基础油对复合磺酸钙基/钛基润滑脂性能的影响

探讨了用不同类型基础油制备复合磺酸钙基?钛基润滑脂的工艺过程,分析了不同基础油对复合磺酸钙基/钛基润滑脂理化性能和摩擦学性能的影响。结果表明:酯系和醇酯系合成油不能用来制备出复合磺酸钙基/钛基润滑脂;用高温链条矿物油、聚α烯烃合成油和二甲基硅油均能顺利制备出稳定的复合磺酸钙基/钛基润滑脂,但其综合性能较差,未能获得满意效果。在综合性能测试和台架试验的基础上,发现用KP6030高黏度矿物油与二甲基硅油的混合体制备的复合磺酸钙基/钛基润滑脂不仅具有高滴点、高油膜强度、高烧结载荷和优良的机械剪切性能,而且其蒸发量小、高温稳定性好,台架工作寿命长,是制备高温润滑脂理想的基础油。

PMMA变温松弛模量获取方法的实验研究

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在不同温度条件下进行拉伸应力松弛实验,获取了恒温条件下的松弛模量曲线,并对其进行温度修正,建立折合模量-时间对数曲线图。利用最小二乘法平移原理计算出时温等效因子,确立WLF方程参数。对其参考温度下的松弛模量进行了基于Prony级数的拟合,建立了材料Wiechert黏弹性参数模型,且实验结果与仿真结果吻合性比较好,为后续的数值仿真和实验研究提供了理论的指导作用。

气动脱模用多孔材料的气体流动性能

为了克服常规脱模方式下注塑件易出现表面质量低、翘曲等缺陷,提出利用透气钢实现注塑件脱模的新方法。该方法将透气钢作为气动脱模介质,使气体通过其微孔直接到达制品的底部,由于气体的等压性,可确保脱模时注塑件受到均匀的顶出力,不发生传统脱模机构中引起的翘曲变形现象。为了确定脱模过程中透气钢的工作参数,采用定压差测流量的方法实验研究考虑气体可压缩性时透气钢的透过性能。研究结果表明:随着压力的增大,气体在透气钢中将发生从Darcy流动到非Darcy流动的转变,分别对这2种流动状态的透过系数和惯性系数进行分析计算,得出了这两种状态的流动方程,揭示该流体流动状态下透气钢中气体的流动规律,为这种新脱模方法的使用提供数据和理论支持。

6016铝合金热变形实验模拟热轧显微组织演变(英文)

采用Gleeble-1500热模拟机研究6016铝合金单道次高温压缩变形时的显微组织演变。采用光学显微镜和透射电子显微镜分析合金在不同变形条件下的组织形貌特征。结果表明:在高温压缩变形时,该合金的变形激活能为270.257kJ/mol,硬化指数为8.5254;流变应力双曲正弦的自然对数值与温度补偿Zener-Hollomon参数自然对数值成线性关系;合金低温、低应变速率时的主要变形组织为动态回复组织,而高温变形时产生局部动态再结晶组织;该铝合金高温变形时的主要软化机制为动态回复,只有在高温、高应变速率下发生部分的动态再结晶;合金平均亚晶粒尺寸随温度补偿应变速率Zener-Hollomon参数的升高而减小。

聚碳酸酯的应力松弛实验及数据处理分析

以黏弹性力学理论为基础,选用广义Maxwell模型作为聚碳酸酯(PC)黏弹性的力学模型。在120℃温度场下以不同的初始应变进行应力松弛试验,得到应力松弛过程中作用力与时间的实验数据。利用ABAQUS软件拟合得出不同初始应变下的黏弹性模型的prony参数,再结合Origin软件优化得出广义Maxwell黏弹性模型在参考温度为120℃时的普适prony级数参数,来供ABAQUS调用分析,为有限元仿真分析奠定理论基础。

大铸锭铝熔体中超声振动系统空化区域分析及实验研究

根据比值校正法利用激光测距仪对超声系统辐射杆振动进行测试,其结果进行幅值谱校正后得到辐射杆位移幅值分布,分别对超声变幅杆浸入铝溶液及水中不同深度进行空蚀分布实验,运用有限元法对水及铝熔体中空化区域进行模拟。研究结果表明:振动系统在谐振点以下电流更加稳定,声流效应不易产生突变;超声振动系统辐射杆以纵向振动为主,声压幅值在铝熔体中辐射杆端面法线上单调递减;侧面横向振动的最大振动幅值约为端面纵振幅1/2,位置约为端面以上15~55 mm处;空化区域仿真结果与实验结果基本吻合。

集成光子器件封装形式对器件性能的影响

集成光子器件封装过程中,波导芯片与阵列光纤对准耦合完成之后,需用紫外光固化胶进行固接,从而实现光路的互连。针对1×4通道平面波导芯片与阵列光纤的固接,以粘接区域为研究对象,通过-40-80℃的温度循环,采用有限元法分析各种固接形式的应力集中点、应力双折射、耦合损耗的变化规律及其因素;最后通过比较各种固接形式的仿真结果,得出结论,从而指导实验。结果表明：在-40-80℃范围内,温度对粘接面的应力双折射和耦合损耗的影响很小;双盖板固接形式对器件性能的影响最小,斜8°固接形式的效果最差。

起重机变幅平衡阀流量计算与仿真分析

变幅平衡阀安装在汽车起重机变幅系统的液压回路中,起到负载保持和控制负载运动速度的作用。在分析某型起重机所用平衡阀的组成结构和功能原理的基础上,针对其主阀芯的复杂通流形式,采用一种节流槽和阀芯表面通流面积分开计算后整合的方法,得到主阀芯整体的开度-过流面积曲线。利用AMESim仿真软件建立平衡阀中单向阀和主阀芯的仿真模型。通过对比平衡阀流量压力特性的仿真与实验结果,表明采用此计算方式得到的开度-过流面积曲线可以准确地反映平衡阀工作时的性能特征。对影响平衡阀流量压力特性的关键因素进行了探究,为平衡阀的优化设计提供了模型支持和参考思路。

电磁-超声能场对3003铝合金铸轧组织和性能的影响

通过在铸轧区的关键部位引入电磁-超声能场,实现对3003铝合金的普通对称铸轧、非对称铸轧和非对称电磁-超声铸轧。用该方法分别制备了上述3种铸轧带坯,并将普通对称铸轧带坯与非对称电磁-超声铸轧带坯加工成厚度为0.25 mm的成品薄带。通过金相显微观察、扫描电镜观察和动静万能试验机测试分析了3种3003铝合金铸轧板的组织和性能。结果表明:与对称铸轧相比,非对称铸轧有效地抑制了宏观偏析,并使铸轧速度提高了33.3%;施加电磁-超声复合能场后,铸轧带坯晶粒显著细化,力学性能明显提高;电磁-超声成品薄带的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别比普通成品薄带的提高了32.93%、38.91%和6.25%。

采用FSW与MIG工艺补焊6005A-T6铝合金的接头力学性能

针对6005A-T6铝合金型材搅拌摩擦焊接头缺陷补焊的应用要求,研究搅拌摩擦焊(FSW)补焊和熔化极气体保护焊(MIG)补焊工艺,对两种补焊接头的力学性能进行分析。结果表明:FSW补焊与MIG补焊方法均可以消除FSW接头缺陷,两种补焊接头的强度均达到无缺陷的FSW接头强度的88%以上,FSW补焊接头的平均抗拉强度为216.72 MPa,平均屈服强度为145.5 MPa,略高于MIG补焊接头的平均抗拉强度(206.2 MPa)和平均屈服强度(134.07 MPa)。两种补焊的接头硬度最低值都出现在热影响区,最高值都出现在母材区。

依托科研优势开展材料成型及控制工程专业特色化教育

材料成型及控制工程专业涉及材料、机械、冶金和控制等多个学科,兼具理论性与实践性,工程应用色彩浓。以科研为依托,参与科研过程,实现学生工艺、装备和设备控制全过程训练,促进材料成型及控制工程特色化教育。培养方案个性化、专业课程模块化的教学改革和教学实践,使学生专业素质和综合素质得到明显提高。

全塑混合成型预置件红外加热装置设计及性能研究

全塑混合成型中预置件表面温度对成型制件界面黏结强度起着至关重要的作用,针对注塑成型前对预置件表面进行快速而均匀加热的需求,以红外线陶瓷加热器为热源,设计和制造了注塑机普遍适用的预置件加热装置及电气控制系统。以连续玻璃纤维增强聚丙烯平板预置件为研究对象,实验研究了加热温度和加热距离对预置件表面升温速率的影响,通过优化得到最佳工艺为加热温度650℃,加热距离15 mm。将上述预置件表面加热到设定的220℃用时28 s。

SiC_P/7085复合材料制备工艺及实验研究

采用半固态金属-增强相混合工艺制备SiC颗粒体积分数为10%的SiC_P/7085铝基复合材料,研究微米SiC颗粒在机械搅拌、超声搅拌和复合搅拌等工况下在7085铝基体中的分布规律以及不同制备工艺对SiC_P/7085复合材料拉伸性能的影响规律。结果表明:机械搅拌能够改善颗粒分布的均匀性,但同时会增加气孔缺陷;超声搅拌能有效减少复合材料中的气孔数量;采用复合搅拌工艺(30min机械搅拌+30 min超声搅拌)制备的SiC_P/7085复合材料颗粒分布均匀、气孔显著减少,抗拉强度较基体合金有较大提高,其中SiC颗粒尺寸为80、30μm的复合材料的最大抗拉强度较基体分别提高了57%和67%。

变形温度对2219铝合金组织和力学性能的影响

通过室温力学性能测试、OM、SEM等,研究了四镦三拔多向锻造的变形温度(300~510℃)对2219铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着变形温度的升高,2219铝合金多向锻造后及T6热处理后的粗大残余结晶相含量逐渐减少,分布更均匀,变形温度由300℃升高至510℃时,多向锻造后粗大残余结晶相所占面积分数由6.96%降低至4.59%。锻件抗拉强度和伸长率随变形温度升高而提高,在510℃高温四镦三拔多向锻造下合金综合性能达到最优,抗拉强度和伸长率分别为392.3 MPa和7.3%。

超声塑化工艺参数对聚合物熔体流动性能的影响

为了测试超声塑化的聚合物熔体流动性能,采用自行研制的阿基米德螺旋模具进行超声塑化微注射成型充填实验,通过充填长度表征聚合物的流动性能。以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,无定型)、聚丙烯(PP,半结晶型)、聚酰胺66(PA66,结晶型)这3种不同类型的聚合物为对象,采用单因素实验法分别研究超声振幅、塑化时间、塑化压力、保压时间、保压压力、模芯温度等关键工艺参数对聚合物充填长度的影响规律。研究结果表明:提高超声振幅、延长塑化时间、增大塑化压力、提高模芯温度均能显著提高聚合物的流动性能,在相同条件下,这3种聚合物的充填长度L关系为LPA66>LPP>LPMMA;当保压时间从2s提高到6s时,这3种聚合物充填长度分别提高24.3%,21.1%和24.1%;充填长度与保压压力呈线性增长关系。研究结果可为建立超声塑化的聚合物流动性测试标准提供参考。

锻造成形温度对2219铝合金5m环形锻件的微观组织与力学性能的影响

针对2219铝合金5m环形锻件成形过程中容易形成粗大残余结晶相,导致力学性能偏低的问题,研究了锻造成形温度对2219铝合金大型环形锻件微观组织与力学性能的影响。结果表明:2219铝合金5m环形锻件经过高温锻造成形之后,基体中粗大的残余结晶相减少,基体过饱和度提高,后续变形中由于应力集中割裂基体造成锻件早期断裂的可能性降低,锻件的延伸率得到改善;同时,经固溶水淬+T8处理之后,与低温锻造相比,经高温锻造的环形锻件析出相更加均匀,密度增加,性能提高。

2524铝合金的蠕变时效行为

采用拉伸测试、维氏硬度测试和透射电镜分析等方法研究实验应力和时效时间对2524铝合金蠕变时效行为的影响。结果表明:时效时间和试验应力对材料的成形与微观组织均有较大的影响,应力越大、时间越长,蠕变行为越明显;在190℃温度下,试验应力为180 MPa,时效时间约为12 h时,材料的硬度和强度趋近于峰值;TEM分析表明,合金板材强度和伸长率的差别主要由时效后强化相S′相和S″相的尺寸和分布密度决定;采用线性回归方法获得合金在190℃下稳态蠕变速率与实验应力的本构关系。

螺旋锥齿轮HFT法加工的反调修正方法

针对高精度螺旋锥齿轮制造的机床调整参数反调修正计算问题,基于机床、刀具结构与螺旋锥齿轮刀倾法加工原理,建立刀倾法加工的螺旋锥齿轮理论齿面方程、误差齿面方程和齿面法向误差的数学模型,给出全齿面法向误差曲面表达式。研究机床调整参数与全齿面法向误差的变化规律,建立机床调整参数与齿面误差关联规律,给出全齿面敏感系数矩阵和理论齿面法向误差的计算公式,使用序列二次规划法求得机床调整参数修正量最优解,以一套HFT制造工艺参数验证了提出的齿面反调修正方法的正确有效性。

面齿轮啮合过程中齿面接触分析

根据面齿轮啮合原理,研究面齿轮啮合过程中的齿面接触特性;运用MATLAB软件编制相应的程序仿真出齿数差Δ=1-3的圆柱齿轮与面齿轮啮合时面齿轮齿面的接触轨迹、接触区域面积及形状,并通过面齿轮齿面接触检测实验验证其正确性。研究结果表明:圆柱齿轮的齿数差对面齿轮传动的齿面接触区域的面积和位置影响不大,而传动比对齿面接触区域的位置影响较大,传动比越大,齿面接触区域越靠近面齿轮轮齿的中部,越有利于提高面齿轮传动的性能。同时实验表明齿面接触面积和形状受制造精度影响,精度越高,齿面接触区域面积和形状越稳定,传动质量越高。因此,大的传动比和高的制造精度对提高面齿轮的传动性能是有益的。

考虑齿向修形与安装误差的圆柱齿轮接触分析

提出一种齿向修形的等半径圆弧鼓形齿面新结构,根据齿向修形原理推导出等半径圆弧鼓形齿面方程,构建含安装误差的主动轮鼓形齿与未修形从动轮渐开线齿的接触分析(TCA)模型,给出TCA算法和算例。TCA计算结果表明:齿轮轴线的中心距误差对这种鼓形齿传动的接触轨迹影响很小,鼓形修形量、鼓形中心与齿宽中点的偏差及齿轮轴线的平行度误差都将对齿轮接触轨迹产生较大影响;通过调整修形参数和安装误差可以精确的预控接触轨迹的位置,这对高性能齿轮传动设计制造有较大参考价值。