纤维角度对CFRP材料超声磨削性能的影响分析

针对碳纤维复合材料(CFRP)单层板建立宏观正交超声磨削有限元模型,研究CFRP材料超声磨削加工中,纤维角度对应力分布、磨屑形貌以及加工表面质量的影响规律.研究结果表明:在CFRP材料超声磨削加工中CFRP,纤维角度为45°时,应力值最大,其次从大到小依次为0°、90°、135°;当纤维角度为0°时,磨屑形状为束状,45°的磨屑为小的条状,135°的磨屑主要为小块状,而90°纤维角度下的磨屑则为更小的块状;在纤维角度为0°时,CFRP材料超声磨削加工后表面有较少凹坑,表面质量最好,90°纤维角度表面质量较好,表面有少量的毛刺和凹坑出现,135°的较差,表面会出现凹坑和高低不平现象,而45°的最差,加工后表面有较多的毛刺及凹坑.     

纤维角度对CFRP材料超声磨削性能的影响分析

针对碳纤维复合材料(CFRP)单层板建立宏观正交超声磨削有限元模型,研究CFRP材料超声磨削加工中,纤维角度对应力分布、磨屑形貌以及加工表面质量的影响规律.研究结果表明:在CFRP材料超声磨削加工中CFRP,纤维角度为45°时,应力值最大,其次从大到小依次为0°、90°、135°;当纤维角度为0°时,磨屑形状为束状,45°的磨屑为小的条状,135°的磨屑主要为小块状,而90°纤维角度下的磨屑则为更小的块状;在纤维角度为0°时,CFRP材料超声磨削加工后表面有较少凹坑,表面质量最好,90°纤维角度表面质量较好,表面有少量的毛刺和凹坑出现,135°的较差,表面会出现凹坑和高低不平现象,而45°的最差,加工后表面有较多的毛刺及凹坑.     

碳纤维复合材料层合板抗弯性能试验研究

对碳纤维复合材料2种铺层的层合板进行了三点弯曲性能试验,分析了实验测试值．结果表明：从单向弯曲试验得到的拉伸强度值,通常高于从标准拉伸试验中得到的拉伸强度值;碳纤维层合板弯曲强度相对误差较小,合理的跨厚比是关键;弯曲试验方法只可用于质量控制,不适于数据设计;弯曲试验方法对其纤维方向与梁轴成0°或90°的层合板较适用．     

车削加工切屑卷曲及运动的三维模型研究

对切屑的三维卷曲模型进行了详细的分析,认为切屑具有上卷、侧卷和横卷3种基本的卷曲形式.切屑的运动在加工中是沿着进给方向前进,因此需要对切屑模型向进给方向变换,才能更好地描述切屑在空间的运动形式.切屑运动研究为切屑仿真以及实际加工中控制切屑的形成和折断打下理论基础.     

车削加工切屑卷曲及运动的三维模型研究

对切屑的三维卷曲模型进行了详细的分析，认为切屑具有上卷、侧卷和横卷3种基本的卷曲形式．切屑的运动在加工中是沿着进给方向前进，因此需要对切屑模型向进给方向变换，才能更好地描述切屑在空间的运动形式．切屑运动研究为切屑仿真以及实际加工中控制切屑的形成和折断打下理论基础．     

高速磁浮列车复合材料车体部件强度分析及结构优化

利用有限元分析与结构优化技术,研究高速磁浮列车复合材料车体部件强度问题。依据复合材料结构和力学特征,建立某高速磁浮列车复合材料车体强度分析模型;基于系统动力学和空气动力学分析结果,确定车体与走行机构之间的接口载荷及车体表面承受的气动载荷;运用BS EN 12663:2010标准和Tsai-Wu失效准则对车体结构进行强度分析。结果表明：车体结构强度满足设计要求,其中碳纤维头罩结构的最大Tsai-Wu失效因子仅为0.154;为充分挖掘复合材料的潜能,分别以柔度、质量和铺层顺序为目标函数,对碳纤维头罩进行自由尺寸优化、尺寸优化以及层叠次序优化,最终获得最佳铺层顺序为45°/-45°/0°/90°/90°/0°/45°/-45°/45°/-45°;优化后碳纤维头罩比与优化前质量减轻了28.9%;将优化后的头罩映射到整车车体并进行强度分析,碳纤维头罩的最大Tsai-Wu失效因子为0.163。     

旧平台改造项目中的浮吊船锚泊的分析

本文采用MOSES软件对蓝鲸号在埕北油田升级改造项目中的吊装作业进行系泊分析计算,在将锚缆系泊于旧平台的情况下,计算分析了8个入射方向0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°的风、浪、流等环境荷载,并考虑了待命状态和作业状态两种工况。通过分析计算得出能够满足蓝鲸号待命和作业状态的环境载荷要求,为旧平台改造时的作业船锚泊分析提供了参考。     

铜铝石墨组合材料摩擦角度与摩擦性能的关系

通过组合法制备了铜、铝、石墨三种材料构成的组合材料,利用定速摩擦试验机,研究了摩擦速度为200~2 000 r/min和制动压力为0.25~0.64 MPa条件下,摩擦角度对摩擦系数的影响.试验结果表明:摩擦角度对摩擦系数的影响与压力有关.当压力小于0.51 MPa时,摩擦角度的改变对摩擦系数影响不大;当压力超过0.51 MPa时,45°方向的摩擦系数要明显高于0°方向和90°方向的摩擦系数,原因在于摩擦角度为45°时,摩擦表面容易发生整体剪切流动,较强的粘着力形成鱼骨状裂纹,使剪切作用力增大,导致摩擦系数增高.     

基于边缘控制器的恒功率切削控制

针对加工中心智能控制系统可移植性差、响应速度慢等问题,提出基于边缘控制器的恒功率切削智能控制系统.以保持主轴功率恒定为约束条件,使用研华AMAX-5580边缘控制器对主轴功率进行分析处理,利用二维模糊控制器计算出合适的进给倍率,通过调整坐标轴进给速度使主轴功率维持在目标功率附近.在XHK716加工中心上设计了1组切削实...     

复合材料无损检测的新发展

<正>复合材料具有轻质高强、韧性好、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、耐蠕变等卓越性能,并且成型工艺简单、灵活,因而众多的如高强玻璃纤维,硼纤维、碳纤维、聚芳酰胺纤维等复合材料在其不同的应用领域显示了自己独有的优势和强大的竞争力。为此复合材料也被誉为是材料革命的方向,预言二十一世纪是复合材料的时代。当今尤其是碳纤维复合材料的迅速发     

车削大螺距螺纹轴向分层切削的设计方法

提出车削大螺距螺纹轴向分层切削方法,通过刀工接触关系及切削层参数的研究,揭示出关键工艺控制变量,并讨论螺纹螺旋升角对左右切削刃工作前角和后角的影响,以及切削次序对切削效率的影响;以切削效率、左右螺纹面加工表面一致性为设计目标,以刀具几何角度、切削参数及切削次序为设计变量,提出大螺距螺纹轴向分层切削工艺设计方法;设计并磨制两把刀具,提出与其匹配的工艺设计方案,进行车削大螺距螺纹切削工艺对比实验.实验结果表明,采用该设计方法获得的工艺方案,可使大螺距螺纹在螺距误差、加工表面形貌及其分布上得到明显改善,满足大螺距螺纹加工质量的要求.     

SiCp/Al复合材料加工技术综述

SiCp/Al复合材料以其优异的物理力学性能,被广泛应用于众多高科技领域,但实现其高效精密加工的困难性严重制约了SiCp/Al复合材料的推广应用.目前SiCp/Al复合材料的高效精密加工技术已成为一项重要的研究课题.在综合分析国内外相关研究文献的基础上,对SiCp/Al复合材料的切削加工、磨削加工、特种加工以及具有较好发展前景的复合加工等主要加工技术的特点及国内外研究现状进行了分析论述,以期为SiCp/Al复合材料加工技术的研究提供参考.     

SiCp/Al复合材料加工技术综述

SiCp/Al复合材料以其优异的物理力学性能,被广泛应用于众多高科技领域,但实现其高效精密加工的困难性严重制约了SiCp/Al复合材料的推广应用.目前SiCp/Al复合材料的高效精密加工技术已成为一项重要的研究课题.在综合分析国内外相关研究文献的基础上,对SiCp/Al复合材料的切削加工、磨削加工、特种加工以及具有较好发展前景的复合加工等主要加工技术的特点及国内外研究现状进行了分析论述,以期为SiCp/Al复合材料加工技术的研究提供参考.     

PVA纤维水泥基复合材料抗冲蚀磨损性能试验研究

挟沙水流对桥墩的冲蚀磨损严重,继而影响桥梁的安全服役.为此,采用自主研制的冲蚀磨损试验装置,对一种桥墩抗冲蚀磨损材料——聚乙烯醇（polyvinyl alcohol,PVA）纤维水泥基复合材料进行冲蚀磨损试验.以普通砂浆为参照,首先,测试了普通砂浆试块和PVA纤维水泥基复合材料试块的抗压强度;然后,测量了冲蚀引起的质量损失,并分析了两类材料在不同冲击角度下的冲蚀磨损特点;最后,采用计算流体力学程序开展数值模拟,从流场角度对冲蚀磨损机理开展了深入分析.研究结果表明：水胶比对材料抗冲蚀磨损性能影响最大,水胶比越低,材料的强度越高和抗冲蚀磨损性能越好;在不同的冲击角度下,试块表面的冲蚀坑形状不同,在90°冲击条件下,冲蚀坑呈圆环状,在30°冲击条件下,冲蚀坑呈马蹄形;普通砂浆和E3配合比试块随冲击时间增加,单位时间（5 min）的质量损失逐渐减小,但两者的冲蚀过程不同.     

切屑卷曲与剪切面形状之间关系的研究

从切屑离开塑性变形区后不再发生塑性变形以及工件材料变为切屑后其体积保持不变的假设出发,推导出切屑半径与剪切角的关系式,并求出剪切面的形状.通过对切屑金相磨片的比较分析.证实在高速切削时,剪切面可以简化为向上凸起的曲面.     

自适应天线系统中MUSIC算法的研究及其仿真分析

本文基于自适应天线系统中的辨识信号到达方向AOA(Angle of Arrival)关键问题,研究了其实现的MUSIC算法的原理,并通过MATLAB仿真分析,结果表明,接收信号个数必须小于阵元数才能用MUSIC算法进行波达方估计,MUSIC算法对于波达方向估计的分辨率在接近90°处为5°左右,在接近0°~180°处为5°~7°。     

线路与断裂走向交角对青藏铁路路基的影响

为探讨线路与断裂走向交角对青藏铁路路基的影响,统计了青藏铁路与154条断裂相交的角度,用软件Arcgis中的反距离加权插值法(IDW)和有限元分析软件ANSYS,对线路与活动断裂的相交进行了模拟.根据IDW的模拟结果,0°~40°相交时,断裂影响系数多在0.5以上,均值较大;而50°~90°相交时,影响系数分布较均匀,均值较小.ANSYS的模拟结果显示:0°~40°相交时,交角对路基相对位移均值的影响较大;而50°~90°相交时,交角对路基相对位移均值的影响较小.研究结果表明,断裂分布较多的地区,铁路选线时应尽量使线路与断裂走向相交的角度大于40,°以减小断裂对路基的危害.     

碳纤维在水泥基体中的分散性研究

研究了分散剂甲基纤维素(MC)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)的掺量、浓度及黏度对碳纤维在水中分散性的影响,利用硅粉的填充效应和分散效应,实现了碳纤维在水泥基体中的均匀分散.借助SEM扫描电镜,分析了不同配比的碳纤维增强水泥基复合材料(CFRC)试样的断口形貌.试验表明,HPMC对碳纤维的分散性优于MC,当HPMC和硅粉双掺、且HPMC水溶液质量分数为0.4%、硅粉掺量为10%时,碳纤维在水泥中的分散效果最佳.     

一种难加工材料的斜角切削过程的数值模拟

参数化建模在仿真切削过程中是行之有效的方法。通过接口设计,系统实现了在Marc中对斜角切削方式的参数化建模。基于金属切削理论和有限元分析原理。借助于有限元方法及材料弹塑性变形理论。针对斜角切削方式,通过建立几何模型、材料模型、刀屑摩擦模型、热控模型和切屑分离准则,采用有限元分析软件Marc,对一种难加工材料的切削过程进行数值模拟,得到在不同切削条件下的切削区应力场、温度场。通过对数值模拟后切削力的结果与实验得到的数据进行比较,验证了所建模型的合理性。     

碳纤维复合材料抗拉性能测试结果的影响因素分析

对碳纤维布及其复合材料进行了抗拉性能测试,分析了影响实验测试值的因素.结果表明:各种缺陷都可能在局部降低复合材料强度;即使很小的弯曲变形都会导致大的局部应力;碳纤维复合材料在静载下对尺寸效应较敏感;树脂的力学性能也会对碳纤维片材的极限抗拉强度产生影响.