通N_2对炼镁还原罐内料球填充层传热的影响

提出一种往炼镁还原罐内通入N2强化传热的方法。首先通过自制实验设备研究真空、罐内封闭N2和不断通入高温流动N2三种条件下,料球填充层内偏离加热板(罐壁)0、60、120、180和240 mm处温升行为,验证提出方法的有效性;随后结合X射线衍射仪分析试样和热分析仪研究N2对料球成分、还原反应及其产物的影响,验证提出方法的可行性。

管壁螺纹槽渐进成形的变形与缺陷分析

基于单点渐进成形原理,以外径38mm、壁厚1mm的Al6061管为对象,应用物理试验和数值模拟方法研究了管壁螺纹槽渐进成形的变形特点、壁厚分布及回弹现象。利用Glock铰链模型分析了壁厚变化规律,探讨了槽深度、间距和进给量等对回弹的影响。结果表明,该渐进成形工艺可实现薄壁管螺纹槽的柔性加工,实际成形的槽间距参数与设计误差在6%以内;随着槽深度增加,管壁减薄加剧,但螺纹槽内壁厚由于变形的“铰链”效应,底部反而可能增厚;管壁回弹量随着螺纹槽深度和工具头单次进给量增加而增大,其中单次进给量为0.25mm,比1.5mm时的回弹量减少约40.2%。此外,较小槽间距(Δl)可使临近材料反复变形并提高结构的局部刚度,有抑制回弹的作用,其中Δl=10mm比Δl=50mm时管壁回弹量减小约38.5%。

速度、压力场对铝液侵蚀模具的影响

为了探明压铸生产过程中熔融铝合金速度、压力场对模具侵蚀过程的影响及其作用机理,本文设计动态侵蚀试验,通过计算流体动力学仿真软件计算旋转试样圆周区域速度场和压力场分布状态,观察试样表面的宏观形貌并利用SEM、EDS作元素微量分析。结果显示:试样前端与尾端区域速度最大,前端与远端之间压力场最大;流体压力场对试样侵蚀的影响属压应力作用,促进原子间的扩散,加快金属间化合物生成的速度,加剧试样表面的侵蚀程度;流体速度场对试样侵蚀的影响属切应力作用,导致生成并附着于试样表面的金属化合物层剥离,造成深坑状的腐蚀形貌。

汽车前门内板起皱分析与优化

以某车型前门内板为例,首先根据标准拉伸试验测试了材料的基本力学性能,并利用开孔方板对角拉伸方法以及开孔矩形板单轴拉伸试验对比了板材的抗皱性;其次分析了起皱点的应力类型,明确不同的起皱机理;最后依托实际生产工艺,优化拉深筋布局与尺寸,得到成形质量较高的产品。

带孔方板对角拉伸的起皱失稳特性测试与分析

传统方板对角拉伸试验(Yoshida buckling test,YBT)方法在测量板料起皱性能时,能够得到的应力状态有限,不能全面评估板料在复杂工况下抵抗失稳起皱的能力。本工作提出一种带内孔YBT试样单向拉伸的板料起皱性能测试方法,利用数值模拟与实验研究了带不同大小圆孔YBT试样拉伸过程的受力与变形特征,探讨了内孔对试样应力分布及起皱行为的影响。研究表明,内孔改变了YBT试样平面内的应力分布,且内孔轴向两端存在压应力,横向两侧存在拉应力;随着孔径增大,横、轴向应力比增大,最大压应力位置应力状态发生改变,由横向受压、轴向受拉转为双向受压;孔径较大时,内孔侧边区域会出现二次起皱现象。

工科本科生解决复杂工程问题能力评价模型

培养解决复杂工程问题能力是工程教育的重要目标之一,但对如何评价该能力,高校和工程教育专业认证组织尚未建立成熟的标准,相关理论研究与实践探索有待深入。通过德尔菲法构建工科本科生解决复杂工程问题的能力评价指标体系,其包含5个一级指标和33个二级指标;运用层次分析法给指标赋权;基于该指标体系对120名工科应届毕业生进行模糊综合评价。研究结果显示:解决复杂工程问题能力是包含多项能力的高层次认知操作序列,由发现问题、表征问题、设计方案、实施方案、评价与改良五种能力构成;设计方案和实施方案是关键评价指标,探索精神、多学科和交叉学科知识应用、系统思维、方案比较与优化意识、持续改进理念、职业道德修养和实验技能是相对重要的评价点;样本高校学生解决复杂工程问题能力总体处于中等水平,工程设计能力良好,发现问题与实施方案能力偏弱,与技术能力相比,非技术能力亟待提高。

真空压铸对Al-Si-Cu合金固溶过程表面起泡的影响

将真空压铸(50%真空度)Al-Si-Cu合金试样在500℃固溶处理0.5、2、4和6 h以及进行500℃×4 h+530℃×6 h的固溶处理,利用光学显微镜和扫描电镜研究了真空压铸对Al-Si-Cu合金固溶处理过程表面起泡的影响。结果表明:相对于普通压铸,真空压铸试样基体更致密、内部气孔小且分散,固溶处理过程中起泡核心长大需要较长时间,表面起泡小于100μm的条件下,在500℃可固溶处理2 h;起泡核心距离表面越远、核心尺寸越小以及表面致密度、强度越高,表面起泡所需要的时间也越长。

H13和H11钢在A356铝合金热液中的静态浸蚀

研究了H13钢和H11钢在680℃热铝合金液中浸蚀1、3和5 h的腐蚀过程。结果表明:随浸蚀时间延长,两种钢均从局部腐蚀扩展为全面腐蚀,且钢材质量损失逐渐增大,但H13钢受浸蚀影响更大,当浸蚀5 h时,H13钢损失17.58 g,而H11钢仅损失2.68 g。两种材料的腐蚀均开始于α铁素体的位置,5 h后与铝合金界面均出现复合层过渡区,H13钢表面形成3重复合层形貌,且过渡区平均厚度为100μm,H11钢表面形成两重复合层形貌,且过渡区平均厚度为210μm。

表面处理对模具钢耐蚀性能的影响

将经过氧化、氮碳共渗及喷砂等不同表面处理的热作模具钢(H13和EX1)试样浸入铝合金液进行熔损试验。用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱分析仪(EDS)对试样表层结合界面进行显微组织观察和腐蚀产物成分分析。结合差式扫描量热(DSC)分析技术,监测反应过程中的热量变化,研究这3种常用表面处理工艺对压铸模具钢耐热铝侵蚀性能的影响。结果表明:氧化处理所形成的氧化层可以有效提高模具钢的耐热铝侵蚀性能,氮碳共渗所形成的渗氮层则减弱了模具钢的耐热铝侵蚀性能,喷砂处理后表层的形变强化层及残余压应力基本不影响模具钢的耐热铝侵蚀性能。

压铸型腔排气率影响因素研究

运用Fluent软件对抽真空和压铸模具的排气槽形状与排气率的影响关系进行了数值仿真分析。结果表明,在型腔中抽真空能极大地提高排气率,排气槽口的形状对真空压铸的排气率的影响较大,渐变式和大截面形状的排气槽更有利于抽真空。

真空压铸对Al-Si-Cu合金固溶过程共晶硅的影响

对真空压铸Al-Si-Cu合金试样(500 mbar)和普通压铸Al-Si-Cu合金试样在500℃固溶处理0.5、2、4、6 h后,利用光学显微镜及相应软件研究了固溶处理过程共晶硅形貌的变化。结果表明:真空压铸可以得到更加细化的铸态共晶硅颗粒;在固溶处理过程中,真空压铸试样也可以得到球化效果更好的共晶硅颗粒,并在固溶处理4 h时达到最佳。