TiSiC涂层钻头钻削CFRP/TC4钛合金叠层材料的研究

为解决碳纤维复合材料/钛合金叠层材料制孔刀具使用寿命短的问题,本文提出采用Ti Si C涂层来提高刀具耐用度,并研究了Ti Si C涂层钻头钻削碳纤维复合材料/钛合金叠层材料时的轴向力、刀具磨损和孔出口质量。结果表明,Ti Si C涂层刀具能减小钻削钛合金的轴向力,延长刀具寿命和改善孔出口质量,且制孔一致性良好,有利于提高钻孔质量和刀具寿命。

磁控溅射法制备五氧化二钒薄膜的表面粗糙度研究

V_2O_5是一种具有热致相变特性的新型非线性光学材料,被广泛应用于激光致盲防护领域。V_2O_5薄膜的表面粗糙度是影响其性能的重要因素。本文采用磁控溅射镀膜的方法在蓝宝石表面制备V_2O_5薄膜,通过控制氧氩比以及衬底温度,探究V_2O_5薄膜表面粗糙度与这两个因素之间的关系。实验表明,衬底温度较低(约300℃)时,表面粗糙度较小,且随氧含量变化不大;衬底温度较高(400℃以上)时,随着氧含量的增加,表面粗糙度变大。同时,当氧分压一定时,随着衬底温度的提高,薄膜的表面粗糙度也增大。

单晶蓝宝石球罩的磁控研磨试验研究

开展了金刚石磁性磨料在磁场控制下研磨加工单晶蓝宝石球罩的实验,研究了研磨压力、研磨时间、乙二胺浓度等因素对单晶蓝宝石球罩材料去除率及面粗糙度的影响。实验结果表明:随着研磨压力的增大,材料去除率增加但增幅减小,面粗糙度Sa也降低,降低幅度也减小。当乙二胺浓度为3%,研磨压力为25 k Pa时,材料去除率在前30 min能保持在5μm·h-1以上,但在30 min之后,材料去除率开始出现较大幅度的下降,面粗糙度Sa在前30 min较为快速地降低到110 nm左右,后30 min略有降低。

TC4钛合金直流液相等离子体法强化层的生长

为了进一步研究TC4钛合金在直流液相等离子体法强化过程中的温度变化,探索强化层的生长过程,通过液相等离子体电解强化技术在TC4钛合金表面制备强化层。使用热电偶测量强化过程中的试样温度变化,通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度等测试方法分别研究强化层的表面形貌、显微结构、元素分布和硬度。结果表明,较高的试样温度(约500℃)有利于TC4钛合金得到表面完整、均匀的强化层,而260V左右的处理电压能使试样达到该温度。表面化合物层以Ti(C,N)相为主,化合物层下有碳氮元素渗入基体。经过处理的强化层硬度较基体明显提升,近表层硬度可达784HV0.01。研究表明,TC4钛合金强化层的生长分为4个阶段:基材预热阶段、初步起弧阶段、表面弧光渗氮阶段和碳氮化合物层向外生长阶段。

阶梯钻头钻削CFRP/TC4钛合金叠层材料研究

针对CFRP/钛合金叠层材料传统钻削加工过程存在钻削轴向力过大、切削温度高、刀具磨损严重的问题,采用新型阶梯麻花钻对CFRP/钛合金叠层材料进行钻削试验,研究了新型阶梯麻花钻钻头在CFRP/钛合金叠层材料制孔时的轴向力、切削温度和刀具磨损。试验结果表明,阶梯麻花钻刀具能够有效降低钻削的轴向力、降低多孔钻削温度,提高刀具耐用度,具有良好的CFRP/钛合金叠层材料制孔性能。

TC21钛合金液相等离子体法制备碳氮渗层

在由甲酰胺、KCl构成的电解液体系中,通过液相等离子体电解碳氮共渗技术在新型TC21钛合金表面制备Ti(C,N)渗层。通过SEM、XRD、EDS、显微硬度计、三维轮廓仪、球盘摩擦磨损试验机,对渗层的形貌、成分、硬度、摩擦及磨损性能等进行了测试。结果表明,可以通过PECN技术在TC21表面制备出厚3~5μm的多孔状碳氮渗层,渗层晶粒尺寸达到亚微米级别,渗层硬度可以达到1 142HV0.01,渗层在干摩擦条件下的摩擦系数(约0.3)低于TC21基体(约0.6),同时耐磨性显著提升。

基于Klann机构的多足连杆步行机器人的仿真优化

Klann机构是一种六连杆步行机构。为设计适应耕地作业环境的步行机器,以改善跨越性能和减小着地曲线高度波动为目标优化Klann机构,并在此基础上进行机构变异,增加足部连杆。使用ADAMS软件建模分析,并使用ADAMS自带OPTDES-GRG降梯度算法进行最优化设计。仿真结果表明:相对于Klann原机构,得到的八杆新机构在对地面作用方面由线接触变为面接触,跨越障碍能力提高10.5%,着地中心波动减小27.5%。