研究性教学在《数控技术》课程中的应用

研究性教学在培养学生创新意识和创新能力、引导学生主动学习、发现问题和解决问题、提升科学素养和综合能力方面有独特的优势,以机械类专业综合性较强的《数控技术》课程为例,从课程目标优化、教学内容更新、教学方法选取、教学方式改革、考核方式完善等5个方面确定了研究性教学的实施方案,并从教学设计环节中教学方法的创新应用方面进行教学探究与实践,以期对研究性教学改革具有启示作用。

固态照明用荧光玻璃的研究进展

固态照明器件(白光LED和激光照明)具有节能、环保、亮度高、使用寿命长等优点,在室内外照明和显示领域有广阔的应用前景。高功率和高品质的使用要求为光转换材料带来了严峻的挑战。荧光玻璃以烧结温度低、制备工艺简单、结构设计灵活等优势引起了国内外固态照明领域学者的深入研究。综述了固态照明用荧光玻璃的最新研究进展,系统地总结了单一块体荧光玻璃、复合块体荧光玻璃、荧光玻璃薄膜的组分、结构及制备方法,阐述了显色指数、相关色温、发光效率、热导率等性能参数的调控策略,对比分析了不同类型荧光玻璃的优缺点。最后,讨论了荧光玻璃亟需解决的发光饱和、荧光猝灭和器件封装等问题,展望了固态照明用荧光玻璃的发展趋势。

5083铝合金变曲率零件的渐进成形壁厚均匀性研究

针对变曲率零件,采用5083铝合金材料进行了单点渐进成形壁厚均匀性研究。首先使用三维扫描仪获取零件模型数据,利用UG NX软件优化成形轨迹;其次建立有限元模型,分析加工层数、成形工具头直径、加工进给率、机床主轴转速对零件壁厚均匀性的影响规律,根据有限元分析结果选择正交试验因子进行机床加工试验;最后对试验结果进行极差分析,4种工艺参数中对壁厚均匀性影响最显著的是加工层数,最不显著的是机床主轴转速。按照工艺参数对零件壁厚均匀性影响大小的顺序排列得到使零件壁厚分布最均匀的最佳工艺参数组合。结果表明:数值模拟结果和试验结果与实物扫描数据的最大壁厚偏差率分别为1.898%、1.679%,最佳工艺参数组合可将零件的壁厚均匀性优化至84.67%。

基于POA-BP的TP2管材自由弯曲成形结果预测

将壁厚减薄率和椭圆率作为管材自由弯曲成形结果的评价指标,选取弯曲模与管材间隙值、弯曲模圆角半径值、管材弯曲变形区长度、导向机构圆角半径值、导向机构与管材间隙值作为影响因子。利用数值模拟方法对管材自由弯曲成形结果的评价指标和影响因子建立样本库,并随机选取6组作为测试样本,其余的作为训练样本,结合BP神经网络和鹈鹕优化算法对预测模型进行训练,构建POA-BP神经网络预测模型对管材自由弯曲成形结果进行预测。结果表明,POA-BP预测模型的壁厚减薄率和椭圆率的最大预测误差不超过2%,故POA-BP预测模型能够有效预测管材成形结果。

激光/荧光陶瓷成型技术的研究进展

激光/荧光陶瓷具有优异的物理化学和发光稳定性能,在激光、照明和显示领域应用广泛。陶瓷成型技术是实现材料结构功能一体化的重要环节,直接决定了陶瓷关联器件的发光品质和服役行为,是当前研究的热点问题。本文综述了激光/荧光陶瓷成型技术的最新研究进展,系统总结了激光/荧光陶瓷成型的原理、成型方法、技术特征和应用范围,着重分析了各类成型技术在陶瓷制备、结构设计及其性能调控方面的影响。最后,讨论了激光/荧光陶瓷面临的结构设计、素坯成型和光热性能调控等问题,并展望了激光/荧光陶瓷成型-结构-功能-器件一体化的发展趋势。

活性屏离子渗氮处理对球墨铸铁力学性能的影响

活性屏离子渗氮(ASPN)处理可以扩大球墨铸铁的用途,处理后的球墨铸铁有望在特殊载荷条件下使用。研究了ASPN处理对球墨铸铁力学性能的影响。利用ASPN处理,在样品表面上形成氮化物层,并且能在氮化物层内部进一步形成扩散层。ASPN处理中氮化层的厚度随着处理温度的升高而增加,球墨铸铁的硬度、耐磨性和疲劳强度也随着处理温度升高而提高。

远程激发荧光陶瓷型白光LED散热器设计与性能分析

作为新型光转换元件,荧光陶瓷是照明技术的关键材料。然而,陶瓷散热问题严重制约了器件的发展。为此,设计了一种远程激发荧光陶瓷型白光LED用散热器,对LED芯片和陶瓷进行独立散热。通过三维软件建立散热器的结构模型,并导入模拟软件进行芯片和陶瓷的散热仿真,得到芯片基板和陶瓷的温度分别为90.71和68.39℃。将风扇移除后,仿真获得的芯片基板和陶瓷的温度分别为105.18和100.71℃。最后,将散热器的三维模型加工成实物,并将自制YAG:Ce陶瓷与150 W等级的蓝光LED封装。通过对白光LED光热性能测试,获得的显色指数为61.7,相对色温为4867 K,基板温度为108.30℃。实验数值与仿真温度相差约3.00℃,证实了模拟结果的准确性。为远程激发型白光LED散热设计提供了技术参考。

基于MMC准则的双相高强钢HC820/1180DPD+Z断裂失效模型分析

对超高强双相钢HC820/1180DPD+Z的断裂失效模型开展研究,并分析了其微观组织和力学性能。基于MMC断裂失效准则,设计了5种失效试样,采用万能试验机和DIC获得了5种试验的断裂临界塑性应变和力-位移曲线,采用Swift和Hockett-Sherby混合硬化模型拟合并获取了材料的外延硬化曲线,并得到混合模型的最佳加权系数和5种试样的仿真模型,基于仿真模型获得5种应力状态下的应力三轴度和临界塑性应变。最后,基于MMC断裂失效模型拟合获得材料的失效曲线,并采用防撞梁落锤冲击试验与仿真对比分析,验证了断裂失效模型的准确性和精度。结果表明:混合硬化模型对材料硬化曲线的拟合精度较高,加权系数α为0.3时各断裂失效试样的最大力值误差小于3%;未应用断裂失效模型的加速度-时间曲线与试验曲线明显不符,误差较大,而应用MMC断裂失效模型的断裂形貌与试验结果相符,断裂时刻和加速度最大值时的误差分别为2.5%和1.7%,说明模型的精度较高,可以应用于整车碰撞仿真分析。