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.     

磁流变抛光工具及其去除函数

在确定性抛光过程中,去除函数对于工件表面精度的提高具有非常重要的作用。该文提出了一种磁流变抛光工具,在机床加工范围内能够加工任意形状、任意尺寸的工件。分别求出了抛光区域内压力的两个组成部分,磁化压力和流体动压力的数学表达式。根据Preston经验公式,得到了磁流变抛光的理论去除函数模型。最后通过实验得到了这种抛光工具的去除函数,验证了理论去除函数的合理性,满足使工件面形误差收敛的必要条件。精确获得去除函数是实现数控磁流变抛光的前提。     

具有公自转运动形式的可更新磁流变抛光工具

在光学自由曲面的成形抛光加工当中,加工去除的稳定性对工件加工质量具有重要的影响,而抛光液的更新是保证去除稳定的关键。该文提出了一种具有公自转运动形式的可更新磁流变抛光工具,能够完成磁流变抛光液内部磁链的重组更新,使得加工去除稳定。针对此抛光工具,使用刚体润滑理论获得理论去除轮廓,通过实验获得其在单自转状态下的去除轮廓,与理论分析吻合。峰值去除量时间的实验表明,该抛光头的去除效果受时间的影响很小,抛光去除稳定。     

表面粗糙度测量仪的工作原理分析及其改进方案

分析了传统表面粗糙度测量仪的基本原理 ,对采用计算机系统的改进方案进行了讨论 ,并指出其发展方向。     

碳/碳复合材料表面烧蚀多尺度粗糙度模拟简

通过建立碳/碳（C/C）复合材料在宏观、微观不同尺度上的烧蚀模型,利用有限元方法分析了C/C复合材料在烧蚀过程中的体积损失、表面粗糙度以及烧蚀性能的变化规律。微观上,模拟了材料烧蚀呈现的尖笋状粗糙度形貌。宏观上,采用ALE方法,并基于实验结果通过Fortran编程控制材料表面烧蚀后退运动,建立了C/C复合材料表面烧蚀的多尺度热力耦合分析模型,并进行瞬态有限元分析。结果表明：材料烧蚀表面粗糙度程度与烧蚀速率、材料性能密切相关;并且随着材料烧蚀程度的不同,材料的表面应力也相应变化。     

天然棉纤维表面超微结构及其变化的定量分析

天然棉纤维为异质性生物大分子，其超分子结构复杂. 通过对棉纤维细胞壁横切面的微观分析，发现其结构单元主要是微纤丝，异质性棉纤维超分子结构主要是微纤丝聚集排列方式的变化造成的. 利用原子力显微镜（AFM）对棉纤维表面立体结构的直接观察分析也进一步确证微纤丝聚集排列方式的多样性. AFM获得的结构图像是三维立体的，其起伏变化的指标——表面粗糙度，能够定量地表征棉纤维表面超微结构（微纤丝交叉区与平行区）及其降解过程中的变化程度. 对比X光衍射（XRD），红外光谱（FTIR）等跟踪棉纤维结构的变化结果，AFM对表面超微结构的分析能够在更深层次上反映具体结构的变化规律，从而为解决异质性的纤维素超分子结构与酶解效率之间定量关系的研究奠定了基础.     

干平整中工作辊与带钢表面粗糙度对摩擦系数影响的研究

针对干平整轧制过程中工作辊与带钢表面粗糙度对摩擦系数的影响仅能定性分析、不能满足生产需要的问题,经过大量的现场试验与理论研究,充分结合平整机组的设备与工艺特点,基于粗糙度的基本理论,根据干平整轧制过程中摩擦特点构造了反映工作辊及带钢表面粗糙度与摩擦系数之间一一对应关系的数学模型,提出了相应的模型计算策略,并将其应用到宝钢冷轧薄板厂1 220平整机组的生产实践,定量分析了工作辊及带钢表面粗糙度对摩擦系数的影响,有效地提高了轧制压力的预报精度与产品质量,取得了良好的使用效果,具有进一步推广应用价值。     

旱涝交替胁迫对稻田地表及地下水总磷的影响

通过蒸渗测坑对水稻拔节孕穗期和抽穗开花期2个重要生育期进行水位调控试验,研究单个生育阶段旱涝交替胁迫及2个生育阶段连续旱涝交替胁迫的稻田地表水、地下水总磷(TP)质量浓度变化。结果表明:旱涝交替胁迫对稻田地表水、地下水TP质量浓度变化影响显著,先旱后涝处理地表水的平均TP质量浓度比先涝后旱处理地表水TP质量浓度高,且P释放量下降速率快;地下水各处理受涝阶段的平均TP质量浓度比受旱阶段高,旱涝急转后TP质量浓度显著增加;与单个生育期进行旱涝交替胁迫处理相比,连续2个生育期进行旱涝交替胁迫处理时抽穗开花期TP质量浓度变化规律相似,但地表水平均TP质量浓度偏低,地下水平均TP质量浓度偏高。