单点渐进成形(SPIF)过程中的摩擦是影响工件表面质量和成形性能的主要因素。为了研究工艺参数对SPIF中摩擦的影响,根据SPIF成形原理和成形过程中摩擦的特点,以成形工具与金属板料的接触面积为分析对象,解析表达考虑摩擦条件下的受力状态,给出成形力与摩擦系数之间的关联表达式。在此基础上,通过实验测力计算得到不同工艺参数下的摩擦系数值,并通过有限元模拟验证所获摩擦系数的准确性和有效性。最后,采用表面响应法分析了成形参数对摩擦系数的影响及摩擦系数的预测模型。研究结果表明:刀具直径或主轴转速的增加有助于减小接触面间的摩擦系数,而分层进给量、进给速度或成形角的增加均使摩擦系数有不同程度的增大。研究结果可为提高零件表面质量和成形性能提供理论和技术参考。
摘要:纤维增强聚合物复合材料由于其高刚度,正在成为传统金属材料修复和替代中的重要且方便的材料。复合材料在其使用寿命期间会承受不同类型的疲劳载荷。增强纤维增强聚合物复合材料在疲劳应力下的设计方法和预测模型的动力依赖于更精确和可靠的疲劳寿命评估技术。在拉伸-拉伸疲劳场景中研究了纤维体积分数和应力水平对玻璃纤维增强聚酯 (GFRP) 复合材料疲劳性能的影响。本研究的纤维体积分数设置为:20%、35% 和 50%。使用万能试验机对样品进行拉伸试验,并使用四种不同的预测模型验证杨氏模量。为了确定复合材料的失效模式和疲劳寿命,对聚酯基 GFRP 样品在五个应力水平下进行了评估,这五个应力水平分别为最大拉伸应力的 75%、65%、50%、40% 和 25%,直到发生断裂或达到五百万次疲劳循环。实验结果表明,玻璃纤维增强聚酯样品在高施加应力水平下发生纯拉伸失效,而在低应力水平下,失效模式受应力水平控制。最后,利用不同体积分数的 GFRP 复合材料样品的实验结果进行模型验证和比较,结果表明,所提出的框架在拉伸-拉伸疲劳状态下预测疲劳寿命与实验疲劳寿命具有可接受的相关性。
摘要:纤维增强聚合物复合材料由于其高刚度,正在成为传统金属材料修复和替代中的重要且方便的材料。复合材料在其使用寿命期间会承受不同类型的疲劳载荷。增强纤维增强聚合物复合材料在疲劳应力下的设计方法和预测模型的动力依赖于更精确和可靠的疲劳寿命评估技术。在拉伸-拉伸疲劳场景中研究了纤维体积分数和应力水平对玻璃纤维增强聚酯 (GFRP) 复合材料疲劳性能的影响。本研究的纤维体积分数设置为:20%、35% 和 50%。使用万能试验机对样品进行拉伸试验,并使用四种不同的预测模型验证杨氏模量。为了确定复合材料的失效模式和疲劳寿命,对聚酯基 GFRP 样品在五个应力水平下进行了评估,这五个应力水平分别为最大拉伸应力的 75%、65%、50%、40% 和 25%,直到发生断裂或达到五百万次疲劳循环。实验结果表明,玻璃纤维增强聚酯样品在高施加应力水平下发生纯拉伸失效,而在低应力水平下,失效模式受应力水平控制。最后,利用不同体积分数的 GFRP 复合材料样品的实验结果进行模型验证和比较,结果表明,所提出的框架在拉伸-拉伸疲劳状态下预测疲劳寿命与实验疲劳寿命具有可接受的相关性。
摘要:Ti6Al4V 合金具有高比机械性能、优异的耐腐蚀性和生物相容性等独特特性,是一种适用于各种工程应用的理想轻质结构金属。本文详细介绍了选择性激光熔化 Ti6Al4V 零件的机械性能,以及影响最终性能的主要加工和微观结构参数。通过将 Ti6Al4V 零件的微观结构特征与最终机械性能联系起来,提供基础知识,包括拉伸强度、拉伸应变、抗疲劳性、硬度和磨损性能。本文还对激光粉末床熔合与传统加工方法进行了比较。本文还批判性地讨论了成品 Ti6Al4V 零件中存在的缺陷及其对机械性能的影响。文献中的结果表明,当考虑植入物和航空航天应用标准的最低值时(例如 ASTM F136-13;ASTM F1108-14;AMS4930;AMS6932),典型的激光粉末床熔融 Ti6Al4V 拉伸性能(屈服强度 >900 MPa 和拉伸强度 >1000 MPa)是足够的。
扫描速度 10.58 mm/s 10 格点/MCS 光斑尺寸 4 mm 52 × 70 × 80 (宽 × 长 × 深)格点 层高 1.25 mm 85 格点 网格间距 2 mm 50 格点 扫描方向 双向 双向
摘要 电子束粉末床熔合制造部件是一种复杂的增材制造工艺,在航空航天和许多工业过程中具有广泛的优势。它降低了成本,并且对粉末粒度有更大的要求。与激光粉末床熔合工艺相比,这具有更高的质量沉积速率,从而缩短了生产时间。粉末床制造工艺通常会导致沿构建方向形成柱状晶粒结构,从而产生具有各向异性的物理和机械性能的组件。这是限制该技术应用的主要问题。为了促进等轴晶粒的形成,以及细化柱状形态和消除各向异性,需要考虑工艺条件和孕育剂或异质成核位点的存在的作用。在本研究中,通过添加氮化钛孕育剂,利用熔化策略和可变工艺参数促进铁素体不锈钢中柱状晶粒向等轴晶粒的转变。我们发现,热梯度 (G) 与凝固速率 (R) 之比 (G/R 比) 控制着晶粒形态和纹理:低 G/R 比已被证明可以促进等轴晶粒的形成。研究了这种转变的工艺条件。在 Freemelt One 机器中打印单线轨迹后对样品进行分析,然后借助光学显微镜进行研究,以确定导致柱状晶粒成功转变为等轴晶粒的机器参数组合。研究得出结论,在低热梯度、高扫描速度和低面积能量的条件下,等轴晶粒的比例有所增加。最终,需要进一步研究以确定促进铁素体不锈钢从柱状晶粒转变为等轴晶粒的确切工艺参数。未来的研究人员可以使用这项研究的结果来创建这种钢种的凝固图,并帮助行业定制铁素体不锈钢中的特定纹理,以实现所需的微观结构和机械性能。关键词:增材制造、E-PBM、孕育、工艺参数、TiN、CET
为了阐明 NPC 薄片在不同温度下的键合行为,用 SEM 观察了脱合金 NPC 薄片和在不同温度下退火 10 分钟的 NPC 薄片的微观结构(图 7)。退火 NPC 薄片表现出与脱合金 NPC 薄片相似的三维多孔结构;然而,随着温度升高,它们的结构变粗,韧带尺寸增大。随着温度从 200 升高到 400°C,NPC 薄片的韧带尺寸(图 8(bf))从 133 纳米增加到 285 纳米。随着温度从 300 升高到 350°C,韧带尺寸从 169 纳米急剧增加到 230 纳米,纳米多孔结构明显变粗。表面扩散系数 Ds 与韧带尺寸 d 相关,根据以下方程
进一步扩展工作,以匹配 nMOS 和 pMOS 的阈值电压,从而实现反相电路。阈值电压匹配是通过校准金属功函数和器件沟道长度来匹配阈值电压来实现的。计算了不同栅极长度匹配的阈值电压,其中 nMOS 为 60nm,而 pMOS 为 47nm。nMOS 的功函数值为 4.3eV,pMOS 为 4.461eV。此时的阈值电压几乎
静电纺丝是一种用于制造具有高表面积和微孔隙率的聚合物支架的技术,可用于各种生物医学应用,例如心血管植入物、骨骼、心脏和神经组织工程以及药物输送。与传统的挤压聚合物设备相比,静电纺丝聚合物支架具有较高的表面积,因此更容易发生快速水解和氧化降解,这可能会影响设备在使用过程中的生物相容性和机械完整性。本研究旨在确定静电纺丝工艺参数如何影响聚合物支架的形态、降解曲线和机械性能。静电纺丝支架由聚(乳酸-乙醇酸共聚物)(PLGA 50:50 和 82:18)和聚己内酯 (PCL) 制成,以获得从 1500 nm 到 750 nm 不等的纤维直径。使用扫描电子显微镜 (SEM) 检查纳米纤维形态,并使用图像处理软件 (ImageJ) 测量纤维直径。通过将支架浸入 37°C 的 PBS 中 12-24 周来进行降解研究。定期取出样品,测量质量损失百分比和机械性能(拉伸强度和断裂伸长率)。使用差示扫描量热法 (DSC) 测量聚合物样品的玻璃化转变温度。我们的研究结果表明,聚合物支架特性(纤维直径和孔隙率)可以显著影响降解率,进而影响纤维随时间变化的机械完整性。这种理解将使我们能够预测和控制对体内性能至关重要的设备属性。
1 爱沙尼亚生命科学大学农业与环境科学研究所,Kreutzwaldi 5,EE-51006 Tartu,爱沙尼亚;Miguel.Pecina@emu.ee (M.V.P.); R.D.Ward@brighton.ac.uk (R.D.W.); a.vain@ts.ee (A.V.); Kalev.Sepp@emu.ee (K.S.)2 爱沙尼亚生命科学大学林业与乡村工程研究所,Kreutzwaldi 5,EE-51006 Tartu,爱沙尼亚;Mait.Lang@emu.ee (M.L.); tauri.arumae@rmk.ee (T.A.); Diana.Laarmann@emu.ee (D.L.)3 塔尔图天文台,塔尔图大学,Observatooriumi 1,EE-61602 T õ ravere,爱沙尼亚 4 水生环境中心,环境与技术学院,布莱顿大学,Cockcroft 大楼,Moulsecoomb,布莱顿 BN2 4GJ,英国;N.G.Burnside@brighton.ac.uk 5 国家森林管理中心,Sagadi 村,EE-45403 Haljala,爱沙尼亚 * 通讯:raul.sampaio@student.emu.ee