竖直式垃圾压实器压头形状优选

针对竖直式垃圾压实器的设计,阐明了反映垃圾压缩率的压头形状优化目标以及基于加权平均法的综合评价方案,构建了加权平均法的分析模型并确定各指标的加权系数.然后提出了圆形、方形、推铲形和楔形四种压头形式,分别建立对应的垃圾压缩有限元模型,运用加权评分的方法,选择出最优的压头形状,为压实器的结构设计提供了依据.

压实力、压头形状及压下速度对砂型表面硬度的影响

在生产铸铁暖气片过程中存在着铸件质差废品率高,经济效益差的难题,分析主要原因是砂型表面硬度低。为此进行改革造型机压头形状和压下速度。实验结果是提高压头压下速度有提高砂型表面硬度的好结果,进而提高了铸件质量。得出的结轮是提高压头压下速度能提高砂型表面硬度。

不同形状压头作用下的压痕蠕变数值研究

采用有限元方法分析了圆锥压头、球形压头和圆柱形平压头作用下铝合金(2A12)的压痕蠕变行为,给出了三种压头作用下的等效蠕变应变、压痕深度-时间曲线和硬度-时间曲线。对于给定尺寸的三种压头,在相同载荷作用下,圆锥压头作用下的最大等效蠕变应变最大,圆柱形平压头作用下的最大等效蠕变应变最小;不同形状压头的压痕深度-时间曲线相似,由"瞬态蠕变"和"稳态蠕变"两段组成;而硬度随时间和压痕深度均呈现递减的趋势,不存在稳态数值。结果表明,在研究高温压痕蠕变现象、确定材料蠕变参数方面,平压头具有相当的优势:压头下方的应力场相对稳定,可不考虑摩擦和堆积的影响,计算简便准确。

压头形状对高分子材料压痕和刮擦行为影响的实验研究

针对聚丙烯PP和聚甲基丙烯酸甲酯PMMA,本文开展了系统的压痕与刮擦实验,研究了压头形状对高分子材料压痕与刮擦过程中变形和失效的影响,探讨了高分子材料压痕和刮擦响应的应力集中敏感性。压痕实验结果表明:不同压头形状下,PP压入硬度均随载荷增加而小幅减小;而不同压头下PMMA的压入硬度变化不大。两种材料维氏压头压入硬度均小于圆锥形压头压入硬度。刮擦实验结果表明:不同压头形状下PP与PMMA的刮擦变形和失效形式不同,且压头形状对两种材料刮擦时的切向力和刮擦深度有一定的影响。

侵入岩石过程的压头几何效应

本文主要从弹性应力场、侵入断裂及破碎效果三方面论述了压头几何形状在侵入岩石过程中的作用。理论分析表明,压头形状不同,在岩石中所引起的应力场和径向开裂范围明显不同,这与压头形状对侵入破碎效果有显著影响的实验结果吻合。文章提供了研究压头几何效应的一种途径,并讨论了几何形状研究在凿岩工程中的应用。

压痕法测定果蔬弹性模量试验研究

研究了压痕试验方法在果蔬生物力学性质测试中的应用,运用INSTRON材料性能试验机采用平板压头和圆锥形压头对选取的果蔬品种(苹果、土豆等)进行压痕力学性质试验,测定了不同果蔬品种在弹性范围内的压痕变形和弹性模量之间的关系,比较在不同压头情况下弹性模量随压痕变形的变化规律,得到二者之间的数学关系。以数学模型为基础标定出用压痕变形来表达果蔬材料力学性质的对应关系,为果蔬材料力学性质的测量寻求一种新的快速测试方法,为果蔬的生物力学性质的研究提供基础支持。

确定纳米压入面积函数的改进方法

针对薄膜等微小结构材料力学性能测试面积函数测量问题,提出了一种改善微小压入深度下压头面积函数准确性的方法。该方法将压头与被测样品之间的投影接触面积与压头针尖曲率半径和角度相关联,解决常用的面积函数确定方法在50 nm以下浅压痕测量中不可靠的问题。经实验验证,该面积函数确定方法可以提高微小接触深度下压入硬度和折合模量的测量准确度。

纳米压痕几何角度对Inconel 718亚表面力学性能的影响

在机加工过程中,Inconel 718的亚表面常会发生严重的变形和小尺度微观结构的变化,其表层力学性能对部件的疲劳和磨损性能至关重要。因此,从纳米硬度、模量和微观结构变化等方面表征亚表面的力学行为是研究Inconel 718加工性能的关键。由于变形区域面积小,用传统的材料试验方法很难测量该表层的力学性能,利用纳米压痕法可以测量亚表面微尺度下的力学行为(纳米硬度和模量)。在测试中,由于有较多参数,会显著影响测量的可靠性和引起误差,因此本文采用有限元方法研究了压头几何形状对材料弹塑性行为的影响。利用材料幂律模型,模拟压头的叶尖半径和角度等几何参数对Inconel 718的弹塑性响应,采用解析法和数值法相结合的方法确定了Inconel 718的硬度和杨氏模量,并研究了其与叶尖半径和角度的关系。