超声振动辅助切削三维SiCp/Al复合材料温度仿真研究 被引量：3

1

作者 林洁琼 闫东 +2 位作者 卢明明 李家成 高鑫 《制造技术与机床》 北大核心 2023年第1期36-43,共8页

铝基碳化硅(SiCp/Al)复合材料由于优异的性能在航空航天、汽车生产等领域中得到了广泛的应用。为了深入了解超声振动辅助车削SiCp/Al的切削机理,使用有限元仿真软件ABAQUS建立了超声振动辅助车削SiCp/Al的三维仿真模型,并分别对颗粒、... 铝基碳化硅(SiCp/Al)复合材料由于优异的性能在航空航天、汽车生产等领域中得到了广泛的应用。为了深入了解超声振动辅助车削SiCp/Al的切削机理,使用有限元仿真软件ABAQUS建立了超声振动辅助车削SiCp/Al的三维仿真模型,并分别对颗粒、基体及内聚力模型进行定义。针对所建立的三维模型仿真分别分析了不同切削速度、切削深度、刀具振幅以及刀具振动频率的SiCp/Al切削温度。从仿真结果可以看出:超声振动辅助切削SiCp/Al时,SiC颗粒的温度普遍比Al基体的温度要低,切削过程中工件的温度与切削速度、切削深度和刀具的振幅成正比,但是随着刀具振动频率的增加温度反而会降低,另外在剪切带的切削温度最高。 展开更多

关键词 超声振动辅助车削 铝基碳化硅 切削温度 剪切带 三维仿真模型

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铝基碳化硅激光辅助微切削仿真及实验研究 被引量：5

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作者 王志达 翟昌太 +3 位作者 于朋 田纪文 聂小雨 许金凯 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2020年第10期59-63,共5页

为探究激光辅助切削技术对高体积分数铝基碳化硅材料加工质量的影响,利用ABAQUS有限元仿真软件,建立体积分数45%的铝基碳化硅材料切削仿真模型,对铝基碳化硅材料受热后温度场的分布和不同切削参数下的应力分布进行了仿真研究。对铝基碳... 为探究激光辅助切削技术对高体积分数铝基碳化硅材料加工质量的影响,利用ABAQUS有限元仿真软件,建立体积分数45%的铝基碳化硅材料切削仿真模型,对铝基碳化硅材料受热后温度场的分布和不同切削参数下的应力分布进行了仿真研究。对铝基碳化硅材料进行了单因素切削实验及激光辅助正交精密微切削实验研究,对实验结果进行分析与探讨。实验结果表明,铝基碳化硅材料在受热后切削过程中应力值有所减小,激光辅助切削技术能有效改善被加工铝基碳化硅材料的表面粗糙度,减少表面形貌缺陷,同时降低刀具磨损。 展开更多

关键词 有限元仿真 铝基碳化硅 激光辅助切削 表面粗糙度

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基于支持向量机的铝基碳化硅磨削表面质量预测 被引量：4

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作者 朱传敏 顾鹏 +1 位作者 刘丁豪 吴尹悦 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期240-248,共9页

目的针对传统粗糙度指标评价具有凹坑缺陷的铝基碳化硅磨削表面质量的局限性,提出基于三维形貌的改进表面粗糙度评价指标及其预测模型。方法基于磨削表面三维形貌构建等高线图,获取等高线轮廓间面积占比与轮廓高度的关系曲线,提出表面... 目的针对传统粗糙度指标评价具有凹坑缺陷的铝基碳化硅磨削表面质量的局限性,提出基于三维形貌的改进表面粗糙度评价指标及其预测模型。方法基于磨削表面三维形貌构建等高线图,获取等高线轮廓间面积占比与轮廓高度的关系曲线,提出表面三维形貌体积相对于采样区域面积的算术平均偏差和凹坑最大偏离高度评价指标,用于表征包含凹坑缺陷的磨削表面质量。基于支持向量机建立和优化三维形貌算术平均偏差和凹坑最大偏离高度的预测模型,并分析磨削工艺参数对评价指标的影响规律。结果三维形貌算术平均偏差和凹坑最大偏离高度评价指标包含凹坑缺陷等更多表面特征,评价指标预测值与实验值误差在5%以内,且随着砂轮转速的增大而减小,随着进给速度与磨削深度的增大而增大。结论采用三维形貌算术平均偏差和凹坑最大偏离高度评价包含凹坑缺陷的磨削表面质量是合理的,评价指标测量和确定方法是可行和有效的。基于支持向量机的评价指标预测方法具有正确性,为铝基碳化硅磨削表面质量评价和使用性能研究打下了基础。 展开更多

关键词 铝基碳化硅 磨削加工 表面三维形貌 凹坑缺陷 算术平均偏差 支持向量机

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颗粒增强型铝基碳化硅超声辅助钻孔加工工艺试验研究

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作者 何健 蔡志为 张建国 《北华航天工业学院学报》 CAS 2023年第2期7-9,共3页

颗粒增强型铝基碳化硅(SiCp/Al)材料具有高比强度、高比模量、高耐磨性等特性,广泛应用于航空航天器制造领域。但由于其加工过程对刀具磨损严重,容易造成零件表面崩裂或尺寸偏差大的问题,限制了其在精密零部件方面的应用和发展。本文研... 颗粒增强型铝基碳化硅(SiCp/Al)材料具有高比强度、高比模量、高耐磨性等特性,广泛应用于航空航天器制造领域。但由于其加工过程对刀具磨损严重,容易造成零件表面崩裂或尺寸偏差大的问题,限制了其在精密零部件方面的应用和发展。本文研究和试验一种通过超声辅助钻孔的方式,解决刀具与碳化硅增强颗粒硬摩擦的问题,降低刀具磨损,提升加工质量。 展开更多

关键词 铝基碳化硅 超声辅助加工 工艺参数

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30%SiC_(p)/Al复合材料空间服役温度环境适应性研究 被引量：1

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作者 孔静 李岩 +7 位作者 刘泊天 于翔天 左洋 高鸿 王向轲 陈涛 王茹 朱旭彬 《航天器环境工程》 北大核心 2022年第3期242-247,共6页

30%SiC_(p)/Al复合材料具有较高的比强度和比刚度,应用于火星车驱动组件需满足空间环境温度下的高强韧性和高尺寸稳定性需求。文章对粉末冶金法制备的铝基碳化硅复合材料开展了空间环境地面模拟试验,分别从力学性能、组织结构和热物理... 30%SiC_(p)/Al复合材料具有较高的比强度和比刚度,应用于火星车驱动组件需满足空间环境温度下的高强韧性和高尺寸稳定性需求。文章对粉末冶金法制备的铝基碳化硅复合材料开展了空间环境地面模拟试验,分别从力学性能、组织结构和热物理性能等方面对材料的大温域空间环境适应性进行系统分析。结果表明,材料的力学性能和热物理性能随温度呈现规律性的变化,且具有各向异性:低温条件下抗拉强度提高,线膨胀系数降低;高温条件下冲击韧性提高,导热系数降低;经高低温循环后残余应力降低,抗拉强度提高,线膨胀系数各向异性降低。在此基础上,初步分析了铝基碳化硅复合材料受不同空间温度环境影响,力学性能和热物理性能发生变化的内在机理。 展开更多

关键词 铝基碳化硅 复合材料 空间环境 高低温 各向异性 试验研究

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高体分铝基碳化硅超声振动钻削的内孔表面质量试验研究 被引量：2

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作者 马利杰 屈海涛 +3 位作者 马尊严 逄明华 冯启高 王占奎 《工具技术》 北大核心 2023年第2期33-38,共6页

针对高体分铝基碳化硅精密钻削加工技术难题,利用普通超声振动钻削(UVD)和超声振动啄式钻削(UVPD)两种工艺,通过均匀试验设计,对高体分铝基碳化硅套料钻削的内孔表面质量的变化规律及产生原因进行了深入的直观分析和回归分析。结果表明... 针对高体分铝基碳化硅精密钻削加工技术难题,利用普通超声振动钻削(UVD)和超声振动啄式钻削(UVPD)两种工艺,通过均匀试验设计,对高体分铝基碳化硅套料钻削的内孔表面质量的变化规律及产生原因进行了深入的直观分析和回归分析。结果表明:高体分铝基碳化硅套料钻削时,内孔表面缺陷表现为SiC颗粒拔出、SiC颗粒破裂、Al基体塑性变形三种形式;采用UVD能够获得比普通钻削更好的内孔质量,而采用UVPD的表面粗糙度可比UVD降低20%以上,各工艺条件下表面缺陷特征的差异是导致内孔质量变化的根本原因;无论UVD还是UVPD,超声振幅和进给速度都是影响内孔质量的重要因素,增大超声振幅或降低进给速度都有利于提高内孔质量。 展开更多

关键词 高体分铝基碳化硅 超声振动钻削 内孔表面质量 均匀试验设计

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SiC_p/Al复合材料复杂曲面的精密加工刀具设计 被引量：5

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作者 黄斌 段富海 +2 位作者 袁绪武 张昊 黄毅韬 《机电工程技术》 2018年第10期11-13,115,共4页

针对高体积分数SiC_p/Al复合材料复杂曲面难加工问题,设计了一种四刃PCD球头立铣刀。首先分析了SiC_p/Al材料性能和工件结构,得到刀具设计要求;其次通过对刀具和工件材料的对比分析,确定了刀具材料为PCD材料以及刀片参数;再次综合实验... 针对高体积分数SiC_p/Al复合材料复杂曲面难加工问题,设计了一种四刃PCD球头立铣刀。首先分析了SiC_p/Al材料性能和工件结构,得到刀具设计要求;其次通过对刀具和工件材料的对比分析,确定了刀具材料为PCD材料以及刀片参数;再次综合实验数据和金属切削原理,优化设计了刀具的基本几何参数,建立了刀具模型;最后进行了新刀具的加工实验,结果表明:设计的球头立铣刀提高了铣削加工性能,有效增加了刀具寿命,可为SiC_p/Al复合材料在航空航天等领域的推广使用提供借鉴。 展开更多

关键词 铝基碳化硅复合材料(SiCp/Al) 复杂曲面加工 刀具设计

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镁含量对无压浸渗SiC/Al复合材料性能的影响 被引量：1

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作者 刘秋元 王峰 +3 位作者 邱肖盼 贺智勇 张启富 谢志鹏 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期818-823,共6页

以SiC粉及铝合金(3%Mg(质量分数)、5%Mg、7%Mg、10%Mg)为主要原料,采用无压浸渗工艺制备得到了SiC/Al复合材料。表征了SiC/Al复合材料的物相组成、显微结构、力学性能及热导率,研究了合金中Mg含量对SiC/Al复合材料结构组成、力学及热学... 以SiC粉及铝合金(3%Mg(质量分数)、5%Mg、7%Mg、10%Mg)为主要原料,采用无压浸渗工艺制备得到了SiC/Al复合材料。表征了SiC/Al复合材料的物相组成、显微结构、力学性能及热导率,研究了合金中Mg含量对SiC/Al复合材料结构组成、力学及热学性能的影响。结果表明:制备得到的SiC/Al复合材料主晶相均为SiC与Al。适量Mg的引入有助于改善铝合金与SiC颗粒间的浸渗性能,能有效促进SiC/Al复合材料的界面反应。其中引入5%Mg样品的显微结构较为致密,综合性能较优,其气孔率为0.13%,体积密度为2.94 g/cm3,抗弯强度为(366.36±14.37)MPa,断裂韧性为(9.2±0.27)MPa·m1/2,热导率为178.81 W/(m·K)。 展开更多

关键词 铝基碳化硅复合材料 无压浸渗 结构组成 性能

原文传递

铣削参数对SiC_p/Al复合材料表面质量及切屑的影响

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作者 潘勇强 刘瑞琳 《工具技术》 北大核心 2024年第5期112-115,共4页

铝基碳化硅(SiC_p/Al)复合材料因其优异的力学及热学性能在航空航天领域有广阔的应用前景,而增强颗粒SiC_p严重影响SiC_p/Al复合材料的切削表面质量。利用表面轮廓仪和扫描电镜研究不同铣削参数下SiC_p/Al复合材料的加工表面质量及切屑... 铝基碳化硅(SiC_p/Al)复合材料因其优异的力学及热学性能在航空航天领域有广阔的应用前景,而增强颗粒SiC_p严重影响SiC_p/Al复合材料的切削表面质量。利用表面轮廓仪和扫描电镜研究不同铣削参数下SiC_p/Al复合材料的加工表面质量及切屑形貌,并建立进给量和铣削速度相关的粗糙度模型。研究结果表明:粗糙度值随进给量和铣削速度的增加而增加;铣削速度是加工表面微观结构特征演化的主导因素,并且凹坑随铣削速度的提高而减少;不同铣削参数下的切屑均为崩碎状,铣削速度越快,切屑尺寸越小。 展开更多

关键词 铝基碳化硅 铣削加工 表面质量 切屑

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铝基碳化硅复合材料镍镀层氢释放规律

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作者 王楠 崔庆新 +5 位作者 李思振 王景润 徐俊杰 赵潋景 吕振兴 佟晓波 《高科技纤维与应用》 CAS 2024年第3期27-33,共7页

铝基碳化硅复合材料具有高导热率、低热膨胀以及尺寸稳定性好等特点,广泛应用于空间微波组件管壳产品。为满足其应用于天线微波组件时的导电、焊接、散热等功能特性要求,铝基碳化硅复合材料需要进行化学镀镍,此过程会引入氢,由此对释氢... 铝基碳化硅复合材料具有高导热率、低热膨胀以及尺寸稳定性好等特点,广泛应用于空间微波组件管壳产品。为满足其应用于天线微波组件时的导电、焊接、散热等功能特性要求,铝基碳化硅复合材料需要进行化学镀镍,此过程会引入氢,由此对释氢、控氢提出明确需求。基于此,对铝基碳化硅镀镍的氢分布进行研究,采用SEM、XRD等方法分析材料微观结构表征,结果表明,基材与镀层均存在一定的孔隙结构,为氢的存贮提供场所;采用氢微印的实验方法表征氢的分布,结果表明铝基碳化硅镀镍中的氢规律为:铝基碳化硅镀镍后,氢分布在镀镍层和镀层下浅层基体中,且随着时间的延长,氢自发向深层基体扩散;氢主要分布在Al基体中,SiC颗粒上较少,且主要分布在基材及镀层中的微孔及位错缺陷处。采用TDS对不同温度除氢后的铝基碳化硅镀镍的氢释放量进行测试,表明高温除氢后释氢明显降低,且温度高有利于氢释放。 展开更多

关键词 铝基碳化硅 化学镀镍 氢释放规律 微波组件管壳

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铝基碳化硅抛光液试验研究 被引量：1

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作者 兰剑飞 《农业装备与车辆工程》 2023年第6期159-162,共4页

为了配制适用于铝基碳化硅精密抛光的特种抛光液,采用非牛顿流体磨头对体积分数为30%的铝基碳化硅进行加工试验,以表面微观形貌和表面粗糙度为评价指标,设计试验探究抛光液中各组分含量对抛光效果的影响。试验表明:金刚石磨料对铝基碳... 为了配制适用于铝基碳化硅精密抛光的特种抛光液,采用非牛顿流体磨头对体积分数为30%的铝基碳化硅进行加工试验,以表面微观形貌和表面粗糙度为评价指标,设计试验探究抛光液中各组分含量对抛光效果的影响。试验表明:金刚石磨料对铝基碳化硅的抛光效果最好,表面形貌平坦,表面粗糙度低,在抛光液浓度为10%、金刚石调和油比例为3%时获得了最佳表面粗糙度,数值为0.056μm。 展开更多

关键词 铝基碳化硅 抛光液 表面形貌 表面粗糙度

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V形槽电极电火花加工仿真及试验研究

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作者 陈金濠 戴江权 郭钟宁 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2022年第8期18-24,45,共8页

为解决大粒径加工产物难以排出的问题,实现对铝基碳化硅材料进行稳定的电火花加工,提出一种V形槽电极电火花加工(Electrical Discharge Machining,EDM)方法。对V形槽电极电火花加工铝基碳化硅材料进行建模与仿真,通过运用固-液两相流数... 为解决大粒径加工产物难以排出的问题,实现对铝基碳化硅材料进行稳定的电火花加工,提出一种V形槽电极电火花加工(Electrical Discharge Machining,EDM)方法。对V形槽电极电火花加工铝基碳化硅材料进行建模与仿真,通过运用固-液两相流数值的方法模拟电极与工件加工间隙冲液与电蚀产物的两相流动的过程,并与单孔圆形电极进行对比研究,最后进行电火花加工试验验证。仿真结果显示,V形槽电极电火花加工过程中能促进间隙流场的扰动,大部分颗粒产物汇集到V形槽结构,促使颗粒杂质排出加工区域。电火花加工试验结果表明,在不同冲液压力下,V形槽电极加工效率均高于单孔圆形电极加工效率,且电极的损耗更小,加工入口孔径更小,出入口孔径差控制在0.061~0.152 mm范围。 展开更多

关键词 铝基碳化硅 V形槽电极 高速旋转 流体与固体颗粒运动仿真

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