聚合物微针阵列热压印成型仿真与试验研究

【目的】针对聚合物微针阵列热压印成型过程中充型不完整、脱模后继续变形和应力集中等问题,将成型仿真与试验相结合,探究热压印成型参数对残余应力与平均填充深度的影响,以满足高精度批量制造聚合物微针阵列的需求。【方法】在聚合物材料热-机械性能研究的基础上,建立微针阵列的有限元模型,分析热压印温度、热压印速率和下压量等成型参数对残余应力及其分布的影响,进行热压印成型试验,探讨相关成型参数对微针成型的影响,对比分析了平均填充深度仿真与试验值。【结果】随热压印温度的升高,最大成型应力呈先降后升的趋势;随热压印速率与下压量的增加,最大成型应力均呈增大的趋势;除热压印温度高于125℃之外,平均填充深度的仿真值与试验值变化趋势一致,且仿真值均高于试验值。此外,还获得了适用于聚苯乙烯微针阵列的最佳热压印参数,即热压印温度125℃、热压印速率10μm/s、下压量2.6 mm。【结论】在一定温度范围内,该数值仿真结果具有较高的指导意义,聚苯乙烯微针阵列结构的残余应力与平均填充深度具有较为敏感的温度与时间相关性。

冲焊型液力变矩器叶轮成形工艺及尺寸精度研究

以10碳钢涡轮为研究对象,研究了冲焊型液力变矩器叶轮的叶片冲压成形工艺及其对总成装配精度的影响。以叶片设计模型为输入,研究了叶片三维形状和尺寸的展开方式对叶片插装工艺性的影响。基于叶片材料的拉伸应力-应变曲线及各向异性系数等力学性能数据、三维几何模型和实际冲压工况,建立了叶片冲压成形的有限元模型,采用一步逆算法对成形过程开展了仿真模拟,分析了冲压回弹的分布规律并开展了回弹补偿计算以获得高尺寸精度叶片零件。设计制作了多角度辊铆和夹紧工装安装于立式车床制作涡轮样件,采用非接触式光学扫描系统研究了总成的尺寸精度及其影响因素。结果表明,叶片支耳结构的展开不当会造成叶片无法顺利插装;采用模面法对模具型面进行回弹补偿,叶片主体回弹精度可控制在0.106 mm以下;对模具进行回弹补偿可获得形状和尺寸精确的叶片零件。采用精确装配定位方式进行辊铆成形后,相比手工钣金成形工艺,涡轮总成尺寸精度大幅提升,相邻叶栅之间的高度偏差降低了21.95%~44.33%、相邻叶栅之间的角度偏差降低了30.98%~45.25%。

基于TC4钛合金的TIG、MIG焊接工艺与性能对比研究

以TC4钛合金试板为试验对象,采用TIG和MIG对其进行焊接,并对其工艺条件、焊缝成形、金相组织、力学性能等进行对比研究。结果表明:TIG相较于MIG,焊缝成形更美观,但MIG道次数仅为TIG的50%,焊接效率更高,可达性更好;TIG和MIG焊缝均由粗大的柱状晶组成,微观组织由α′马氏体和部分残余β相组成,但由于MIG焊接线能量高、热循环次数少、高温停留时间短,晶粒更细小,更均匀,热影响区更窄;在抗拉强度、伸长率、冲击韧性指标上,TIG优于MIG;在屈服强度指标上,MIG优于TIG。

钛合金热时效与超声冲击焊接应力消除研究

以TC4钛合金焊接试板为研究对象,采用盲孔法检测其焊接残余应力,然后分别采用热时效和超声冲击法消除焊接残余应力,并对比热时效和超声冲击消除焊接残余应力的效果。结果表明:热时效可以大幅降低焊接残余应力,残余拉应力消除率<100%,但不能产生压应力;相较于热时效,超声冲击具有较好的效果,残余拉应力消除率为100%,可以将有害的焊接残余拉应力转换为有利于疲劳强度和疲劳寿命的压应力。建议采用超声冲击消除钛合金焊缝的残余应力。

前基板和后基板共模模锻成形研究

目的针对前基板和后基板共模模锻成形进行研究。方法通过分析前基板和后基板模锻工艺性,并将相同或相近形状、尺寸、精度、功能类别和材料牌号等要素,按成组技术合并同类项等方法,实现共模模锻成形,为优化模锻工艺和优化锻模设计提供有力的理论与实践支持。结果前基板和后基板共模模锻成形的模锻工艺性好,可有效扬长避短传统模锻工艺和锻模设计的优缺点。结论前基板和后基板共模模锻成形达到了优质、高效和低耗的效果。

齿轮净近模锻生产研究

净近模锻生产的基本特征是：以精益生产为出发点,以充分利用现有模锻工艺技术条件和资源条件等为基础,以快速反应和消除模锻开发、设计、生产、管理和服务等过程中一切不产生价值的浪费为核心,以优质、高效和低耗生产为准则,以获得最佳效益为目的。

人工智能应用领域的研究与展望

智能科技即智能计算机技术,以其独特的魅力逐渐深入到人们生活中的生产、学习、医疗、金融和信息安全等领域,经历了几个阶段的成长发展,现需要有新的推动力作为智能科技的首要代表—人工智能,对各个领域发展的推动更是举足轻重,人性化地为人类的生存发展服务。在工业领域,人工智能具有效率高、稳定性好、重复出错率小、可耐受恶劣环境、精度高且可承担劳动强度大等优势;在金融领域,它充分发挥了数据库、信息引擎、计算机网络应用、快捷支付和定性化风险系数和定位模型等作用;在信息安全领域,它不断地优化信息识别途径,提高识别可靠性和准确性等;在医疗等领域,从各种层面为人们的健康提供服务。该文根据这些应用现状,展望了人工智能应用领域在未来的发展趋势和即将遇到的挑战。

不同因素对电沉积镁薄膜材料影响的研究进展

镁是近年来可以制备并能够在自然环境中长期保存的轻质金属。如今,材料的环保要求逐渐被重视起来,金属镁在各个行业内的应用也越来越广泛,很多国防产品、民用产品都在不同程度上用到了金属镁,但镁的制备工艺至今还不能实现工业化的大量生产,因此,对于镁的电沉积工艺的研究,分析其作为电池负极性材料的性能相当有意义。在总结概括电解质溶液、沉积方法、沉积基体及添加剂对电沉积镁不同工艺的基础上,分析讨论了不同因素对沉积镁层的电化学性能和表面形貌的影响。

1700 MPa级高强钢焊接工艺试验及工艺评定

1700 MPa级高强钢是为新型装备开发的新型材料,该材料的核心技术为纳米析出相强化技术和组织精细化控制技术,使其兼备高强度和高韧性,解决了车辆材料强韧性匹配难度大的问题。对1700 MPa级高强钢进行了焊接接头力学性能试验、焊接裂纹敏感性试验和焊接工艺评定,为该1700 MPa级高强钢的应用提供了试验依据。

非球面磷酸盐玻璃镜片精密热压仿真与实验

【目的】将精密热压成型的仿真与实验相结合,探究非球面磷酸盐玻璃镜片的热压工艺参数对镜片残余应力、成型质量及光学性能的影响,以满足其高精度批量制造的需求。【方法】首先,在玻璃材料热黏弹性、结构松弛特性及热传递分析的基础上,获得磷酸盐玻璃热力学性能的相关参数值;接着,建立镜片热压成型的有限元模型,分析热压温度、加压载荷、退火速率等工艺参数对成型镜片残余应力及其分布的影响;最后,开展非球面磷酸盐玻璃镜片的精密热压成型实验,探讨上述工艺参数对镜片成型质量(轮廓偏移量、形状精度及表面粗糙度)与镜片中心区域光学性能(折射率、反射率、透过率)的影响规律,并获得优化的成型工艺参数。【结果】提高热压温度,减小加压载荷及降低退火速率均有利于降低镜片的残余应力,最佳热压温度为560℃,最佳加压载荷为1.1 MPa,最佳退火速率为0.125℃/s;在优化的工艺参数下,两种非球面磷酸盐玻璃镜片的形状精度分别为406.3、829.6 nm,表面粗糙度分别为14.5、15.4 nm,最大轮廓偏移量分别为38.2、75.2 nm,且在400~900 nm检测波长内,透过率均大于86%。【结论】采用仿真分析与实验分析相结合的方法,能较好地探究相应工艺参数对成型规律的影响并起到优化加工条件的作用,优化参数下的成型镜片能满足镜片精度和光学性能的要求。

396柴油机连杆模锻高温参数的优选与控制

在燃气炉中加热和在30k N模锻锤模锻的工艺条件下,396柴油机连杆在"加热→预锻和终锻"工序中始终涉及5个关键模锻高温参数:即设定炉温、预锻始锻温度、预锻终锻温度、终锻始锻温度和终锻温度,在实践中,特运用正交试验法对以上5个关键模锻高温参数的具体数值进行了优选,同时又制订了模锻高温参数的加热控制规范、过程控制规范以及金相组织控制规范,最终达到了396柴油机连杆模锻优质、高效和低耗的效果。

铝合金表面微弧氧化涂层制备的影响因素

微弧氧化技术是铝合金材料表面改性的一项重要技术。通过微等离子体的高温高压作用,使所生成的微弧氧化膜具有膜层厚、硬度高、耐磨、耐蚀、耐压绝缘以及抗高温冲击等优异特性,在军事、航天、航空、纺织、机械、汽车、石油、化工及医疗等工业部门有着广阔的应用前景,特别适用于高速运转且有耐磨要求的铝合金零件的表面处理;因此,铝合金表面微弧氧化涂层制备影响因素的研究和分析对铝合金材料表面改性结果的影响与发展有重大意义。在总结铝合金表面微弧氧化涂层制备的影响因素的基础上,分析讨论了不同因素对铝合金表面微弧氧化涂层制备的影响。通过选择合理的工艺参数可以获得综合性能良好的陶瓷膜层。

锻造高温参数的确认与控制方法

钢质锻件在热态锻造条件下,应对所涉及贯穿锻造过程始终、监视和测量频率较高以及对锻件"成形"与"改性"效果影响较大的锻造高温参数进行确认与控制;采用科学、合理、适宜、规范、可靠和有效的方法对锻造高温参数进行确认与控制,可有效提高锻造过程控制能力。

止推轴承盖模锻优化方案

为获得具有技术上可行性、质量上可靠性和经济上合理性的模锻优化方案,特将柴油机的2项止推轴承盖模锻视为一项系统工程并进行统筹管理和系统设计,尤其是采用成组技术优化模锻工艺规程和锻模设计,具有技术上可行性、质量上可靠性和经济上合理性,可将模锻件一次性合格品率由原不足50%提高到现在的98%,最终达到优质、高效和低耗的效果。

综合传动装置高精度摩擦片的冲压工艺创新

装甲车辆综合传动装置的摩擦片是一种非常复杂的盘类零件,常规加工方案工艺路线长,生产成本高,良品率低。为提高生产效率,降低成本,在装甲车辆综合传动装置摩擦片的试制过程中,采用了精密冲裁工艺及专用模具定型热处理的方法,缩短了零件加工工艺路线,使摩擦片的加工工艺由传统的15道工序减少到7道工序,降低了生产成本,提高了生产效率和良品率。同时,对弹簧钢精冲工艺的可行性进行了有益的探索,在高精度摩擦片批量生产中得到较好应用。

矩形盒件拉深成形规律及失效分析

矩形盒件在拉深成形过程中易出现起皱、拉裂等形式的失效,严重制约着成形件的使用性能。基于Dynaform进行了三维动态仿真,分析了毛坯形状、压边间隙等因素对其成形极限及壁厚分布的影响,预测了坯料成形过程中失效的产生,并结合实际进行了验证。结果表明:相同尺寸的坯料,采用圆形切弓形坯料比圆形坯料更有利于获得成形效果较好的盒形件;随着压边间隙的增大,成形盒形件的拉裂趋势有所减缓,但失稳起皱趋势越来越严重,当压边间隙从1.2t增大到1.4t时,壁厚的最大减薄率从87.79%减小到33.48%,成形件的拉裂趋势得到有效缓解;实际的拉深试验验证了有限元仿真分析的有效性。

异形深腔类零件切削加工试验

异形深腔类零件型腔形状复杂、截面变化大、精度要求高,使得其成型非常困难。本文针对某异形深腔零件的型腔加工工艺进行了铣削试验研究,得出一套合理的铣削切削参数工艺文件,为生产实践提供了指导。