冲头表面毛化形貌参数对板料杯突值影响的试验

对钢球冲头进行激光毛化处理,在表面得到不同几何参数的球冠状毛化形貌,将其在杯突试验机上进行杯突试验,考察冲头表面不同毛化形貌参数对杯突值的影响规律.结果表明:随着钢球表面毛化形貌参数和分布的改变,板材的杯突值随之变化.经激光毛化处理的钢球冲头,其板材的杯突值减小,最大减小幅度达7.99%;破裂圆的直径增加,破裂关键点远离球顶,向外移动最大距离为2.125 mm;未拉裂杯突试验成形件在球顶和破裂圆之间的厚度大于未造型钢球.球顶板料的厚度随着杯突值的减小而增加,厚度最大增加幅度为8.26%,造型后半球形件最薄处厚度的增加幅度达到2.81%.

45钢表面制备V形凹槽及其摩擦学特性

采用声光调Q固体Nd:YAG激光器在45钢试样表面制备了V形凹槽织构,利用UMT-2的销盘式摩擦方式考察了V形凹槽的几何参数对表面摩擦性能的影响。结果表明:45钢表面制备的V形凹槽织构,在油润滑条件下能有效减小表面的摩擦因数;特别是在载荷较低、速度较大的工况下,织构面的平均摩擦因数最大可比未织构面减小64%。在试验范围内,平均摩擦因数普遍随着V形凹槽角度的增加而减小,随着边长的增大而减小,存在最优的横向和横向槽间距使得平均摩擦因数达到最小。

激光表面跨尺度织构化机械密封摩擦性能

采用声光调Q的半导体泵浦Nd:YAG激光器,利用'单脉冲同点间隔多次'激光加工工艺在碳化硅机械密封环端面进行跨尺度织构化处理,制备微凹坑织构和宏观上游泵送槽织构,用表面形貌三维测量仪测量激光加工后的试样.在机械密封计算机辅助试验台上,进行了激光表面跨尺度织构机械密封与无织构机械密封的摩擦性能对比试验,研究了跨尺度表面织构在不同的密封介质压力和转速等工况下对机械密封摩擦转矩的影响.结果表明:激光表面织构化技术能在密封环表面进行微凹坑型及微凹槽型织构的跨尺度加工.在试验的工况参数范围内,无论是在低压低速,还是在高压高速工况下,激光表面跨尺度织构均可以显著地改善机械密封的摩擦性能.与无织构机械密封相比,激光表面跨尺度织构机械密封的摩擦转矩最大可减小65%,并且运转相对较为稳定,受密封介质压力和转速的影响相对较小,这是由于所制备的跨尺度表面织构起到了改善密封端面间润滑状况的作用.

微织构化表面润滑设计与发展分析

随着先进微细加工手段的可及化,近十年来,表面微织构技术有效促进了织构摩擦学的蓬勃发展。针对几种典型润滑工况下的摩擦特性,阐述了表面微织构技术的应用特征,尤其是表面微织构的实施对润滑区摩擦学行为的作用和影响。分析了表面织构在摩擦表面减摩抗磨、润滑减阻和防腐延寿诸方面的施用效果与发展潜力,在智能制造的现实需求下,提出表面织构技术快速发展的历史必然,并明确了表面织构技术应用与理论发展非协调之问题。进一步结合仿生设计思想,从表面微织构的几何结构设计和形貌拓扑优化等方面,评述了表面微织构设计理论与技术发展现状和趋势。着重指出,复合织构化设计理论与方法亟待拓展,仿生织构设计思想常会产生有益效果。最后,讨论了表面微织构技术在高低温等特殊应用背景下的摩擦学行为特征,拓展表面织构技术在极端工况下的应用潜力和工程价值。表面织构技术有望在控制摩擦、减小磨损和改善润滑方面发挥更积极的作用,进而推动我国高端装备相关产业的技术升级。

SiC机械密封环表面微织构激光加工工艺

采用声光调Q二极管泵浦Nd:YAG激光器,利用'单脉冲同点间隔多次'激光加工工艺,对碳化硅机械密封试样端面进行激光表面微织构的加工工艺试验研究.采用Wyko-NT1100表面形貌三维测量仪测量了微织构的几何形貌参数,分析了泵浦电流、脉冲重复频率、脉冲重复次数和扫描速度等激光加工工艺参数对微凹腔和微凹槽织构的几何形貌参数与加工质量的影响.结果表明,泵浦电流和脉冲重复次数对微凹腔的几何形貌参数与加工质量影响较大,而重复频率的影响则相对较小;泵浦电流、扫描速度和重复频率对微凹槽的加工质量均有较大影响.通过优化激光加工工艺参数组合,可以加工出较优的微观几何形貌.加工微凹腔较优的工艺参数范围:泵浦电流为14～16 A,脉冲重复次数为1～10次;加工微凹槽的较优工艺参数范围:泵浦电流为14～16 A,重复频率为1 500～2 500 Hz,扫描速度为8～25 mm/s.

基于CPLD与单片机的激光脉冲控制卡设计

为实现激光微加工领域中单个激光脉冲在规定位置的精确输出,以CPLD(复杂可编程逻辑器件)和单片机为核心部件,研制出一种激光脉冲控制卡.CPLD用于实现单片机与上位工控机的高速并行通信,接收外部运动系统产生的脉冲信号,并对其进行4倍频处理;单片机对CPLD预处理后的脉冲信号进行计数、分频处理,并最终输出一定频率、脉宽可调的控制信号给激光调Q驱动器,利用声光调Q技术实现单个激光脉冲规律性的输出.结果表明:本板卡集成了CPLD和单片机各自优点,减少了外部电路模块,降低制作成本,提高了系统的稳定性.通过激光脉冲控制卡对外部运动系统及单个激光脉冲输出的协调联动控制,成功实现单个激光脉冲在规定位置的精确输出,保证了激光微加工的高质量和效率.

激光毛化及该区域材料的力学性能试验

为揭示激光参数及辅助工艺参数对毛化形貌的影响规律,研究毛化点区域材料的力学性能,对激光脉冲参数进行系统匹配试验.在Cr12试样上获得了火山口状、球冠状和W状毛化形貌;采用单因素轮换法,研究了辅助气体的类型、压力、角度及脉冲频率对球冠状形貌区域尺寸的影响;同时对火山口形貌区域材料的金相组织和显微硬度进行了观测和测量.结果表明:通过对激光参数和辅助工艺参数进行优化匹配,可以比较精确地控制毛化形貌的形状及其尺寸;氧气不利于球冠状形貌的形成,氮气不利于火山口状形貌的形成;毛化点材料组织为致密的针状马氏体,与基材相比,硬度提高了近3倍.

粗糙度对微凹坑织构化表面摩擦学性能的影响

为了研究表面初始粗糙度和微凹坑织构共存时的表面摩擦性能,采用激光微织构加工技术在不同粗糙度的试样表面上加工出不同几何形貌的微凹坑织构,在MMW-1A摩擦试验机上进行正交摩擦学性能试验。结果表明:在混合润滑区域,表面粗糙度对摩擦性能的影响最为明显,未织构表面越粗糙,摩擦因数越小;存在合适的微凹坑几何参数与表面初始粗糙度值组合,使得织构化粗糙表面的摩擦性能达到最优;表面初始粗糙度对织构化粗糙表面摩擦性能的影响最为重要,其次为微凹坑的面积占有率,最后为凹坑深度,并且织构几何参数与粗糙度之间的交互作用对摩擦性能的影响也是不能忽视的。

可实现特殊激光微加工工艺的控制系统

以发动机气缸内表面作为激光微加工对象,基于半导体二极管泵浦YAG激光器的声光调Q技术,研制出可满足特殊激光微加工工艺要求的激光微加工设备控制系统.通过对运动控制卡MC8041A及自制的激光调Q控制卡的软件编程,实现对设备机械运动系统以及激光调Q信号输出的控制.运动控制卡控制各轴伺服电动机运转;激光调Q控制卡接收安装在旋转轴上的高精度增量式旋转编码器的反馈脉冲,对其进行计数、分频后,输出所需激光调Q信号.借助于激光调Q控制卡对激光头旋转运动和激光器单个激光脉冲输出的协调联动控制,形成单脉冲同点间隔多次激光微加工工艺,实现对发动机气缸内表面高效、高质量的微加工.

造船监理员调度模型和混合遗传算法求解

有效快速地调度不同专业的造船监理员至不同厂区进行监理工作可以提高船舶建造效率,确保船只建造质量。针对我国造船监理公司监理员调度方面缺乏通用模型和调度手段落后的问题,建立起带有一系列硬性约束和软性约束的数学模型。随后针对该数学模型采用了基于模拟退火遗传算法的混合遗传算法进行求解。模拟仿真实验表明该模型与算法取得了理想效果。

圆锥轧辊激光毛化加工研究

在圆锥轧辊轧制带钢时,为了增强轧辊与带钢之间的摩擦力,采用对轧辊表面进行激光毛化的方法,对圆锥轧辊的激光毛化加工过程进行了分析研究,给出加工系统的硬件组成,介绍了加工系统的控制原理。由于在圆锥轧辊表面进行激光毛化属于变径加工,为了保证每个加工圆周处毛化点之间的点距不变,推导出每个加工圆周处圆周直径、总脉冲个数和分频系数等的计算公式,同时给出相应算法,解决了每个加工圆周处最后1个毛化点与第1个毛化点之间间距总是大于点距的问题。结果表明,在圆锥轧辊表面进行激光毛化,不仅增强了轧辊与带钢之间的摩擦力,同时还延长了轧辊的使用寿命。

基于特殊激光微造型工艺的平面阵列加工研究

为了使平面阵列激光微造型方法应用于工程技术领域,基于"单脉冲同点间隔多次"激光微造型新工艺,对平面阵列的加工方法进行了深入的分析研究,给出一种全新的扫描策略,对已有的加工方案进行了路径优化。由于采用该扫描策略进行"单脉冲同点间隔多次"激光微造型时,要求激光头对每行加工初始点进行精确定位,基于此,对工作台的定位问题进行了分析研究,给出了工作台精确定位流程图,并对该扫描策略的编程实现过程进行了分析研究,给出了路径优化后平面阵列加工过程流程图。结果表明,该扫描策略满足既定的"单脉冲同点间隔多次"激光微造型新工艺的加工要求,且能获得较好的微观形貌和表面质量。

不锈钢光纤激光毛化及其摩擦性能

目的研究光纤激光毛化应用于模具表面,改善其摩擦特性的可行性。方法采用单因素变化法,研究激光功率、脉宽、频率、离焦量对毛化形貌的影响规律,分析毛化区域的显微硬度,并对不同形貌的毛化试样和光滑试样的摩擦性能进行对比。结果匹配特定的参数,可获得火山口形貌或球冠状形貌。毛化区域的硬度相对基材提高显著,最大提高了近4倍。同时,在模拟冷冲压拉深模具低速重载工况的摩擦实验中,毛化试样的摩擦系数比光滑试样大,同时随着毛化点直径、间距的增大,摩擦系数相应减小。结论激光毛化技术可对材料表面进行改形改性,能够用于优化模具表面摩擦特性。

激光复合织构焊管轧辊模具成形有限元模拟与试验研究

目的提高焊管成形质量,为激光复合织构轧辊模具产业化提供试验依据。方法通过数值模拟方法模拟焊管轧辊成形过程,获得不同摩擦系数组合下板料成形应力应变和径向厚度数据,并获得最优模具表面织构方案,为轧辊模具表面织构处理提供依据。依据数值模拟结果,运用激光表面织构技术对辊子模具表面进行复合织构加工处理,开展激光复合织构模具和未织构模具成形对比,并对成形件进行残余应力、应变、边缘减薄率等检测分析。结果数值模拟结果表明,下辊边缘区域应为减摩区,上辊边缘区域应为增摩区;应对下辊边缘区域进行激光微织构减摩,上辊边缘区域进行激光毛化增摩。成形试验结果表明,试验结果与数值模拟结果基本一致;与未织构模具相比,激光复合织构焊管轧辊模具优化了成形件的应力应变分布,降低了板厚边缘减薄率(5.06%),提高了成形件的均匀性(3.9%),成形件边缘区域形成了残余压应力。结论激光复合织构焊管轧辊模具相比未织构模具,可显著改善成形件的边缘稳定度和成形质量。

三角形截面短凹槽织构化表面动压润滑理论研究

为研究短凹槽的润滑减摩机制,通过建立具有三角形截面短凹槽织构化平行滑块润滑理论模型,利用多重网格法求解润滑油膜压力分布,分析三角形截面短凹槽织构几何参数的变化对摩擦副表面的流体动压性能的影响规律。研究结果表明:短凹槽织构的长度对流体动压承载能力几乎没有影响;在特定的工况条件下,流体动压润滑效应随着凹槽宽度、深度与横向间距的增加而先增大后减小,分别存在最佳凹槽宽度、深度与横向间距使得流体动压润滑效应达到最大;流体动压润滑效应随着短凹槽织构纵向间距的减小而增大。

45~#钢光纤激光毛化数值模拟及实验研究

为了在模具上加工出特定的毛化形貌和尺寸,采用计算流体力学软件Fluent探究形貌成型机理,建立了激光毛化过程3维瞬态模型。考虑热传导、热对流、材料热物性参量等影响因素,采用焓法处理固液相变移动边界,通过用户自定义函数加载激光热源,计算得出熔池温度场与流场。基于数值模拟,采用单因素轮换法进行了毛化工艺试验,研究了激光功率密度、脉宽两因素对毛化形貌、几何参量的影响。结果表明,激光功率密度在2.04×104W/mm2~3.57×104W/mm2,脉宽在100μs^1000μs之间;以氮气作为辅助气体,可获得球冠状、凹顶球冠状、M状3种形貌。该结果对模具毛化种类具有指导意义。

模具钢表面激光毛化织构摩擦磨损性能试验研究

为提高模具的使用寿命,以模具钢5CrNiMo为研究对象,在试样表面加工不同面积占有率及高度的毛化织构,采用单因素轮换法,开展织构化试样的摩擦磨损性能试验研究。结果表明:毛化织构面积占有率对跑和后试样摩擦因数影响不大,但织构面积占有率越大,其跑和阶段的摩擦因数波动越小,跑和性能越优;毛化织构高度对平均摩擦因数影响较大,织构高度越低,跑和稳定后平均摩擦因数越小;织构试样磨损量均小于未织构试样,织构面积占有率越大,织构高度越低,磨损量越小。与未织构试样相比,面积占有率45%、毛化高度3. 5μm的织构试样可使摩擦因数减小85%,磨损量减小99%,表明激光毛化织构技术可优化塑性成形模具的摩擦学性能。

怎样调整篮球队员

有一天，数学课上，胡老师给我们出了一道题：某学校三年级一班成立了两支篮球队，两队的身高资料如下表。每队的平均身高是多少厘米？

可能性都是1/2吗？

在数学森林里，狐狸钱钱摆了一个摊点。摊位上有一个转盘（如下图），旁边写着：转动转盘，1次1元，若是猜中，可奖5元。

复合织构模具对筒形件成形影响的数值模拟及实验研究

采用凹体减摩形貌和凸体增摩形貌的复合织构主动调控模具/工件界面的摩擦特性,改善工件成形缺陷。模拟对比了复合织构模具和无织构模具拉深后成形件的最大减薄率和成形极限。同时,进行筒形件成形实验,分析了复合织构模具对筒形件成形的影响规律。仿真结果表明,相较于无织构模具,复合织构模具可以优化模具表面的摩擦特性,降低成形件底部圆角区域的减薄率。实验结果证实了凸起形貌可以增大摩擦,抑制材料流出,凹坑形貌则减小摩擦,促进材料流入,从而使成形件底部圆角区域的厚度增大,降低拉裂风险,与仿真结果一致。