金属纳米粒子在聚合物中的磁致排列──实验及分子动力学模拟

用磁场控制碳包镍纳米颗粒在环氧树脂中的排列, 制备了具有优异电学性能的一维有序的纳米复合材料. 在添加质量分数为3%～10%的镍纳米颗粒时, 导电率提高了3个数量级, 介电常数增大了2～3倍. 对纳米颗粒的磁致排列进行了分子模拟, 结果表明, 偶极强相互作用是导致纳米粒子排列的主要原因, 排列过程经历了聚合、成链和粗化等阶段, 成链的时间尺度在秒数量级. 模拟结构与实验观察结果基本一致.

熔融沉积成型材料的研究与应用进展

对熔融沉积(FDM)成型材料、支撑材料的性能要求进行了分析;综述了近年来熔融沉积成型材料的国内外研究现状;归纳了其应用情况,展望了其发展前景。

材料成形过程模拟技术及其应用

综述了目前材料成形工程模拟的状况,介绍了塑料注射成形、金属铸造成形和板料冲压成形模拟的功能和特色,着重分析了这三种成形过程模拟的关键技术和创新点,并通过实例验证和大范围的推广应用,实现了材料成形过程模拟软件的实用化和商品化。

可压缩粉末烧结材料塑性变形与屈服条件

本文分析了粉末烧结材料塑性变形的基本规律 ,指出了现有粉末烧结材料屈服条件与实际情况不相符的问题。通过烧结铜圆柱体试样单向压缩实验 ,确定了粉末烧结材料真实应力应变关系 ,建立了普适的粉末烧结材料屈服条件和塑性本构关系。本文的屈服条件不仅用统一的函数形式表示了粉末烧结材料初始屈服和后继屈服 。

面向金属模具快速制造的机器人成型加工系统

建立了一个七轴工业机器人成形加工系统,并在此基础上开发了工业机器人熔射快速制造金属模具的新工艺.该工艺可直接由机器人铣削制造高精度、耐高温、可分离的陶瓷原型.在该原型表面熔射高熔点耐磨合金后,通过对熔射层背衬补强、并将原型与熔射层分离以及后处理,即可制得高精度耐久金属模具.与现有的熔射快速制模工艺相比,该工艺不仅缩短了工艺流程和加工时间,还提高了制模精度.

纳米SiO_2改性光固化成型材料的研究

将改性后的纳米SiO2原位分散到自由基-阳离子混杂型的光敏树脂中,通过黏度测定和SEM观察,发现纳米SiO2在光敏树脂中分散性好。这种改性的光敏树脂应用于光固化成型系统,实验结果表明：改性后的光敏树脂的临界曝光量增大而透射深度变小、其成型件的耐热性有所提高;当SiO2含量在1%~2%时,成型件的硬度和弯曲强度有明显的提高。

前轴成型辊锻工艺及三维有限元模拟

分析了前轴成型辊锻与模锻复合成形工艺的优点和工艺路线,采用刚粘塑性有限元方法对其成型辊锻过程进行了模拟,获得了辊锻成形流动过程和力能曲线,揭示了成型辊锻金属流动规律以及模腔设计和成形载荷之间的联系.通过成型辊锻各道次成形力与扭矩数值的比较,表明变形抗力是按辊锻顺序逐道增加的,对此进行了解释.将模拟锻件和实验锻件进行了对比,显示了金属流动的一致性和有限元模拟结果的正确性.实践证明,采用有限元技术研究前轴成型辊锻工艺,能减少工艺设计和工艺调试时间30%以上,有利于快速市场响应.

H13淬硬模具钢精车过程的数值模拟

采用热力学耦合有限元方法研究了淬硬钢精车过程中切屑形成规律。运用H13 淬硬模具钢流动应力模型进行数值模拟,考查了H13淬硬模具钢精车过程中工艺参数对工件性能和刀具的影响。结果表明:切削速度愈高,进给量愈小,刀具刀尖半径愈大,则工件加工层上的静水拉应力愈小,表面质量愈好; 淬硬钢精车时径向力起主要作用,大于切削力;切削速度愈大,切削力和径向力则愈小,愈有助于改善工件加工层上的表面质量;切削速度、进给量和刀具刀尖圆角半径愈大,工件和刀具温度愈高,愈易导致刀具前刀面扩散磨损和刀具后刀面磨损。研究结论有助于优化H13淬硬模具钢精车过程中工艺参数选择和改进刀具镶片设计。

不锈钢激光间接烧结粉末材料及其成型工艺研究

开发低成本,成型性好的材料对激光选择性烧结的应用具有重要的意义。本文研究了一种不绣钢间接烧结粉末材料,并对其工艺参数进行了优化,用此种材料在优化的工艺参数下制作出了复杂的三维零件。

注塑成形模拟技术在模具设计中的应用

在一模多腔的注塑模具设计中,合理地设计分流道和浇口的尺寸,保证塑料熔体以相同的成形压力和温度,在同一时间充满型腔一直是设计的重点和难点。以非自然平衡浇注系统为重点,阐述了浇道和冷却系统的优化算法以及如何利用华塑三维模拟成形分析软件进行流动模拟和工艺优化。

微细塑性成形计算机模拟技术研究

在分析应变梯度塑性理论的发展及其应用的基础上,参考目前一个新的考虑了材料尺度效应的硬化关系,采用理论分析、计算机模拟和实验分析相结合的方法,对微细零件的冲压成形工艺进行了系统研究.利用ABAQUS/Standard的用户材料子程序UMAT编写程序,并成功被ABAQUS调用;运用编写的程序模拟了薄悬臂梁的微弯曲情况,并与实验结果比较分析,结果证实了所采用的本构关系和开发的用户子程序的有效性和实用性.

注塑模具三维动态模拟研究

通过分析模具开模、脱模和合模运动的特点 ,探讨了进行干涉检验的原理 ,提出了实现模具运动模拟仿真的算法。讨论了模具产生干涉的原因并提出了解决途径 ,从而确保了模具结构设计的合理性。最后 ,在InteSolid三维参数化特征造型软件上实现了注塑模运动模拟的原型系统 。

基于并行工程和网络计划技术的模具生产进度编制方法

在充分考虑模具生产的特点和生产活动之间并行性的基础上,建立了单副模具典型生产过程的细化网络图,提出了一种基于并行工程、网络计划技术和最优化生产技术(OPT,Optimal ProductionTechnology)的模具生产进度计划编制方法。通过算例及其结果分析,表明了方法的可行性和有效性。

逆向工程技术在复杂铸造模具制造中的应用

首先介绍了逆向工程技术与传统制造技术的区别,然后着重讨论利用逆向工程技术快速制造复杂铸造模具的过程及工艺路线,同时给出一些具体应用实例。最后得出与传统制造方法相比具有效率高、成本低、操作简单等优点的结论。

玻壳模具冷却腔内流动传热的数值模拟

给出了玻壳模具冷却腔的流动换热模型及模具冷却腔内表面传热系数的计算方法,采用雷诺时均方程法和可实现k-ε湍流模型对凸模冷却腔中冷却水的流动和传热进行数值模拟,近壁区域的处理采用壁面函数法.以此为基础,可以计算出冷却水的速度场、换热系数场等的分布,为玻壳模具温度场的数值分析提供了必需的边界条件.

基于各向异性弹塑性损伤模型的钣材单向拉伸模拟

采用基于损伤能量等效性假设的损伤演化模型 ,结合弹塑性损伤耦合分析的本构积分算法 ,建立了各向异性弹塑性损伤的有限元分析模型 ,研究开发了可用于板壳变形分析的厚向异性弹塑性损伤本构计算程序 ,对金属材料弹塑性损伤进行了数值分析研究。对于复杂的弹塑性损伤本构模型计算 ,通过将损伤演化模型拟合成带有微小初值的幂函数形式 ,对钣料单向拉伸试验进行计算 ,较好地模拟出了材料的应力

主动螺旋伞齿轮闭塞模锻物理模拟

根据金属流动趋势设计了主动螺旋伞齿轮的预制坯;开式模锻螺旋伞齿轮试验结果显示,模具结构复杂,所产锻件有飞边;采用闭塞模锻成形了螺旋伞齿轮铅试件,揭示了闭塞模锻主动螺旋伞齿轮成形过程,说明了用闭塞模锻工艺成形主动螺旋伞齿轮的可行性;通过铅试件网格试验,揭示出在闭塞模锻中金属内部质点的流动规律、金属流线分布趋势及纤维状况,说明了锻造齿轮内在质量高的原因;提出采用局部加热,以工件柄部代替大端冲头,设计大、小端双动冲头闭塞模锻模具的创意.研究结果表明,螺旋伞齿轮闭塞模锻铅试样物理模拟对该类零件精密成形工艺制定及模具设计具有重要指导意义.

用于选择性激光烧结功能件的基体聚合物烧结材料的研究

选取PC、ABS和HIPS三种典型的无定形聚合物粉末材料作为基体聚合物烧结材料 ,对其烧结及后处理性能进行了研究。经比较 ,有较好后处理效果的PC和有较好原始力学性能的HIPS均可作为新材料的基体聚合物烧结材料。并提出了进一步提高烧结功能件力学性能的方法 。

选择性激光烧结铝/尼龙复合粉末材料

制备了不同铝粉含量的尼龙12覆膜复合粉末,利用扫描电镜(SEM),能谱分析(EDX),差示扫描量热分析(DSC),热失重分析(TG)对粉末材料的形貌以及热性能进行了表征。对复合粉末进行激光烧结成形,并研究了不同铝粉含量对烧结件尺寸精度以及力学性能的影响。结果表明:尼龙与铝粉表面粘结良好,烧结过程中尼龙熔融,铝粉均匀分布在尼龙基体中;随着铝粉含量的增多,烧结件的弯曲强度和模量显著提高,冲击强度逐渐降低;铝粉质量分数为50 wt%时,烧结试样的弯曲强度和模量与纯尼龙烧结试样相比分别提高了62.1%和122.3%;铝粉含量的增多能够有效抑制尼龙基体的收缩,提高烧结件的精度。

塑性成形过程摩擦测试的研究进展

摩擦是影响金属塑性成形及其过程有限元模拟的重要因素 ,因此有必要对其测试方法进行研究。本文介绍塑性成形过程摩擦测试研究方法和测试技术的研究现状与进展 ,并对模拟试验法和直接测量法各自的特点进行了分析。作者设计出一种新型的探针传感器 ,开发出了铝合金板料温成形过程摩擦在线检测系统 ,并对铝合金板(5 182 )圆筒形件温成形过程进行了摩擦测试。