爬行器驱动轮正压过程分析

轮式水平井爬行器依靠驱动轮与管壁的接触产生牵引力。目前已有的相关研究均忽略了接触导致的管壁塑性变形压痕,简单地利用摩擦因数的经验值来处理力的关系,导致结果误差较大。该文针对压痕形成过程利用滑移线理论,在楔形压头压痕模型的基础上,建立了正压力和转矩同时作用下的正压(轮齿对称轴线垂直于管壁)压痕计算模型。有限元仿真反映了在不同受力条件下塑性变形区域的变化规律,也验证了主动力与压痕形状的定量关系。压痕测量试验证明了理论模型用于计算驱动轮压入深度和压痕隆起高度的正确性,为今后的驱动轮斜压建模、牵引力建模等研究奠定了基础。     

多晶纯铝晶内局部变形组织分析

用显微硬度方法在晶粒尺度范围内对多晶纯铝进行了晶内塑性变形,研究了退火前后压痕周边变形组织形貌.实验发现,仅在退火后的压痕周边出现了不同形态的滑移带,在滑移带的区域发现有大量位错露头并在某些局部范围内呈有序排列状态的现象,同时观察到滑移带直接穿越晶内偏聚区界的现象.文中分析了没有在晶内压痕周边区域内发现再结晶现象的原因,讨论了退火温度及时间、压下量及晶粒取向等因素对滑移带形成的影响.研究表明,与整体变形方式不同,晶内变形方法可以更方便地研究多晶材料塑性变形及再结晶时的一些组织特点.     

多晶纯铝晶内局部变形组织分析

用显微硬度方法在晶粒尺度范围内对多晶纯铝进行了晶内塑性变形,研究了退火前后压痕周边变形组织形貌。实验发现,仅在退火后的压痕周边出现了不同形态的滑移带,在滑移带的区域发现有大量位错露头并在某些局部范围内呈有序排列状态的现象,同时观察到滑移带直接穿越晶内偏聚区界的现象。文中分析了没有在晶内压痕周边区域内发现再结晶现象的原因,讨论了退火温度及时间、压下量及晶粒取向等因素对滑移带形成的影响。研究表明,与整体变形方式不同,晶内变形方法可以更方便地研究多晶材料塑性变形及再结晶时的一些组织特点。     

弹性材料平头压痕试验的有限元模拟

压痕试验是近些年来材料力学中应用十分广泛的力学试验之一．本文通过对弹性材料平头压痕试验的有限元数值模拟,比较了荷载一位移曲线和接触面分布应力的理论解和数值解,验证了有限元模型的有效性,并对有限元数值模型的几何尺寸、网格疏密、边界条件等参数进行了敏感性分析．该有限元模型的建立为研究压痕试验的应用提供了一种有效的数值分析方法．     

精冲断裂过程的有限元模拟

从材料细观损伤角度对精冲原理进行了研究．开发了基于空穴材料的刚塑性有限元分析系统，该系统可以估算精冲材料的损伤状态，判断材料失效并模拟裂纹的扩展与汇合状况．利用该系统模拟了精冲过程中塑性变形与韧性断裂现象，预测工件断面光亮带高度，研究凸凹模间隙与剪切面质量关系，并与试验数据进行了对比．研究发现，凸凹模间隙与工件剩余厚度之比是影响断面质量的关键因素．     

理想弹塑性材料平压头压痕试验过程的理论分析

针对理想弹塑性材料平压头压痕问题,对荷载位移关系曲线进行了理论分析,推导出分别对应材料不同塑性发展阶段阈值的2个压力特征值点,并利用有限元方法对压痕试验过程进行了数值模拟,验证了这2个压力特征值点和卸载曲线斜率的理论计算公式.以线性强化弹塑性材料为例,着重分析了压痕试验荷载位移曲线对塑性参数的敏感性.结果表明,可以通过压痕试验来确定材料的弹塑性参数.     

陶瓷电主轴固有频率影响因素灵敏度分析

目的建立陶瓷电主轴有限元正交分析模型,研究3个影响因素对陶瓷电主轴固有频率的影响规律.方法通过有限元建模计算和实验验证,对陶瓷电主轴的固有频率进行求解,并基于正交分析法,对陶瓷电主轴的固有频率随轴承刚度、空心转轴的中心孔直径和支撑跨距3个主要参量变化的趋势进行研究.结果不同因素对陶瓷电主轴的固有频率的影响有较大差别,其中轴承刚度对陶瓷电主轴的固有频率影响较大,空心转轴的中心孔直径的影响稍大于支撑跨距的影响,但二者差距不明显,且二者对陶瓷电主轴固有频率的影响都较轴承刚度小.结论实验结果与有限元分析结果吻合程度较高,建立的模型能准确地模拟陶瓷电主轴,可以用于变参计算.     

非结晶铁磁合金薄带的机械性能研究

非结晶铁磁合金薄带是一种用于磁传感器微系统中的新型材料,其电、磁及机械性能对磁传感器的性能有着极大的影响。文章采用纳米压痕测量技术研究其机械性能,并且与拉伸试验测得的结果进行了比较。试验结果表明,纳米压痕法的载荷-位移曲线能够全面反映材料的弹性、塑性变形,弹性模量及硬度的测量结果受到基底材料及粘结剂层的影响。     

氢促进铁磁性形状记忆合金Ni50 Mn30 Ga20的纳米压痕蠕变与压痕回复

采用纳米压痕法研究了氢对Ni50 Mn30 Ga20取向多晶室温纳米压痕蠕变和压痕塑性形变的影响.结果表明,Ni50 Mn30Ga20取向多晶在室温下能够发生纳米压痕蠕变.在试样室温真空充氢之后,引入的氢不仅能够促进纳米压痕蠕变,还可以使得马氏体相变的"伪弹性"存储的弹性能得以释放,发生逆转变,使部分塑性变形回复.     

堤坝地基塑性变形分析方法

江河、湖泊堤坝地基一般属软土地基，大多没有经过地基处理，在高水位下容易发生管涌、滑坡等渗透变形，危及堤坝的安全。堤坝地基渗透变形与地基塑性变形有密切关系。在堤坝防渗加固工程设计中应当重视塑性变形分析。本文针对江河、湖泊堤坝塑性变形的分析方法进行了探讨。认为在堤坝稳定分析中有限元塑性变形分析法和一点应力最小安全系数法是目前塑性变形分析较好的方法。     

纳米ZrO2增韧Al2O3复合陶瓷的超声磨削性能

采用树脂结合剂的金刚石砂轮,对纳米氧化锆增韧氧化铝复合陶瓷(纳米ZTA陶瓷)与普通纯Al2O3陶瓷进行了超声磨削对比试验,对磨削加工表面显微形貌进行了SEM观察,探讨了该材料超声磨削加工机理及主要磨削参数对磨削力的影响。研究结果表明:对纳米ZTA陶瓷采用超声振动磨削可以获得较高的表面质量和加工效率,因而是比较理想的加工方式。     

陶瓷磨削中金刚石砂轮磨损形式及其生成原因

设计并进行了模拟金属结合剂金刚石砂轮磨削陶瓷的试验．在扫描电镜下，对金刚石砂轮块磨损形貌进行直接观察研究，揭示砂轮磨损形式．利用摩擦学系统分析方法，对磨削系统中的关键要素，如金刚石砂轮、陶瓷工件、空气介质及冷却液等对金刚石砂轮磨损的影响进行了探讨，研究了金刚石砂轮磨损的生成原因     

在硬质合金上复合镀镍—巴基管沉积金刚石

研究了用热丝法在碳化钨—钴硬质合金上电沉积巴基管—镍，金刚石镍复合层上沉积金刚石的工艺。实验结果证明在金刚石粉—镍复合层上沉积不出金刚石，而在巴基管—镍复合层上可以沉积出金刚石。用压痕法对膜与基底的粘结力进行了测试，并且与其它的工艺方法沉积的膜的粘结力进行了比较。     

工程陶瓷磨削裂纹形成过程研究

利用单金刚石磨粒磨削模型,根据弹性理论中的空间问题,分别考虑法向磨削分力和切向磨削分力,建立了陶瓷材料单金刚石磨粒磨削的理论模型。在压痕断裂力学基础上,分析了磨粒作用下陶瓷材料的应力状态,论证了陶瓷材料磨削裂纹的形成过程和产生位置,指出在磨粒运动的前下方,第二主应力是产生沿磨削方向裂纹的主要原因;在磨粒运动的后方,第一主应力是产生垂直于磨削方向裂纹的主要因素。     

陶瓷涂层活塞环精密成形磨削

陶瓷活塞环的加工应采用超硬磨粒金刚石砂轮磨削，但传统的金刚石笔修整方法由于修整笔易被磨耗而不能用于金刚石砂轮。为了修整金刚石砂轮使其获得要求的微凹的砂轮廓形，提出了用碳化硅（ＧＣ）杯形砂轮取偏斜α角的方位修整金刚石砂轮，获得中凹的金刚石砂轮修整廓形，以成形磨削陶瓷涂层活塞环桶形外环面的方法，分析了这种方法的修整成形机理，提出了计算α角和计算砂轮修整廓形的理论公式。     

韧性薄膜/基底体系锥形压痕的有限元分析

使用量纲分析和有限元法探讨了圆锥性压头压入韧性薄膜/韧性基底体系的力学响应.根据量纲分析,我们建立了压入响应和薄膜及基底的力学参量的无量纲关系.通过对压痕曲线的几个关键变量研究,发现最大压痕荷载取决于压入的深度、薄膜和基底的弹塑性性能,当压入适当深度时初始卸载斜率不受基底的屈服强度的影响.这些结论有利于深入研究韧性薄膜/韧性基底体系的压痕过程,提供了一种从锥形压痕试验中获得薄膜和基底的力学性能的方法.     

利用扫描电子声显微镜研究残余应力分布

对材料中由塑性形变引起的表面及亚表面残余应力进行测定是材料科学及工程应用关注的重要问题之一。一种将扫描电子显微镜和声学技术相结合而研制成的扫描电子声显微镜技术（SEAM）可用于残余应力的定征,由此得到的电子声图象显示了在金属中由韦氏硬度压痕引起的残余应力的横向分布,并且利用扫描电子显微镜独特的分怪成象能力,揭示了残余应力的深度分布状况。此外,还讨论了扫描电子声技术定征残余应力的机理及实验条件对电子声信号的影响。     

珩磨参数对Al2O3工程陶瓷材料去除率的影响

分别研究了珩磨工艺参数和工具参数对陶瓷材料95Al2O3去除率的影响，增大往复速度和圆周速度，可提高工程陶瓷的珩磨材料去除率。应用金属结合剂金刚石油石，选择较大的珩磨压力，可提高陶瓷材料去除率。电镀金刚石油石适于工程陶瓷的高效珩磨。研究结果给出工程陶瓷材料珩磨参数的选择方法。     

Synthesis of high quality type-Ib diamond crystals in carats grade

High quality type-Ib tower-shape gem-diamond crystals in carats grade were synthesized in cubic anvil high pressure apparatus (SPD-6×1200) at 5.4 GPa and 1250-1450°C. The relationship between the growth time and the weight of growth diamond has been gained. The faces of {110} and {113} were found in the synthetic diamond crystals frequently. We found that the relative growth rate of {113} face was descending with the increase of growth temperature, and that of {110} face had no obvious change with the incre...     

ZrO2层状复合陶瓷压痕开裂力学分析

在ZrO2层状复合陶瓷中,压痕裂纹的形成除了因塑性区体积变化产生的残余应力外,还与相变应力有关.此外,界面压应力对表面裂纹具有较大的抑制作用.传统的压痕法公式忽略了压痕底下相变应力和界面压应力对压痕开裂和试样断裂的贡献,得到的数据偏小,不能真实反映ZrO2层状复合陶瓷断裂韧性大小.用Indentation-fracture 法测ZrO2层状复合陶瓷的断裂韧性更接近真实值.