砂带三维表面形貌特征量化评价方法

为实现对砂带三维表面形貌特征的量化评价,针对砂带表面磨粒外形、尺寸、分布均具有强不规则性与随机性的特点,提出一种包含功率谱密度分析、自相关函数分析和磨粒特征统计学分析的评价方法,通过获得砂带表面截止频率、自相关长度、纹理横纵比、磨粒密度、磨粒出刃高度、磨粒间距、磨粒刃端半径及顶锥角等评价参数,从宏观整体到局部磨粒对表面形貌特征完成定性和定量评价.以P60、P80、P100和P120号粒度锆刚玉砂带为例进行试验,结果表明:砂带表面呈各向同性,随粒度号增加砂带表面自相关程度降低;磨粒密度增加,磨粒等高性与位置分布均匀性加强;刃端半径减小,顶锥角保持在70°~85°;表面磨粒间距与磨粒出刃高度均近似服从正态分布.     

Zr-4合金管砂带随形磨削实验分析

采用3种不同磨料的砂带对Zr-4合金管进行了磨削工艺试验,探究了磨粒与工件间的交互创成机理,得到了Zr-4合金材料砂带磨削过程中材料去除率和表面粗糙度的主要影响因素。借助先进的测试设备,对磨削后的砂带磨粒磨损形貌、工件表面形貌进行了观测,并对Zr-4合金表面烧伤层金相组织及显微硬度变化规律做了分析研究。试验结果表明：砂带线速度、磨削压力、接触轮硬度和磨料种类对材料去除率和表面粗糙度均有较大的影响,其中砂带线速度影响最为显著;锆刚玉和氧化铝磨粒的粘附磨损较为严重,碳化硅磨粒主要以磨耗磨损为主;工件烧伤时材料表层金相组织发生变化,使得Zr-4合金物理机械性能下降。试验及研究结果为寻求高效、高精度Zr-4合金砂带磨削加工工艺提供了试验和理论依据。     

不同形状磨粒随机分布磨料表面的三维建模仿真

为了更准确地对不同形状磨粒的加工过程进行仿真,基于统计学的原理,利用打靶法模拟多颗不同形状(圆锥形、正四棱锥形、正三棱锥形以及半球形)的磨粒表面的随机分布,实现了通过设定不同的参数(粒度、出露高度、圆角半径、锥角),生成位置随机的三维磨料表面模型,并对结果做了相应的统计学验证,结果基本符合工程上的要求.模拟结果表明,磨粒尺寸的参数误差控制在1‰范围内,磨料地貌图中不存在磨粒重叠现象和空位现象,且磨粒分布相对较均匀.     

背板对氧化铝陶瓷薄板断裂锥形态的影响

采用弹道侵彻试验与有限元数值模拟相结合的方法,研究了背板条件对氧化铝薄板陶瓷/金属复合装甲在抗12.7 mm穿燃弹过程中形成的陶瓷锥角大小与形态的影响,并分析了陶瓷锥形成的过程与机理.结果表明:背板厚度对于陶瓷锥大小的影响尤为明显,当背板厚度增大时,主裂纹汇聚的交点越靠近弹靶接触面,此时拉剪裂纹的扩展起到了主要作用,当背板厚度与陶瓷厚度之比小于1时,厚度比每增大1/6,陶瓷锥锥角大小增加5%;当界面间波阻抗差值减小即背板材料波阻抗升高时,从界面反射的应力波减弱,从而减小了对陶瓷的损伤,陶瓷断裂锥锥角大小也随之减小.      

Y3+掺杂二氧化硅磨料的合成及其在氧化锆陶瓷中的化学机械抛光行为

为了提高氧化锆陶瓷的抛光效率,在二氧化硅表面掺杂Y³⁺得到改性磨料. X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)分析表明, Y元素以Y(OH)3的形式存在于改性磨料中.扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)和粒度分析结果表明,复合磨料呈球形,粒度均匀,无聚集体和2次颗粒出现.与纯胶体二氧化硅磨料相比,材料去除率(material removal rate, MRR)提高了33%左右. MRR增大的原因是掺杂的Y(OH)₃改变了二氧化硅颗粒的Zeta电位,减小了二氧化硅颗粒与氧化锆陶瓷之间的排斥力,增大了二氧化硅颗粒和氧化锆陶瓷基体之间的接触概率,导致摩擦系数增大.     

玻璃包覆铁基合金微丝制备微熔池的稳定性

保持微熔池稳定是采用玻璃包覆熔融纺丝法连续稳定制备微丝的前提.采用理论计算分析了感应加热器结构参数、加热电流、微熔池的体积、微熔池在感应加热器中的位置等因素对铁基合金微熔池温度和所受悬浮力的影响,获得了保持微熔池稳定的合理工艺参数.在合适的拉丝温度(1280℃左右)下,增大感应加热器锥角和下锥孔高度,减小感应加热器高度、下锥孔半径以及微熔池中心与下锥孔上端面之间的距离,均有利于提高铁基合金微熔池所受悬浮力;减小电流的同时减小微熔池的体积(质量),有利于减小重力与悬浮力差值.在本文研究条件下,整体感应加热器的合理结构尺寸为:感应加热器锥角120～130°,感应加热器高度12～14mm,下锥孔高度2～4mm,下锥孔半径3～4mm.微熔池中心与感应加热器下锥孔上端面之间的合理距离为4～6mm,合适的微熔池质量为1.5～2.0g.采用结构优化的整体感应加热器,并通过连续进料使微熔池的体积(质量)保持基本不变,实现了玻璃包覆铁基合金微丝的连续稳定制备.     

南京下蜀黄土图解法与矩值法粒度参数对比研究

根据图解法和矩值法的计算原理,对南京江北地区下蜀黄土58个样品分别进行定量计算,并对两种方法所得结果进行对比研究.结果表明,两种计算结果的平均粒径具有高度相关性,相关方程为y=0.790 3x 1.512 3,决定系数为0.952 5,计算得到相关系数为0.976 0,表明两种方法得到的平均粒径基本相等,可以互相代替;标准偏差相关方程为y=0.906 2x 0.109 6,决定系数为0.971 2,相关系数为0.985.而偏态和峰态较为离散,不具有相关性.造成这两种结果差异的主要原因在于计算原理不同.图解法统计样品的90%子样,矩值法统计样品粒度分布的总体特征.偏态注重粒度分布的尾部,峰态关注峰的宽窄,且由于古土壤呈明显的双峰分布,因而高阶偏态和峰态差异显著.通过对比研究发现,矩值法计算的粒度参数对下蜀黄土研究具有更高的精确性和可靠性.     

AZ31B合金的铸轧组织

利用金相及扫描电镜对AZ31B 合金热模拟和铸轧样组织结构进行研究.研究结果表明在不同应变量下,热模拟样品的晶粒粒度均随应变速率的增加而减小,而当其他条件相同时,变形量越大晶粒粒度越小,冷却强度降低,合金呈典型铸态组织;利用铸轧技术生产的AZ31B 合金,当应变速率一定时,随着初始铸轧温度的降低,铸轧态板材的树枝晶粒度逐渐减小;而在初始铸轧温度一定时,随着应变速率的增大,铸轧态合金板材的树枝晶粒度也逐渐减小;而随着应变速率的提高,树枝晶沿轧向呈流线状排列的趋势增强;在AZ31B 合金铸轧过程中,轧制力不能太大,否则容易引起热裂.     

抑郁症患者静息态枕叶θ,α频段能量偏侧化与视觉注意功能损伤的相关研究

目的:探究静息态下抑郁症患者枕叶能量偏侧化与持续注意功能的相关性.方法:对26名抑郁症患者和22名健康志愿者进行静息态脑磁图描记对比,用小波变换分析脑磁信号时频.对比抑郁组和对照组枕叶θ,α频段能量强度和偏侧性,用持续注意测验检测被试的注意/警觉功能,分析患者注意功能和枕叶能量偏侧性的相关.结果:抑郁组的左侧枕叶的θ,α频段能量显著低于对照组(P=0.019;P=0.037),抑郁组的枕叶θ频段能量存在一个显著的右偏侧化(P=0.028).抑郁组持续注意测验得分显著低于对照组(P=0.001),且与枕叶θ,α频段能量呈显著负相关(P=0.004;P=0.034).结论:抑郁症患者静息状态下枕叶θ,α频段能量的异常偏侧化可能预示着半球间功能失衡,影响其持续注意功能.     

澧水下游漫滩沉积物粒度特征及其环境指示意义

通过对澧水下游野外考察、河漫滩沉积物取样和沉积物粒度分析,以期探讨澧水下游漫滩沉积物的粒度特征及其与环境的相互关系.结果表明,澧水下游漫滩21个站点沉积物中黏土-粉砂-砂含量的百分比平均值分别是13.4%、58.15%、28.36%;平均粒径(M_Z)的范围在3.18~6.28Φ、标准偏差(σ_I)的范围在2.72~1.69、偏度(Sk_I)的范围在-0.21~0.57、峰态(K_G)的范围在0.80~1.27、中值粒径(D_(50))的范围在2.24~6.24Φ.澧水下游漫滩沉积物的粒度分布与河水动力条件呈正比关系,河水动能越强,沉积物粒度越大,反之沉积物粒度越小.这与河流系统的自身行为和人类活动等因素有关,河流拐弯和汇合等使河流流速变大,沉积物的颗粒也相对变大,砂组分比重增加;人类活动如农业灌溉使河流径流量显著减少,河流水动能减弱,沉积物颗粒随之变小.     

玻璃钢复合材料砂带磨削实验分析

采用3种磨料不同粒度的砂带对玻璃钢复合材料进行砂带磨削实验,分析了磨料与工件间的交互作用机理。通过大量试验以及试验数据获得了玻璃钢复合材料砂带磨削过程中材料切除率以及砂带寿命的主要影响因素,并首次采用专业图像分析软件Image-ProPlus分析了砂带堵塞程度及堵塞的主要原因。实验结果表明:玻璃钢复合材料砂带磨削过程中,材料切除率受磨削压力、砂带线速度、磨料种类及粒度的影响很大,其中陶瓷磨料磨削时获得的材料切除率最高;影响砂带堵塞程度的最主要因素是磨削压力;磨平磨钝是砂带磨粒最主要的磨损形式,其中堆积磨料砂带的寿命最长,陶瓷磨料砂带次之。     

磨料流光整加工性研究

对磨料特性及其加工性进行了系统的研究,实验结果表明：在低速范围内,流动指数较小的磨料加工效果较好。磨料粘度及磨粒含量增加,均能提高加工效果,但流动性变差。磨粒粒度增大也可提高加工效果,其选择应取决于初始表面糙度值。     

Grain size distribution and topology in 3D grain growth simulation with large-scale Monte Carlo method

Three-dimensional normal grain growth was appropriately simulated using a Potts model Monte Carlo algorithm. The quasi-stationary grain size distribution obtained from simulation agreed well with the experimental result of pure iron. The Weibull function with a parameter β=2.77 and the Yu-Liu function with a parameter v =2.71 fit the quasi-stationary grain size distribution well. The grain volume distribution is a function that decreased exponentially with increasing grain volume. The distribution of boundary area of grains has a peak at S/〈S〉=0.5, where S is the boundary area of a grain and 〈S〉 is the mean boundary area of all grains in the system. The lognormal function fits the face number distribution well and the peak of the face number distribution is f=10. The mean radius of f-faced grains is not proportional to the face number, but appears to be related by a curve convex upward. In the 2D cross-section, both the perimeter law and the Aboav-Weaire law are observed to hold.     

磨料流加工时磨料流动形态的研究

根据流变学原理建立了磨料流加工时磨料流动形态的数学模型，利用反光粒子－纹影照相法对磨料流动形态进行的分析表明：沿径向流速差决定了磨粒所受的力；壁面滑动速度决定了磨粒与加工表面的相对运动，磨粒所受的切向力和磨粒与加工表面的相对运动越大，其加工效果越好，实验结果与理论分析的结论基本一致。     

不锈钢材料砂带磨削试验

不锈钢材料具有优良的性能,应用广泛,但属于难磨材料．砂带磨削具有良好的磨削加工性能,笔者采用4种磨料砂带对不锈钢材料进行磨削试验．研究了磨粒与工件在磨削过程中的交互作用机理,讨论了影响材料去除率的因素,用SEM分析了加工表面显微形貌特征,揭示了材料的去除机理和砂带磨损形式．     

超音速火焰喷涂WC-12Co涂层的磨粒磨损行为研究

对超音速火焰WC-12Co涂层进行了磨粒磨损试验,研究了磨粒磨损试验参数对涂层性能的影响,并通过SEM对涂层表面的显微形貌进行了观察分析,探讨了WC-12Co涂层的磨粒磨损失效机制.结果表明:涂层的失重随试验载荷及磨料直径的增加而增加;在载荷或磨料粒度较大时.涂层的磨损失效形式为晶粒剥落及犁沟切削相结合;当载荷或磨料粒度较小时,其失效形式主要为晶粒剥落方式.     

精密砂带研磨特性研究及应用

理论分析了精密砂带外圆研磨材料表面的特性,弄清了低粗糙度加工表面是由于磨粒切刃在材料表面形成了致密均匀的交叉微细磨痕,补偿了单一方向磨痕高度的不均匀．为研究淬硬合金不锈钢材料磨削加工表面粗糙度的主要影响因素,在齿轮泵齿轮轴上进行了磨削试验．结果表明：适当减小砂带接触压力能有效降低工件表面粗糙度;在稳定研磨时间内加工表面粗糙度值可以达到精密级．     

氧化锆对刚玉-莫来石复相材料显微结构的影响

通过扫描电镜、光学显微镜、X射线衍射仪和能谱探针研究了单斜晶型氧化锆对刚玉-莫来石复相材料显微结构的影响.结果表明:当氧化锆质量分数＜25%时,氧化锆对刚玉-莫来石基体骨架有充实作用;氧化锆质量分数增加到35%左右时,基体骨架被氧化锆晶粒瓦解,处于一种过渡态;氧化锆质量分数超过40%后,氧化锆晶粒会堆集成串珠链状,并与基体主晶相共同交织成一种新的结构骨架,但新骨架仍较松散.氧化锆晶体的马氏体相变导致了刚玉-莫来石复相材料产生微裂纹,裂纹密度与氧化锆加入量有并增趋势.     

粘结磁性磨料的研究

介绍了用粘结法制备磁性磨料的新工艺,研究了粘结磁性磨料的成分、技术特征和要求,并对粘结磁性磨料的性能进行了初步的测试。结果表明,粘结磁性磨料的综合性能优良,制备方法简单,可以取代进口磁性磨料,填补了国内磁性磨料制备技术的空白,解决磁性研磨技术进一步推广应用的主要难题。