光学元件磁性复合流体抛光特性研究

采用磁性复合流体(MCF)对BK7玻璃进行定点抛光实验,对抛光斑进行三维模型重构,并对磁场空间分布进行仿真与实验分析,阐明抛光材料去除机理,确定材料去除率、表面粗糙度及硬度随抛光时间的变化规律,建立了材料去除量与磁通密度的关系曲线。实验结果表明:抛光形成的抛光斑表面轮廓为蝶形,其沿抛光轮轴向的截面轮廓呈"W"形;材料去除量与磁场强弱及抛光时间密切相关,抛光深度去除率最高可达553 nm/min;表面粗糙度随抛光时间的增加先上升后下降,MCF抛光可获得表面粗糙度Ra6 nm的光滑表面,且粗糙度与硬度呈现一定的正相关关系。     

MEMS器件用叠层镍间结合强度的研究

针对MEMS器件用叠层镍间结合强度差这一难题,开展了基于盐酸化学刻蚀提高叠层镍间结合强度的工艺研究.主要考查了不同盐酸浓度、处理温度等对镍层层间结合强度的影响规律.借助SEM、Veeco轮廓分析仪等观察断面,分析结合强度改善的原因.结果表明:在45℃的温度下,经过50%HCl、10 min的化学刻蚀,叠层镍间结合强度达到567.7 MPa,比未经化学刻蚀处理的叠层镍间结合强度提高了6倍.通过SEM、Veeco等分析手段,初步解释了结合强度提高的原因.     

负偏压对六方氮化硼薄膜沉积特性的影响

利用射频磁控溅射法在n型Si(100)衬底上沉积六方氮化硼薄膜(h-BN),采用AFM、Raman、XPS、FTIR等技术研究负偏压对所沉积薄膜生长模式、结构、表面粗糙度、薄膜取向、相变等特性的影响。结果表明,当负偏压为0V时,沉积所得h-BN薄膜表面粗糙度较低、结晶性良好、c轴垂直于衬底且以层状模式生长;随着负偏压的增加,薄膜由层状模式生长转变为岛状模式生长,表面粗糙度增加,且h-BN经亚稳相E-BN和wBN向c-BN转变,使得BN薄膜相系统更加混乱,不利于高质量层状h-BN薄膜的获取。     

基于油膜附水滴切削液的车削加工性能的优化

将低硬度材料(不锈钢)和高硬度材料(轴承钢)作为实验材料进行车削,通过在3种不同加工方式下(油膜附水滴切削液、乳化液、干切削)的切削对比,观察切削力、粗糙度变化规律。实验结果表明油膜附水滴切削液(Oil-on-Water)能有效地降低在切削过程中的切削力;而且在运用OoW切削液加工高硬度材料的时候工件表面质量有明显提高。但是在切削硬度低材料时OoW加工表面质量比干切削要差。为了提高硬度较低材料OoW切削加工表面质量,采用二阶曲面响应法,针对粗糙度受进给量、进给速度、吃刀量影响的问题进行建模和分析。     

基于数控铣床的工件表面粗糙度建模

目前,切削中表面粗糙度及轮廓的仿真(预测)虽然不少,但是,由于他们所考虑的因素不同、针对不同的加工方法、所用的数学和物理方法不同,所以他们所建立的仿真模型不同,使用范围也是不同的。总之,在这领域内的技术还不是很成熟,特别是在国内,物理仿真还是比较少的。针对这种情况,本文建立了轮廓最大高度Rz与切削参数vf、ae、vc间关系的表面粗糙度预测模型,并进行了实验验证。     

Surface roughness and removal rate in magnetorheological finishing of a subsurface damage free surface

Based on computer-controlled optical surfacing, a new technique called magnetorheological finishing (MRF), is presented. The new technique combines the features of conventional loose abrasive machining with a wheel shaped polishing tool. The tool incorporates a host of features and has unprecedented fabricating versatility. The pre-polishing and fine polishing processes can be performed only by adjusting different parameters. The material removal function is studied theoretically and the results of simulation present a Gaussian distribution feature. Based on the established theoretical model, material removal rate experiments involving a parabolic mirror are designed and carried out to determine the effect of controllable parameters on size of the gap between the workpiece and the polishing wheel, rotating speed of the polishing wheel, concentration of volume fraction of non-magnetic particles and polishing time. Further experiments are carried out on the surface microstructure of the workpiece, the final surface roughness with an initial value of 10.98 nm reaches 1.22 nm root mean square (RMS) after 20 min of polishing. The subsurface damage experiment and the atomic force microscopy (AFM) measurement on the polished surface can also verify the feasibility of the MRF technique.     

大跨斜拉桥车桥振动简化算法及在ANSYS中实现

基于ANSYS的二次开发功能,考虑结构的初始应力效应和几何非线性因素,提出了一种大跨斜拉桥车桥振动分析的简化方法,给出了运用APDL(ANSYS Parametric Design Language)语言编制分析程序的步骤和过程.工程实例分析验证了方法的正确性和有效性.该方法简化了大跨斜拉桥车桥振动分析过程,便于工程技术人员应用,可为其他类型大跨桥梁车桥振动分析提供参考.     

激光路面平整度检测系统

为提高路面平整度检测水平，提出了基于基准传递原理的路面平整度检测方法，给出了采用5个激光位移传感器检测路面纵断面相对标高的计算公式，在不同等级路面上与精密水准仪测量方法进行了对比试验。结果表明，依据基准传递原理的路面平整度激光检测系统不受检测速度限制，可给出被测道路的纵断面曲线和国际平整度指数（IRI）。     

超声振动切削改善硬脆材料加工性的研究

由于硬脆材料，如淬火钢、陶瓷等的使用越来越广泛，研究这类材料高效、高精度和经济的加工技术非常必要。本文采用超声振动切削技术，用普通硬质合金刀具，从切削机理的各个方面研究了这类材料的加工性问题，并提出一些对生产实际有指导意义的建议．     

节理岩体粗糙度吸引子盒子维数的研究方法

论述了节理岩体粗糙度吸引子盒子维数的研究方法，从数学理论上推导了盒子维数Ｄ的正确性和唯一性，作为验证，考查了分形随机布朗运动，获得了较为理想的结果。为了使ＪＲｃ值定量化，本文利用多项式回归分析，得到了ＪＲｃ与分维数Ｄ之间的经验公式，并在Ｂａｒｔｏｎ提出的典型剖面线中得到了检验，因而，可以说盒子维数研究方法是研究节理岩体粗糙度的一种较好的方法。