高吨位镁合金压铸机定模板减重设计的有限元分析

压铸机定模板是压铸机的重要零件,它在生产中变形程度的大小对生产过程尤其是所加工产品的精度具有重要影响.对某高吨位镁合金压铸机定模板减重前后的设计方案进行有限元分析,对比了两种设计方案的刚度值及应力场.依据有限元计算结果对设计方案进行了评估,并对加工过程提出了建议.从整个分析结果来看,减重孔对定模板的刚度有一定影响,但经减重处理后的定模板仍可以满足设计要求.

铸件热应力模拟中铸件/型(芯)相互作用的研究进展

铸造过程热应力分析是当前铸件数值模拟领域的研究重点和热点之一。其中铸件/型(芯)之间的相互作用的处理直接影响铸件铸造过程热应力分析的准确性。介绍了国内外处理铸件/型(芯)热力相互作用的研究进展,接触单元法是三维复杂铸件应力模拟发展的趋势。文章还介绍了砂型材料高温力学性能的研究情况。

加工条件与毛坯尺寸对35CrMo钢低温冲击性能的影响

针对石油钻采设备的低温服役条件,考察了石油工业常用35CrMoA钢及ZG35CrMo铸钢的冲击性能以及热处理工艺、毛坯尺寸和温度等因素的影响。冲击试验结果表明,35CrMoA钢的冲击性能在试验温度范围内随温度降低而逐渐下降,并且在0～-30℃范围内发生韧脆转变。在常规热处理条件下,毛坯尺寸对35CrMoA钢的冲击性能具有显著影响,特别是在室温及不太低的温度(-20℃～20℃)下,取自中等尺寸(130mm)毛坯的试样表现出较好的冲击性能;而取自较小尺寸(60mm)及较大尺寸(220mm)毛坯的试样冲击性能明显降低,反映出热处理过程中适中的冷却速度有利于改善钢的冲击性能。铸钢ZG35CrMo的低温冲击性能,特别是在-40℃～-60℃之间与35CrMoA钢相差不大,表明加工状态(轧制或铸造)对冲击性能的影响可能主要表现在室温及其以下部分温度区间。值得注意的是,当温度从-20℃下降至-60℃时,铸钢ZG35CrMo冲击性能的下降幅度远小于35CrMoA钢。此外,在各个相应试验温度下,35CrMoA钢及铸钢ZG35CrMo的冲击断口特征基本相同。

稀土、钒、钛变质处理对高硅铸钢晶粒细化的影响

研究了稀土、钒、钛变质剂对等温淬火高硅铸钢晶粒细化的影响。结果表明,经稀土、钒、钛变质处理后,高硅铸钢中形成大量的高熔点化合物,可以强烈地促进非均质形核,细化高硅铸钢的奥氏体晶粒;同时变质剂的加入可以明显提高钢液的过冷度,促进形核、细化奥氏体晶粒。高硅铸钢等温淬火组织中由一次结晶形成的树枝晶已经完全消除,全部转变为等轴晶;385℃等温时高硅铸钢淬火组织中的块状残余奥氏体的量明显减少,由未变质前的31.9%降低到5.5%,块状残余奥氏体的尺寸也明显减小。

接触单元在铸件铸造过程应力数值模拟中的应用

铸件-铸型之间的相互作用对铸件凝固过程中热应力的分布有很大的影响。本文使用ANSYS软件中的接触单元处理了铸件-铸型之间的相互作用,对应力框进行了热应力分析,并与将砂型处理为完全退让性和完全刚性的情况进行了比较。结果表明,采用接触单元的计算结果更为准确。同时研究了在砂型铸造中湿型砂厚度对应力结果的影响,表明接触单元模型可以进行一定的简化从而减少计算量。

高温塑性变形中孔隙性缺陷自修复机理

通过物理模拟研究20MnMo材料内部孔隙性缺陷的修复过程,建立了孔隙性缺陷高温修复的修复再结晶机理。将孔隙性缺陷修复分为3个阶段:修复再结晶晶粒形核准备、修复再结晶晶粒形核、修复再结晶晶粒长大和改建,其中修复再结晶形核主要存在3种方式。孔隙性缺陷修复再结晶机理的提出对深入研究塑性变形中缺陷修复以及塑性变形对性能的影响作用具有重要理论意义,对缺陷修复规律在生产实际中应用具有重要的实用价值。

pH值调节法制备壳聚糖空白微球

目的:介绍一种壳聚糖空白微球的制备方法。方法:将溶有氨水的异丙醇加入到壳聚糖乳液中,使得壳聚糖液滴由酸性变为碱性,壳聚糖凝固析出。结果:制得了粒径在3—8μm左右,粒径分布均匀的壳聚糖微球。结论:使用改变pH值的方法来制备壳聚糖微球,避免了传统固化剂的使用及其缺点。

新型沥青基ACNT/C纳米复合材料的制备与表征

以超长定向碳纳米管(ACNTs)阵列为骨架,中温煤焦油沥青为浸渍剂,采用浸渍-炭化工艺经过一个循环制备了密度约为1.25g·cm-3的沥青基定向碳纳米管/炭(ACNT/C)纳米复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、偏光金相显微镜(PLM)、X射线衍射(XRD)和Raman光谱分析对这种新型纳米炭材料进行了表征。结果表明ACNT/C中沥青炭为明显的各向异性组织,以碳纳米管为核心形成了非常细密的流线型层片结构,具有较高的晶化程度。采用热失重分析(TGA)方法考察了材料在空气中的热稳定性能,发现ACNT/C纳米复合材料在空气中的热失重初始温度比相同工艺条件下,以炭纤维为骨架制备的密度相近的炭/炭(C/C)复合材料提高了50℃左右。

注塑件产品的三维无接触全场检测

根据注塑件三维信息获取的特点,引入结构光三维扫描法和特征标志点拼接法,提出了一种在利用三维扫描系统中对注塑件进行快速无接触全场检测的方法。该方法通过结构光三维扫描系统获取物体各侧面的三维点云信息,并通过对特征点的提取,首先得到一组匹配点对,然后运用SVD矩阵分解算法求出转换参数,进而以此作为最近点迭代法的初始值,并对最近点的求法和迭代截止条件作了改进,得到了很好的配准效果,实现了对复杂尺寸注塑件的全场检测。论述了该方法的基本原理,并通过实例证明了该方法的有效性。

铸造Fe-B-C合金组织和性能的基础研究

借助光学显微镜、扫描电镜、电子探针显微分析仪和X衍射分析等手段,研究了含1.5%～2.0%B、0.4%～0.7%C的铸造Fe-B-C合金的凝固组织及合金元素的分布规律,并测试了铸造Fe-B-C合金的力学性能.结果显示铸造Fe-B-C合金的凝固组织主要由珠光体、马氏体、铁素体和高硬度的Fe2B组成,硼元素主要分布在硼化物中,基体中分布甚微.铸造Fe-B-C合金正火处理后可以获得马氏体加Fe2B组成的双相组织,硬度大于60HRC,冲击韧性大于8 J/cm^2.

等温淬火工艺对高硅铸钢残余奥氏体量的影响

采用X射线衍射对高硅铸钢等温淬火热处理后的残余奥氏体量以及残余奥氏体含碳量进行了测定。结果表明,240～400℃等温淬火处理时,在较低的等温温度下,残余奥氏体的含量以及残余奥氏体含碳量较低,随着等温温度的提高,残余奥氏体量以及残余奥氏体含碳量逐渐上升。在贝氏体转变初期,最终组织中残余奥氏体量较少,残余奥氏体含碳量较低;在等温处理时间内,随着等温时间的延长,残余奥氏体量以及残余奥氏体含碳量逐渐增加,在等温60min时达到了最大值,然后减少。

密封熔炼炉中空气分压对镁合金保护效果的影响

在一次性充入0.01%(体积分数)HFC134a/N2/空气保护气氛的密封熔炼炉中,研究了气氛中空气含量、表面搅拌和保温时间对AZ91D镁合金在760℃下保护效果的影响和气氛对熔炼坩埚内壁的腐蚀情况,并对表面膜形貌、厚度和成分进行了研究。研究结果表明,气氛中空气分压为8.0kPa时,经过10h保温,AZ91D熔体依然被保护,表面搅拌不影响保护效果。随着气氛中空气分压从2.3kPa增加到80.0kPa,AZ91D表面平整度降低,当空气分压为80.0kPa时,表面膜分为两层,最表层呈网状;表面膜中氧的原子分数从11.98%升高到26.62%,C的原子分数从0.98%降低到0,表面膜厚度从1.1μm增加到1.7μm,熔炼坩埚内壁从没有红锈腐蚀到大片氧化铁皮脱落。因此在密封熔炼炉含0.01%(体积分数)HFC134a气氛中熔炼AZ91D,气氛中空气含量越少,金属镁的氧化量越少。

灰铸铁凝固过程结晶潜热处理模型

基于潜热处理的温度回升法,针对灰铸铁凝固过程中具有初晶和共晶两个阶段的凝固特性,提出了适合灰铸铁的带共晶的潜热处理方法。根据Fe-C-Si三元合金相图,采用杠杆定律来计算初晶和共晶的分配系数。将该方法应用于实际灰铸铁件的凝固模拟计算,并将计算结果与不区分初晶与共晶过程的潜热处理方法的计算结果相比较。该方法的计算结果更接近实际凝固情况。

变温环境下精密调谐机构频率补偿原理的有限元分析

对精密调谐机构进行了精细的有限元建模,采用等效建模方法对机构的连接弹簧、调谐螺钉、配合关系进行了处理,就精密调谐机构在0^+65℃的变温环境下进行了计算,分析了调谐机构在高温环境下的频率补偿原理.实际的测试结果表明了计算分析的正确性.

三维数据拼接中编码标志点的设计与检测

提出了一种编码标志点的设计与检测方法,以满足三维扫描测量中对大面积物体进行全场检测的编码标志点拼接法的要求。编码标志点由编码点和标志点组成,其中标志点提供位置信息,编码信息被编译储存在编码点的排布中。研究了编码点的数量和编码标志点方案总数的对应关系以及标志点的编码方法。对编码标志点的检测以及偏心误差进行了分析。实验证明,该编码标志点方案简洁、严密,容易识别,达到了设计要求。

多壁碳纳米管-氧化铝复合材料的制备及其力学、电学性能研究

研究了热压制备的多壁碳纳米管-氧化铝复合材料的力学、电学性能及与显微结构的关系.通过添加4%(质量分数)的MWNTs(多壁碳纳米管),所得材料的断裂韧性KIC达到5.55MPa·m1/2,是相同条件下所得纯氧化铝断裂韧性的1.8倍.通过SEM观察发现,其增韧机制主要是碳纳米管对氧化铝晶界的钉扎机制,碳纳米管的拔出机制也有一定的作用.添加2%(质量分数)MWNTs,并采用不同的分散混合方式,在相同烧结成型条件下所得复合材料的KIC为3.97MPa·m1/2,和纯氧化铝相比有所提高;而其电阻率达到8.4×10?3?·m,和纯氧化铝相比,降低了14个数量级.研究发现,碳纳米管在复合材料中的增韧和提高导电性能方面的差异和复合材料的显微结构有很大的关系,而显微结构的差异又和制备工艺之间有直接的联系.