超声振动表层强化技术研究现状及展望

阐述了超声振动滚压技术对工件的表层强化原理,对超声振动滚压技术表面强化的研究现状进行了总结,指出了现阶段超声振动滚压技术表面强化研究的发展方向。依据超声振动滚压技术的研究思路,对超声振动喷丸技术进行了论述。介绍了超声振动表面强化与其他技术的复合强化原理及研究现状。对超声振动表层强化技术的发展方向进行了展望,包括向绿色可持续方向发展、超声强化与其他技术复合和创建工艺参数与强化效果之间的数据库。总结了当前超声振动强化技术及超声振动复合强化技术的研究。

纵弯复合超声振动雾化冷却系统强化换热模拟研究

纵弯复合振动超声雾化冷却系统利用超声振动的能量使冷却介质雾化,并加注到热源表面进行强化换热。汽雾介质从雾化喷头喷射出去后,一直受到超声声场的作用,因此与直接射流冷却的换热效果会不同。对雾化冷却系统进行稳态及瞬态换热模拟,分析其换热能力。研究表明纵弯复合振动超声雾化冷却系统具有较强的换热能力。

纵-扭复合振动超声深滚加工表面强化研究

目的基于纵-扭复合振动超声加工和超声深滚加工提出了纵-扭复合振动超声深滚加工工艺,研究各深滚工艺参数对工件表面强度的影响,以验证二维超声振动加工技术在表面强化技术领域的应用效果。方法采用单因素试验法对6061-T651铝合金轴件分别进行纵-扭复合振动超声深滚与常规深滚加工试验,然后用MH-5数显硬度计测试每组参数下的表面显微硬度,研究静压力、工件转速和进给量对工件表面显微硬度的影响,并将两种试验结果进行对比。结果在设定工艺参数内,纵-扭复合振动超声深滚工艺所获得的表面显微硬度均高于同等加工条件下常规深滚工艺。纵-扭复合振动超声深滚加工时,表面显微硬度随静压力和工件转速的增大先增大后减小,随进给量的增大先减小后增大再减小;常规深滚加工时,表面显微硬度与静压力近似呈线性关系,且随工件转速的增大先增大后减小,随进给量的增大一直减小。结论纵-扭复合振动超声深滚加工工艺能更有效地实现6061-T651铝合金的表面强化处理。

超声振动切削加工技术的研究进展

综述近年来我国超声振动加工技术在超声振动装置、加工刀具和切削机理方面的一些研究成果,以及超声振动切削加工技术在难加工材料加工、深孔钻削、超声复合加工等方面的应用研究进展,并探讨了超声振动技术未来的发展方向与研究重点。

一种新颖的超声振动加工技术

随着超声振动加工机床的出现，掀起了一场超硬脆性材料加工领域的革命，使包括陶瓷、玻璃、硬质合金、硅、石墨、复合材料和贵重石材等在内的高效加工理念焕然一新。

超声振动辅助孔挤压强化装置研制及试验

为探究超声振动辅助孔挤压强化工艺,设计超声振动辅助孔挤压强化装置。利用ANSYS软件对设计的装置进行模态分析,测量装置的谐振频率及位移,开展孔结构件挤压强化试验。研究结果表明:模态分析中装置的谐振频率为25 542.5 Hz,测试装置的谐振频率为26 918 Hz,相对误差为5.39%;测量装置中挤压芯棒工作环部位的位移,其最大值为3.38μm;与无超声挤压强化相比,超声挤压强化后孔壁表面粗糙度降低程度大,装配孔直径增加范围为6~17μm。

难加工材料超声辅助切削加工技术

为了实现难加工材料高质量、高精度、高效率加工,满足不同应用领域难加工材料零件的加工要求,目前,超声辅助切削加工技术通过借鉴其他加工技术的发展经验,正不断向微细化、高效化、精密化、自动化、智能化等方向发展。高性能合金(如高温合金、钛合金、高强度钢等)、复合材料、硬脆材料(如光学玻璃、工程陶瓷和功能晶体)等先进材料具有优异的性能,在航空、航天、军工。

碳纤维增强复合材料加工技术研究进展

通过4部分综合阐述CFRP的加工技术:(1)CFRP切削理论,强调对CFRP加工要从机械性能结构角度深入理解;(2)CFRP传统加工方法;(3)超声振动加工CFRP的应用;(4)有关CFRP加工的数值模拟仿真研究,旨在用更加有效的方法理解和预测加工过程。

超声加工技术的研究现状及其发展趋势

结合近年来超声加工技术的发展状况 ,综述了超声振动系统的研究进展和超声加工技术在深小孔加工、拉丝模及型腔模具研磨抛光、难加工材料的加工、超声振动切削、超声复合加工等方面的最新应用 ,并阐述了超声加工技术的发展趋势。

纳米陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备技术

介绍了纳米陶瓷颗粒增强金属基复合材料的常用制备技术。对固相烧结法和液态铸造法等工艺方法的机理、特点和现阶段开发程度,以及由这些制备工艺所开发的新材料的优异的微观组织和力学性能进行了全面分析,综合评价了各种工艺的优缺点。由于降低了基体金属对陶瓷颗粒的润湿性要求,高能球磨法成为国内外制备该种材料的主要方法之一。与高能球磨法相比,超声辅助液相铸造技术由于能使纳米颗粒在金属熔体中有良好的润湿性并均匀分布,且可以近净成型、制造成本低,因此也备受瞩目。最后,指出了现有制备方法中存在的问题及其进一步的发展趋势。

超声电解复合加工深小孔装置与试验研究

论述了国内外超声电解复合加工技术的研究进展,对超声电解复合加工深小孔技术进行了研究,研制了超声电解复合加工装置,通过初步试验,分析了各因素对超声电解复合加工深小孔的影响,为今后的研究提供了基础。

超声波对铝合金激光-电弧复合焊接影响的研究

为了解决传统铝合金焊接接头气孔数量多、晶粒粗大及力学性能差的问题,以5083-O铝合金为研究对象,进行了超声振动辅助激光-电弧复合焊接试验。研究了超声振动对铝合金焊缝气孔数量、微观组织及抗拉强度的影响,并探讨了超声波在焊接熔池中对气孔排出和组织细化的作用机理。结果表明,超声辅助焊接的焊缝气孔数量显著降低,主要归功于超声空化效应降低了铝合金熔体中的氢浓度,并促进气泡的快速逸出;超声波的空化效应和声流效应改变了熔体的压力、温度以及流动状态,使熔池的结晶条件发生改变,从而通过提高形核率和破碎枝晶细化了焊缝晶粒组织;施加超声振动后的焊缝平均拉伸强度由242.9MPa提高到270MPa,且断裂位置发生在热影响区,主要是因为焊缝区气孔减少和组织细化。此研究对深入理解铝合金焊接过程中缺陷形成机理及提高接头强度是有帮助的。

钛合金材料超声滚压加工的仿真分析与实验研究

采用普通滚压加工工艺对钛合金材料进行加工时,存在因低频冲击造成的工件残余应力分布不均匀和表面硬度低等问题,为此,开展了钛合金材料超声振动滚压工艺仿真及实验研究。首先,从理论层面分析了超声滚压加工的运动学及动力学特性,找出了影响超声滚压加工性能的相关因素;然后,采用ABAQUS有限元软件建立了钛合金材料的仿真模型,分析了超声滚压对残余应力的影响及强化机理;最后,设计了钛合金工件的超声滚压实验,研究了不同参数指标对工件加工质量的影响,并根据实验结果对仿真模型和残余应力结果进行了验证。研究结果表明:随着静载荷和超声振幅的增加,工件表面残余应力分布相对均匀且趋于平稳,表面粗糙度呈现先降低后增加的趋势,表面硬度随强化层深度的增加逐渐降低;在振幅为20μm时,工件表面质量和性能相对较好,此时残余应力均值为849 MPa,表面粗糙度均值为0.1μm。该实验结果与仿真分析结果一致,验证了所建模型的可靠性,可为滚压制造工艺参数的选取提供参考。

混合盐法TiB_(2)颗粒增强铝基复合材料研究现状

综述了混合盐法合成原位自生TiB2颗粒增强铝基复合材料合成机理及其超声制备工艺的研究进展,总结了其主要强化机制,并对混合盐法TiB2颗粒增强铝基复合材料的未来发展方向进行了展望。

超声振动辅助碳纤维复合材料胶接研究

基于超声波振动能够改善液体填缝、提高固液界面浸润的特性,提出超声波振动辅助碳纤维复合材料胶接方法.在碳纤维复合材料胶接过程中,外加超声波振动,通过外力场直接干预并强化胶接过程,突破目前胶接主要通过界面改性等被动强化方法的不足.以赛车碳纤维悬架横臂胶接接头为研究对象,采用正交实验,研究超声波振动位置、振动时间、振动压力三个工艺因素,设计了超声波辅助碳纤维复合材料接头胶连接的工艺.实验结果表明:超声波振动辅助胶接可提高胶接强度52%,提高胶接强度稳定性66%,显著改善碳纤维复合材料的胶连接性能,为复合材料胶连接工艺强化提供参考.

采用超声波实现异种金属接合的研究

日本神奈川大学的研究人员利用超声波振动，开发了接合异种金属的“超声波复合振动接合技术”。

6061-T6铝合金纵-扭复合振动超声深滚加工试验研究

基于纵-扭复合振动超声加工和超声深滚加工提出了纵-扭复合振动超声深滚加工工艺。采用普通深滚与纵-扭复合振动超声深滚2种加工方法对供应态6061-T6铝合金轴件进行表面强化处理,研究深滚工艺参数对加工表面质量的影响。结果表明:引入纵-扭复合振动后,超声深滚工艺参数对表面质量的影响规律与普通深滚不同,且在相同的工艺参数下,超声深滚所获得的表面粗糙度Ra值要小于普通深滚,最高降低约50%,而表面显微硬度和硬化率则有大幅提高,硬化率最高约为普通深滚的3倍,经纵-扭复合振动超声深滚处理后的表面更光滑,从而证明了纵-扭复合振动超声深滚加工工艺能更有效地实现6061-T6铝合金的强化处理。

多种能场高性能加工复杂曲面关键技术研究进展

综述多能场高性能加工复杂曲面关键技术的最新进展,展示该领域研究成果中的关键科学与技术问题。首先,系统分析了超声振动辅助加工技术、激光加工技术和电火花加工技术等高能场在复杂曲面加工中的应用形式与工艺特点。其次,揭示了电解加工技术、微量润滑绿色辅助加工技术和磁力辅助研磨加工技术等非高能场加工技术对复杂曲面加工效率与表面质量的影响机制。同时,将多个能场的优势相结合,突破多能场应用的关键技术,改善复杂曲面的加工效果。系统分析了多能场复合加工技术中低能场与低能场、高能场与低能场耦合的技术发展现状。最后,分析多能场复合加工技术中能场叠加带来的技术局限性,并对该技术领域未来的发展态势进行展望,为多能场高性能加工复杂曲面的工程应用提供参考。

优化刨花板强度的新型生产工艺研究

文章针对传统刨花板生产工艺中存在的强度低、质量不稳定等问题,提出新型生产工艺,旨在优化刨花板的质量。在新工艺中,采用结构优化设计、开发新型生产工艺、添加增强材料等多个渠道,提高板材静曲强度和弹性模量的强度。文章为刨花板的强度优化提供了新思路和新方案,具有一定的理论和实践意义。