粘塑性有限元方法，详细分析了高温下圆柱体的扭压成形的变形规律。结果表明：扭压成形能降低成形压力，促使变形均匀，增加变形量；成形的温度、摩擦和变形速度对整个变形过程都产生较大的影响。

基于CAD/CAM技术的坐便器产品研发

目前坐便器手工研发模式是产品开发周期长、成本高、质量低等问题的直接原因,借鉴先进制造技术在其它制造行业中的成功应用,提出了改变传统手工研发模式,应用CAD/CAM进行坐便器产品研发的技术方案,解决了坐便器模具CAD/CAM的关键技术问题,并应用于实际的坐便器研发,取得的良好效果。CAD/CAM技术的应用能大大缩短产品研发周期、提高产品质量、降低开发成本。

三角皮带轮单辊轮辊轧成形机理的研究

研究实心钢制三角皮带轮的辊轧成形工艺,进行了单轧辊连续进给的辊轧成形实验,并运用DEFORM软件对辊轧成形过程进行数值模拟。研究表明,成形过程中工件的内径将会增大,其原因是变形区的金属产生了切向流动所致;在稳定变形时,切向流动小,对工件内径影响小,而随着变形过程,金属的径向和轴向流动阻力加大,切向流动增强,导致工件内径产生显著变化,甚至造成工件失稳;因此,解决金属的切向流动时皮带轮辊轧成形工艺的关键。

冲压工艺与模具设计课程多媒体CAI课件的开发与实现

根据冲压工艺与模具设计课程教学的需要 ,我们开发了计算机辅助教学 (CAI)软件。该课件采用丰富的图形、影像、动画等多媒体方式表现教学内容 ,提高学生的工艺和模具感性认识 ;课件还集成工艺和模具的CAD功能 ,提供学生适时应用和练习的机会 ,巩固所学的知识 ;

基于电子图板EB2000二次开发的冲裁工艺及模具CAD

针对冲裁工艺及典型冲裁模具 ,利用VisualC++和CAXA电子图板EB2 0 0 0的二次开发接口 ,开发冲裁工艺及模具设计的CAD系统 ;介绍系统的结构及其关键技术处理。

建筑用塑料架板的设计

主要介绍一种取代建筑用竹木脚手板和模板的塑料架板，根据脚手板和模板的使用性能要求，设计架板塑件的形状及结构，选择塑料材料。

薄板弯曲分析的16节点流形单元

将数值流形方法应用于薄板弯曲变形的分析,采用标准矩形网格作为数学网格,并提出16节点的矩形薄板流形单元,推导出用于薄板弯曲分析的流形格式和单元矩阵;单元节点的覆盖函数采用C0和C1阶的局部多项式函数形式,单元采用覆盖自由度为基本求解变量,解决了有限元法中采用挠度和转角为求解变量的复杂计算过程;该16节点流形单元应用于正方形薄板弯曲变形的实例分析,结果表明,与有限元分析相比,流形单元的计算精度和收敛性可大幅度提高。

对流扩散方程的数值流形格式及其稳定性分析

将流形方法应用于对流扩散方程的数值求解,建立了基于标准Galerkin加权余量法的定常无源对流扩散方程的数值流形格式,采用一维定常无源对流扩散方程证明了物理覆盖的覆盖函数取完全一阶多项式的标准流形格式具有绝对的数值稳定性,并通过与一维对流扩散方程有限元解、精确解的对比,对该数值流形格式的稳定性进行了验证.同时,将基于四节点矩形有限单元覆盖系统的数值流形格式应用于二维平行管道中定常热对流扩散问题的数值分析.结果表明:在小的单元Pe(Pe<2)时,流形解的精度较有限元方法显著提高;在较大单元Pe条件下,一阶多项式覆盖函数的标准流形格式虽然绝对稳定,但假扩散作用显著,得到的数值解与真实结果存在较大的偏差.

气门毛坯终锻成形过程的理论分析

运用有限元软件MAFAP ,对气门毛坯的终锻成形过程进行数值模拟分析 ,获得了金属在模具型腔内填充时的速度场、应变场分布以及模具受力等信息 ,并研究得到终锻成形的金属变形机理。由于变形不均匀 ,可能导致毛坯法兰边缘产生周向裂纹 ,在凹模圆角部位 ,由于承受大的正压力和摩擦力等原因 ,从而加快凹模开裂和表面拉伤的速度 。

开式数控回转头压力机机身结构及其对刚度的影响

运用有限元方法对J92 - 10型开式数控回转头压力机机身受力进行分析 ,研究在公称力下机身的变形和应力分布 ,分析了机身不同结构形式和钢板厚度对机身刚度的影响 。