Ti-6Al-4V钛合金超声振动辅助短电弧复合加工实验研究
针对普通短电弧加工排屑不畅引起的电极和工件之间形成颗粒桥造成短路、局部放电和二次放电等非正常放电现象,提出一种超声振动辅助短电弧加工的新方法来改善工件加工质量。通过实验对普通短电弧和复合加工后工件宏观特征和微观形貌进行对比。采用超景深显微镜、电子扫描显微镜等对加工后的表面形貌、粗糙度和元素能谱进行检测分析。结果表明两种特种加工技术耦合后的工件表面形貌发生了变化,其表面纹路在超声作用下呈现无序化、均匀化,电蚀凹坑和表面微裂纹数量显著减少,重铸层厚度深铣削加工下从93.06μm降低至25.39μm,表面粗糙度降低16%以上,同时材料表面元素发生了改性。这为短电弧技术改善加工质量、材料改性、技术耦合的发展提供了一种新的思路。
一种水下机械密封的设计与分析
海水环境恶劣复杂,常规机械密封在海水环境下其金属件会遭到严重腐蚀,摩擦副在海水硬质杂质的磨损下易失效从而发生泄漏,大大降低了机械密封的使用寿命。为保证水下作业设备的安全与稳定运行,设计一种用于水下的机械密封,其金属件选用双相不锈钢材质,具有较好的耐腐蚀能力。摩擦副选用“硬对硬”的结构形式,能够抵抗海水杂质的磨损。此外对非补偿环端面采用硬化处理,提高表面硬度,降低表面摩擦系数。对该密封进行连续5 h运转模拟试验,以油作为工艺介质,在压差为0.1 MPa的工况条件下,泄漏量只有0.33 mL/h。
烧结温度对Ba2LaBiO6/ZnO复相材料的微观形貌和电性能的影响
通过选取ZnO掺杂Al2O3的固溶体材料为低阻相,Ba2LaBiO6材料为高B值高阻相制备复相材料,研究原料成分、烧结温度对材料的晶相组成、微观形貌和电性能的影响规律,利用XRD和SEM进行分析,并获取可靠的制备工艺参数。试验结果显示Ba2LaBiO6/ZnO复相材料体系具有明显的NTC(负温度系数)性能,材料的最佳烧结温度为1050~1100℃。随着烧结温度的升高,样品的晶粒尺寸增大,材料趋向致密,呈现规则的几何形状。室温电阻率ρ25由1000℃的8.65×105Ωcm减小到1100℃的1.35×104Ωcm,材料的B25/125系数值基本不变。
基于单目视觉三维恢复算法的微观形貌原位测量方法研究
工件表面微观形貌分析在机械加工及测量领域有着十分重要的作用。与二维形貌分析相比,三维形貌分析能够提供更全面的表面信息。然而,现有复杂、昂贵的先进测量手段始终无法实现原位测量。为了实现对工件表面现场检测和三维形貌表征,将基于单目视觉的SFS(shape from shading,从明暗恢复形状)算法及光度立体法应用至微观形貌原位测量领域,提出一种可以进行二维图像采集并进行三维形貌重构的原位测量方法,并对比两种算法在微观形貌三维恢复上的结果。基于上述方法,进行SiC工件表面三维形貌恢复试验,同时与共聚焦显微镜扫描结果比较。试验结果表明,相比于SFS方法,光度立体法重构结果更加准确,截线特征点高度差相对误差低于27.2%,截线二维参数相对误差低于32.8%,表面三维参数相对误差低于19.6%,为解决机械零件表面微观形貌原位测量难题给出了新...
STM用于超精机械加工表面微观形貌检测与分析的研究
通过自行研制扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope ,以下简称STM)检测了超精机械加工试件表面微观形貌,生成三维立体形貌图,对微观形貌图进行分析. 了解相关的加工机理及微观表面形貌缺陷发生的原因,为提高超精加工表面质量及优化加工工艺过程提供了一些参考依据.
表面微观形貌的显微干涉检测原理及干涉显微镜发展现状
追踪分析世界上表面微观形貌检测方面显微干涉检测原理的最新进展,比较干涉显微镜用于检测表面微观形貌时具有的形式,结构特点,分析选型研制干涉显微镜可能遇到的问题及应该研究的方面。
民用飞机高强型膨化聚四氟乙烯密封材料研究
采用双向拉伸工艺制备了国产高强型膨化聚四氟乙烯(e-PTFE)密封材料,按照宇航材料标准SAE AMS3255(B)对2种典型厚度规格开展全面性能测试,并与相应的国外成熟材料进行对比。结果表明,2种厚度规格(0.5 mm和1.5 mm)国产高强型膨化聚四氟乙烯密封材料满足SAE AMS3255(B)2类2型的要求,本体拉伸强度分别为13.3 MPa和13.9 MPa,超过国际标准规定的9.0 MPa,但略低于相应的国外成熟材料。从微观形貌可知国产膨化聚四氟乙烯密封材料的膨化程度与国外成熟材料相当。国产高强型膨化聚四氟乙烯密封材料已满足民用飞机的装机要求,有望取代相应的国外成熟密封材料应用于民用飞机上。
基于单片机控制的Q890D钢/6061铝合金MIG焊接头组织与性能
选取TI公司开发的MSP430F149单片机为控制核心的MIG焊过程控制系统,研究焊接电流、焊接速度、焊接方向&焊枪角度和钢侧坡口角度等对Q890D钢/6061铝合金焊缝成形的影响,并在优化焊接工艺下分析焊接电流和焊接速度对Q890D钢/6061铝合金MIG焊接头界面区组织和接头力学性能的影响。结果表明:Q890D钢/6061铝合金适宜焊接方向为右焊法,适宜的焊枪角度为10°,适宜的钢侧坡口角度为45°,焊丝位置宜处于钢侧坡口中部,适宜的焊接电流和焊接速度分别为105 A和50 cm/min;不同焊接电流和焊接速度的Q890D钢/6061铝合金MIG焊接头的断裂位置都处于界面区,而MIG焊过程中界面区形成的靠近钢侧的(Fe,Cu)2Al5和靠近铝侧的(Fe,Cu)4Al13相的双层金属间化合物层结构有助于改善焊接质量。
烧结温度对WC/TiC陶瓷刀具材料性能影响
采取压制素坯、真空热压烧结等技术制备出了WC/Ti C复合陶瓷刀具材料。通过对其维氏硬度、抗弯强度及断裂韧度的测量以及断口微观形貌的对比分析,研究了不同的烧结温度对该陶瓷刀具材料力学性能的影响。结果表明:随着烧结温度的升高,陶瓷刀具材料的维氏硬度呈现先下降后增加的趋势,于1600℃达到最大,其值为18.33GPa;随着烧结温度的升高,陶瓷刀具材料的抗弯强度呈现先降低后升高的趋势,于1750℃达到最大,其值为892.41MPa;随着烧结温度的升高,陶瓷刀具材料的断裂韧度呈现逐渐降低的趋势,于1600℃达到最大,其值为10.52MPam?。断口形貌观察发现:1600℃更有利于陶瓷刀具材料晶粒的生长并对材料结构的致密性最好;但随着晶粒生长速度的增加,材料中的孤立气孔被迅速生长的晶粒包围在内部,造成气孔不能正常排出,从而影响材料的力学性能。
齿面微观形貌对齿轮运动稳定性的影响
为了研究齿面微观形貌对齿轮运动稳定性的影响,引入分形理论,通过真实齿面的特征数据,实现圆柱直齿轮齿面形貌的模拟;借助W-M函数、M-B分形接触模型和Hertz接触公式,建立考虑齿面凹凸不平的刚度和阻尼数学模型;分析不同加工方法对齿面法向接触刚度和阻尼的影响,运用MATLAB和ADAMS研究齿面法向阻尼对齿轮啮合振动特性影响的规律。结果表明,齿面微观形貌影响齿轮运动平稳性;加工方法影响齿轮的啮合刚度和阻尼;电化学光整加工与磨削和铣削加工相比,法向接触阻尼更大,更有助于减少齿轮振动,提高齿轮运动稳定性。