基于FDM工艺的打印件成型时间与力学性能的研究

为了减少熔融沉积成型工艺(FDM)打印的时间成本以及提高打印件的力学性能,采用正交实验法,就成型层厚、放置方式、成型角度对FDM工艺的成型时间与打印件力学性能的影响进行了详细地研究。结果显示,当成型层厚设为0.27 mm,放置方式为平放,成型角度设为45°时打印效率最高,成型时间最短,为12 min。当成型层厚达到0.27 mm,放置方式为平放,成型角度45°时,断裂伸长率达到最大值8.24%。成型层厚达到0.21 mm,放置方式为躺放,成型角度达到45°时,弹性模量和拉伸强度都获得最大值,分别为3 446.58、67.36 MPa。

压应力条件下不同晶界对石墨烯弯曲变形的影响

采用分子动力学软件对含不同晶界的石墨烯进行模拟,研究压应力条件下对称倾斜晶界对石墨烯弯曲程度及弯曲形状的影响,比较不同晶界处的势能大小,并与完美的石墨烯进行对比。结果表明：压应力条件下含晶界的石墨烯弯曲程度比完美石墨烯的大,且完美石墨烯的弯曲位置和弯曲半径都与含晶界石墨烯不一样。晶界处的势能比完美石墨烯的大,晶界上五元环的势能比七元环的大。此外,多层完美石墨烯在压应力下的变形行为也不尽相同,除了8层石墨烯的最大聚集层数为4层;3~9层石墨烯的最大聚集层数均为3层。

晶界对纯钛内部球形空洞压实愈合的影响规律研究

为了研究压缩变形条件下晶界对纯钛内部球形空洞压实愈合的影响规律,建立了压缩变形条件下球形空洞的双晶钛模型。采用分子动力学方法模拟比较了三组不同的空洞与晶界的位置关系,即空洞远离晶界、空洞靠近晶界和空洞在晶界上。结果表明:在恒温压缩变形条件下,若空洞远离晶界,两端发射位错环,最易愈合;若空洞靠近晶界,只有一端发射位错环,愈合速度次之;若空洞在晶界上,不发射位错环,只是沿着两不同晶粒的密排面发射线性位错,最后愈合。

含空洞双晶α-Fe中He团簇的分子动力学研究

本文利用分子动力学方法和Gao等最近发现的Fe-He势函数研究了α-Fe倾侧晶界在300K下弛豫与单轴拉伸下He团簇的演变过程及材料内部空洞缺陷对He团簇的影响,并分析对比了拉伸过程中晶界的应力-应变曲线。结果显示:对比两种空洞位置,在弛豫过程中He原子更易在晶界面上的空洞中聚集发生He团簇;在拉伸加载阶段,晶界面空洞与晶界面相交处和基体内部空洞与晶界相切位置易产生微裂纹,成为断裂初始点。对比应力-应变曲线可知,其基体内部含有空洞时的双晶模型断裂应力及断裂应变最小。

电弧流场分布特征的数值分析

建立了微束等离子弧有限元模型,利用ANSYS软件对微束等离子弧的流场分布进行了数值模拟分析。结果表明,在计算时间内,从不稳定到稳定的过渡阶段,电弧纵向流场的最大流速不断地增加,最大流速出现在喷嘴附近。阴极附近与阳极附近的微束等离子弧焊电弧横端面的等离子体流向相反。

7050铝合金冷挤压中心开裂的数值模拟及实验

基于McClintock韧性断裂准则,使用DEFORM2D数值模拟软件模拟剪切摩擦系数、凹模锥角度数、断面收缩率对7050铝合金棒料室温轴对称正挤压过程中内部V型裂纹的萌生和形态转变的影响;参考模拟结果,设计制作正挤压模具,模具工作带角度范围20°-35°,在万能液压机上进行冷挤压实验。数值模拟和实验研究结果表明,摩擦系数在0.05-0.30范围内时,剪切摩擦系数越大,越容易出现V型裂纹向Y型裂纹的转变,且过大的剪切摩擦会抑制中心裂纹的产生;较大的凹模锥角和较小断面收缩率更容易导致中心裂纹的萌生,且断面收缩率对裂纹尺寸的影响很大。

α-Fe<110>倾侧晶界单轴拉伸下位错演变的分子动力学模拟

采用分子动力学方法通过建立单轴拉伸条件下α-Fe<110>倾侧晶界模型,研究α-Fe<110>倾侧晶界及空洞周围位错发射、增殖演变过程.结果表明:α-Fe在塑性变形阶段与解理断裂微裂纹形核时会发射1/2<111>全位错并随着拉伸加载而呈指数型增殖,且内部位错相遇扩展分解得到<100>或<110>不全位错;此外,纳米空洞的存在提前了基体内部位错产生的时间,加快了位错密度的增长,但并不影响位错的增殖速度.