双线圈与单线圈磁脉冲辅助微冲裁对比与分析

为进一步研究磁脉冲辅助微冲裁工艺,提出使用双线圈替代单线圈的磁脉冲辅助微冲裁方法,采用对比试验的方式进行了成形孔宏观效果及冲裁断面质量分析,从而对双线圈与单线圈成形率与冲裁断面质量优劣进行了对比。结果表明,在成形孔的宏观效果方面,双线圈的孔成形率远高于单线圈,双线圈的应用提高了磁脉冲辅助微冲裁的能量利用率。单线圈磁脉冲辅助微冲裁的冲裁断面光亮带占比最高仅有15.3%,而双线圈的冲裁断面光亮带占比最高高达59.6%,双线圈冲裁质量远优于单线圈。

基于原子模拟的金属Fe晶界能与晶界取向相关性分析

晶界能(γ)会显著影响金属材料的诸多物理和力学性能,然而bcc金属内γ与晶界取向间相关性特征的认识仍非常有限。为揭示这些潜在特征,本研究采用截断球状双晶分子动力学模型,计算了bcc金属Fe内涵盖0°~180°取向差角(θ)、40个取向差轴(O)共1568组倾斜晶界的能量,统计性分析了γ与晶界取向参数的相关性并揭示了相关机理。结果表明,对于具有不同O的晶界,γ随θ的变化趋势在大角度范围内会存在显著差异;从统计性角度来看,γ在θ和偏转角较小时整体上随这2类角度的增大而提高,随后整体保持平稳。非重位点阵晶界的能量并不高于重位点阵(coincidence site lattice,CSL)晶界,在较小θ范围内随θ的变化趋势与CSL晶界相同。当O从取向投影三角形的内部向边部再向顶点变化时,倾斜晶界结构的对称性整体上逐渐升高从而对应能量逐渐降低,<111>顶点附近的能量整体最低。具有低Miller指数或高密排晶界面的晶界并不一定具有较低能量,γ整体上随晶界面对应表面能的增大而升高直至整体保持平稳。γ与重位因子(Σ)整体上无可见相关性,但固定O下γ(θ)曲线上的能量低谷一般都位于具有极小Σ的晶界。此外,还发现bcc金属中γ与晶界取向之间潜在的相关性及规律与fcc金属部分相似或相同。

利用多轴非对称结构光束的微球光学操控

设计了一种用于产生多轴非对称结构光束的新型多轴非对称指数型锥器件,器件由非对称结构和多轴结构复合而成。利用理论计算、数值模拟和实验测量方法,验证了多轴非对称结构光束在传播过程中会产生多个焦点并且具有独特的能流特性。利用这一特性设计并开展了利用聚焦多轴非对称结构光束操控聚苯乙烯荧光微球的实验,结果表明,多轴非对称结构光束使得聚苯乙烯微球在被捕获过程中表现出“加速-减速-再加速”的运动规律,与模拟计算结果一致。多轴非对称指数型锥器件及其产生的多轴非对称结构光束在药物传输、微粒筛选等领域中有着重要的应用价值。