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滚动直线导轨滑块拉拔成形工艺优化及有限元分析
1
作者 高岩 王润铮 +3 位作者 黎旺 马海坤 莫宏岗 韩鹏彪 《河北科技大学学报》 北大核心 2026年第1期73-85,共13页
针对河北某企业滚动直线导轨副中滑块5道次冷拉拔成形,拉拔道次过多导致生产成本增加的问题,研究入模锥角、定径带长度等对坯料变形的影响,确定最优参数组合以减少拉拔道次,以降低生产成本。建立滑块拉拔成形有限元模型,以拉拔过程中坯... 针对河北某企业滚动直线导轨副中滑块5道次冷拉拔成形,拉拔道次过多导致生产成本增加的问题,研究入模锥角、定径带长度等对坯料变形的影响,确定最优参数组合以减少拉拔道次,以降低生产成本。建立滑块拉拔成形有限元模型,以拉拔过程中坯料最小截面应力是否超过材料抗拉强度作为正交试验的失效判据,以入模锥角、定径带长度、摩擦因数、拉拔速度4个工艺参数为影响因素进行正交试验分析,研究工艺参数对成形过程中坯料最小截面处应力的影响,以及相互作用的主次关系;结合极差分析法(R值法)得到最优参数组合,通过理论计算优化拉拔道次,并重新设计模具定径带尺寸结构。结果表明:优化后的拉拔道次从5道次减少为3道次,各工艺参数对坯料最小截面所受应力的影响程度大小依次为入模锥角、定径带长度、摩擦因数、拉拔速度;最优工艺参数为入模锥角为5.0°,定径带长度为10 mm,摩擦因数为0.06,拉拔速度为83 mm/s;数值模拟优化后3个道次拉拔时,坯料最小截面所受应力大小均低于材料抗拉强度(885 MPa),且安全系数大于1.25;理论上,3道次拉拔的安全系数均满足要求,验证了优化方案的可行性。研究揭示了工艺及模具关键参数影响拉拔应力的主次关系,为滚动直线导轨滑块多道次拉拔成形工艺优化提供了一定理论参考。 展开更多
关键词 黑色金属及其合金 冷拉拔 滚动直线导轨 工艺优化 结构设计 有限元模拟
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拉直变形量对宽幅铝合金挤压板材力学性能与残余应力分布的影响
2
作者 姜科达 孙大翔 +3 位作者 赵寿荣 范世通 邝宏聪 简思聪 《材料研究与应用》 2026年第2期156-166,共11页
面向大尺寸消费电子产品对高强度低残余应力的宽幅铝合金板材需求,本研究利用切缝翘曲法评估宽幅板材的残余应力分布,并通过金相测试、XRD、EBSD和拉伸力学测试等方法,系统地研究拉直变形量对宽幅铝合金挤压板材力学性能和残余应力分布... 面向大尺寸消费电子产品对高强度低残余应力的宽幅铝合金板材需求,本研究利用切缝翘曲法评估宽幅板材的残余应力分布,并通过金相测试、XRD、EBSD和拉伸力学测试等方法,系统地研究拉直变形量对宽幅铝合金挤压板材力学性能和残余应力分布的影响。结果表明:随着拉直变形量从0.3%增加到1.5%,材料纵向的屈服强度明显提高、抗拉强度小幅提高,而横向的力学性能无明显变化;同时,随着拉直变形量的提高,合金的纵向残余应力下降约82%,而横向残余应力下降约24%。说明,拉直工艺对板材纵向残余应力的消除效果十分明显,但对横向应力的消除效果一般。微观组织分析结果表明:拉直变形量从0.3%增加到1.1%时,合金纵、横向的晶粒组织无明显变化,但表层的位错密度下降,中心层的位错密度上升,整体位错密度上升;当变形量继续提高到1.5%时,板材表层和过渡层的晶粒尺寸趋于一致,表层的位错密度大幅下降,整体的位错密度降低。这是因表层发生了多边形化回复,从而使位错密度降低,进而形成亚晶。值得注意的是,当变形量超过1.5%临界值后,再继续增大变形量对消除应力无明显作用。本研究为消费电子用大尺寸、高强度、低应力铝合金板材的制备工艺提供了关键理论依据与工艺窗口,而且从微观组织演变角度阐明了拉直过程中位错密度与残余应力演变的机制,对优化铝合金挤压板材的矫直工艺、提升产品的稳定性具有重要的指导价值。 展开更多
关键词 宽幅板材 拉直变形 力学性能 残余应力 切缝翘曲法 晶粒尺寸 位错密度 EBSD
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基于叶脉仿生微结构设计的抛光工具性能研究
3
作者 靳淇超 吕雷 +5 位作者 桑阳 袁潇 黑正强 王嘉伟 郭磊 刘晓辉 《表面技术》 北大核心 2026年第1期13-27,共15页
目的提升光学玻璃表面加工质量。方法基于荷叶叶脉分支规律,利用迭代函数系统构建具备自相似分支特征的荷叶叶脉仿生微结构模型,并应用于聚氨酯抛光垫表面结构设计。通过计算流体动力学方法对比分析无微结构、同心圆微结构、复合微结构... 目的提升光学玻璃表面加工质量。方法基于荷叶叶脉分支规律,利用迭代函数系统构建具备自相似分支特征的荷叶叶脉仿生微结构模型,并应用于聚氨酯抛光垫表面结构设计。通过计算流体动力学方法对比分析无微结构、同心圆微结构、复合微结构及仿生微结构抛光工具下磨粒分布行为。进一步考虑微结构形貌、有效磨粒数、磨粒接触力、轨迹特征等因素,建立适用于定点抛光的材料去除模型,并使用Matlab编程进行仿真模拟。最后对K9玻璃进行定点抛光实验,验证模型有效性。结果仿真结果表明,荷叶叶脉仿生微结构在相同时间内能显著提高加工区域内磨粒浓度与分布均匀性。材料去除模拟结果表明,去除深度随径向载荷、主轴转速及磨料浓度提升而增加,其中转速影响最显著。实验结果表明,理论预测与实测数据误差在5.9%~11.2%之间,表面粗糙度最低可降至(0.052±0.004)μm,轮廓趋势与仿真结果一致。结论所提出的荷叶叶脉仿生微结构抛光工具能有效改善磨粒分布,提高抛光均匀性与表面质量,且所建立的模型具备良好的预测能力。 展开更多
关键词 小磨头抛光 仿生结构 荷叶叶脉 磨粒分布 材料去除机理 抛光工具
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BK7光学玻璃化学机械抛光机理研究
4
作者 尹新城 周宇航 +1 位作者 王有良 王子恺 《表面技术》 北大核心 2026年第1期43-57,共15页
目的探究BK7光学玻璃在化学机械抛光(Chemical mechanical polishing,CMP)过程中,相关因素对BK7光学玻璃抛光表面的材料去除率(MRR)、粗糙度(Ra)的影响规律,揭示BK7光学玻璃在二氧化铈(CeO_(2))抛光液中的化学机械抛光机理,获得高效、... 目的探究BK7光学玻璃在化学机械抛光(Chemical mechanical polishing,CMP)过程中,相关因素对BK7光学玻璃抛光表面的材料去除率(MRR)、粗糙度(Ra)的影响规律,揭示BK7光学玻璃在二氧化铈(CeO_(2))抛光液中的化学机械抛光机理,获得高效、低损伤的表面抛光质量。方法采用单因素实验法进行CMP实验,比较不同抛光时间、抛光盘转速、CeO_(2)含量、抛光液p H和柠檬酸含量下的抛光效果,分析不同条件对抛光效果的影响规律,通过正交实验得到最优参数组合。结果在最优参数组合(抛光时间50 min、抛光盘转速60 r/min、抛光液pH 6、CeO_(2)磨粒的质量分数0.5%、柠檬酸的质量分数2.0%)下,抛光后表面无明显磨粒残留,MRR值为139.6µm/h,Ra为2 nm。结合XPS、EDS、纳米压痕测试表征结果,提出了BK7光学玻璃化学机械抛光去除机理,柠檬酸作为还原剂,将CeO_(2)磨粒表面的Ce^(4+)还原为Ce^(3+),形成了氧空位。随着Ce^(3+)浓度的增加,CeO_(2)磨粒与硅酸盐离子间的化学吸附增加,形成了Ce—O—Si,Ce^(3+)中的自由电子向SiO_(2)表面迁移,促进Si—O断裂,有利于CeO_(2)磨粒机械去除抛光表面的软化层,从而提高了抛光效率。结论通过加入柠檬酸,提高了CeO_(2)磨粒表面Ce^(3+)的浓度,加速了CeO_(2)磨粒与抛光表面的反应速率,促进了Si—O的断裂,有效提高了抛光效率,对于获得高质量表面的BK7光学玻璃抛光工艺优化及揭示材料去除机理具有一定指导意义。 展开更多
关键词 BK7光学玻璃 化学机械抛光 CeO_(2) 材料去除机理 PH 材料去除率
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基于磁粒研磨法的电磁铁温升研究 被引量：1
5
作者 孙岩 潘明诗 +3 位作者 刘冰洋 李厚乐 韩冰 陈燕 《表面技术》 北大核心 2025年第12期164-174,共11页
目的 探究电磁铁工作时的温度变化,并为其设计合理的散热装置。方法 以有效加工时间和管件内表面粗糙度为评价标准,通过优化电磁铁电流参数和散热条件,延长电磁铁有效加工时间,提高研磨效率。对电磁铁进行多物理场耦合仿真,采用Maxwell... 目的 探究电磁铁工作时的温度变化,并为其设计合理的散热装置。方法 以有效加工时间和管件内表面粗糙度为评价标准,通过优化电磁铁电流参数和散热条件,延长电磁铁有效加工时间,提高研磨效率。对电磁铁进行多物理场耦合仿真,采用Maxwell软件进行电磁损耗分析,将电磁损耗耦合到Fluent中进行温度场仿真,参考仿真结果设计出合理的散热装置并对电流进行优化,最后通过钛合金管内表面研磨试验确定最佳电流参数。结果 从不同角度对3A、3Hz正弦电流下的电磁铁进行风冷散热对比,1工位风冷散热后电磁铁最高仿真温度为59.5℃;2工位风冷散热后电磁铁最高仿真温度为51.3℃。2工位下,将峰值电流分别增大至3.5、4 A,风冷散热后仿真温度分别为66.9、88.9℃。对不同工况下的电磁铁温升及电流损失进行监测,在3 A、3 Hz电流下,无散热措施时,电磁铁工作15 min后到达极限工作温度,电流损失0.49 A;在散热条件下,采用3 A、3 Hz电流研磨钛合金管,电磁铁温度最终稳定在58.6℃,电流损失0.34 A。研磨40 min后,管件内表面粗糙度由原始Ra 0.601μm下降到Ra 0.172μm;采用3.5 A、3 Hz电流研磨钛合金管,电磁铁温度最终稳定在75.7℃,电流损失0.23 A。研磨20 min后,管件内表面粗糙度由原始Ra 0.618μm下降到Ra 0.223μm。结论 侧面布置散热风扇(2工位),电磁铁散热效果更好,装置运行时更加安全可靠;通过仿真模拟和研磨试验确定3 A、3 Hz为理想加工电流;采用3 A、3 Hz电流研磨时,在风冷散热作用下电磁铁无需停机散热,提高了研磨效率。 展开更多
关键词 电磁铁 磁粒研磨 电磁损耗 电磁-热-流耦合 表面质量 表面粗糙度
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方形微孔的容积交变空化抛光方法
6
作者 李富柱 申坤伦 +4 位作者 王匀 张博 许江琦 胡龙飞 郭玉琴 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第6期628-634,648,共8页
针对结构稳定、流阻低、便于安装的方形微孔内表面抛光技术难题,提出了容积交变空化方形微孔内表面抛光的新方法,并以电火花加工的Al 1060方形微孔为研究对象,运用仿真与试验相结合的手段,构建了容积交变空泡溃灭数学模型,系统研究了时... 针对结构稳定、流阻低、便于安装的方形微孔内表面抛光技术难题,提出了容积交变空化方形微孔内表面抛光的新方法,并以电火花加工的Al 1060方形微孔为研究对象,运用仿真与试验相结合的手段,构建了容积交变空泡溃灭数学模型,系统研究了时间、频率和容积交变量等工艺参数对方形微孔空化流场及表面粗糙度的影响.结果显示,方形微孔内的容积交变空化流场含气率、湍流强度呈现周期性变化,且随频率、容积变化量的增加而不断增大;方形微孔内表面粗糙度随加工时间、频率、容积变化量的增加而不断降低,当加工时间为15.0 h、频率为70 Hz、容积变化量为20 mm时,方形微孔内表面的突起被有效去除,表面粗糙度Ra由2.356μm下降至0.767μm,粗糙度降低率达到了67%.结果表明,文中提出的容积交变空化发生方法通过动态调整含气率与湍流强度的方式,实现了对电火花加工表面微突起的有效去除,解决了传统空化抛光在方形微孔内抛光效果差的难题. 展开更多
关键词 方形微孔 容积交变 空化 抛光 表面粗糙度
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叶序结构化凹坑表面的滚压研究
7
作者 康云鹏 吕玉山 李兴山 《机械工程师》 2025年第11期26-30,共5页
为了在平面工件上加工出减阻的结构化表面,基于滚压原理和叶序排布理论,设计出按叶序理论排布滚压单元的滚压刀具,并通过计算机软件模拟了滚压的加工过程,结合仿真结果对加工后的结构化表面进行了形貌分析与有限元分析。仿真与分析结果... 为了在平面工件上加工出减阻的结构化表面,基于滚压原理和叶序排布理论,设计出按叶序理论排布滚压单元的滚压刀具,并通过计算机软件模拟了滚压的加工过程,结合仿真结果对加工后的结构化表面进行了形貌分析与有限元分析。仿真与分析结果表明,选取合适的滚压刀具转速,并合理设置滚压单元排布的叶序序数,可以实现按设计要求的叶序结构化表面的滚压。 展开更多
关键词 结构化表面 叶序排布 滚压加工 滚压工具
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镍及其合金超精密抛光技术研究进展 被引量：4
8
作者 韩嘉茹 蒋淼锦 +4 位作者 陈倚 魏雅晓 乔冬升 徐姿仪 弓爱君 《表面技术》 北大核心 2025年第1期97-109,共13页
镍及其合金作为高新技术领域的重要基础材料,对其表面质量的要求日益提升。然而,由于其韧性高、硬度高、导热系数小,可加工性较差,传统表面加工方法存在加工硬化、表面划痕、加工效率低等问题,因此对镍及其合金进行超精密抛光已成为一... 镍及其合金作为高新技术领域的重要基础材料,对其表面质量的要求日益提升。然而,由于其韧性高、硬度高、导热系数小,可加工性较差,传统表面加工方法存在加工硬化、表面划痕、加工效率低等问题,因此对镍及其合金进行超精密抛光已成为一个极其重要的研究方向。聚焦于高效率、高质量、低损伤抛光,综述了应用于镍及其合金加工的电化学抛光(ECP)、化学机械抛光(CMP)、磁流变抛光(MRF)与激光抛光(LP)技术的原理、特点以及国内外研究现状。从表面质量、抛光效率、形状限制、环境污染以及加工成本这几个方面对各超精密抛光技术进行了对比,并概述了不同抛光技术的优缺点,分析了不同种类镍合金所适用的抛光方法。归纳总结发现,ECP与CMP成本较低,是目前加工镍及其合金的主流方式,但其抛光液存在污染。MRF与LP对环境友好,可用于复杂形状表面的抛光,但操作过程复杂、成本较高。最后基于目前镍及其合金超精密抛光所存在的问题与现有的技术,对超精密抛光技术的发展趋势进行了展望,以期为进一步研究镍及其合金的超精密抛光提供理论指导。 展开更多
关键词 镍合金 抛光 材料去除机理 抛光效率 表面质量 超精密
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pH条件对铝合金化学机械抛光过程中纳米摩擦化学行为的影响 被引量：2
9
作者 朱玉广 王子睿 +3 位作者 马服辉 梅璐 王正义 王永光 《表面技术》 北大核心 2025年第2期173-181,221,共10页
目的探讨pH条件对铝合金化学机械抛光微观过程中纳米摩擦化学行为的影响,表征抛光液在铝合金表面所形成的表面薄膜厚度及力学性能,并分析铝合金化学机械抛光过程中单磨粒接触状态与摩擦学特性。方法使用0.6%(体积分数)过氧化氢(H_(2)O_(... 目的探讨pH条件对铝合金化学机械抛光微观过程中纳米摩擦化学行为的影响,表征抛光液在铝合金表面所形成的表面薄膜厚度及力学性能,并分析铝合金化学机械抛光过程中单磨粒接触状态与摩擦学特性。方法使用0.6%(体积分数)过氧化氢(H_(2)O_(2))和0.5%(质量分数)壳寡糖(COS)构成抛光液对铝合金表面进行处理,在铝合金表面反应生成的表面薄膜借助扫描电子显微镜进行细化表征。分析不同pH条件的抛光液对单磨粒/表面薄膜接触状态的影响规律,利用原子力显微镜测量了单磨粒/表面薄膜吸引力与黏附力数值。在纳米摩擦化学行为试验中,结合微观摩擦学理论模型阐明铝合金化学机械抛光过程中的摩擦化学去除机制。结果在抛光液化学反应后,铝合金表面将会形成100μm左右致密的氧化薄膜与40μm左右稀疏的氧化络合薄膜。当抛光液pH值升高至11~12时,探针针尖与铝合金表面薄膜的吸引力和黏附力将会分别降低至24.49、32.01nN。结论原子力显微镜试验和微观摩擦学理论模型的分析表明,铝合金的摩擦化学去除过程不是黏附力引起的磨粒法向接触载荷增大所产生的,而可能是抛光液的化学腐蚀作用所引起的。当化学机械抛光液pH值大于9时,铝合金表面将会形成氧化络合层,成为材料磨损加剧的主要影响因素。在界面摩擦力作用下,沉积在铝合金表面薄膜的铝原子会吸附在探针针尖OH^(*)基团上,从而产生黏合作用,探针针尖在纳米摩擦划动过程中将其除去。最后,铝合金表面薄膜呈现出更低的摩擦因数。 展开更多
关键词 铝合金 化学机械抛光 纳米摩擦学 PH值 吸引力 黏附力
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ZG45铸钢激光淬火-抛光复合工艺参数优化研究 被引量：1
10
作者 庹军波 王晨阳 +2 位作者 梁强 杜彦斌 徐彬源 《表面技术》 北大核心 2025年第19期198-213,共16页
目的在低碳节能的制造背景下,为同步兼顾激光淬火性能提升和激光抛光表面质量提升的特征。方法提出了一种基于小龙虾优化算法(COA)的ZG45铸钢激光淬火-抛光复合工艺参数寻优方法。以表面粗糙度、平均淬透深度、峰谷差值和激光作用阶段... 目的在低碳节能的制造背景下,为同步兼顾激光淬火性能提升和激光抛光表面质量提升的特征。方法提出了一种基于小龙虾优化算法(COA)的ZG45铸钢激光淬火-抛光复合工艺参数寻优方法。以表面粗糙度、平均淬透深度、峰谷差值和激光作用阶段能耗作为响应目标,使用拉丁超立方(LHS)设计试验,并采用贝叶斯优化(BO)的随机森林回归模型(RF)对试验数据进行拟合,进而构建针对4个响应目标的预测模型。通过COA多目标优化算法进行工艺参数寻优,得到相应的Parato解集,利用优劣解距离法(TOPSIS)结合多准则妥协解排序法(VIKOR)对Parato解集进行综合评分排序,得到最佳工艺参数组合,即激光功率为522 W,扫描速度为12 mm/s,搭接率为70%。结果试验结果可知,模型预测值与试验真实值的误差不超过11.41%,激光淬火-抛光后表面粗糙度Ra由8.477μm下降至2.585μm,降幅为69.51%,表面显微硬度由230HV0.5升至515.8HV0.5,提升了2.24倍,表面体积磨损率由24.7×10^(−14)m^(3)/(N·m)下降至8.7×10^(−14)m^(3)/(N·m),降低64.78%;且最佳工艺参数与常规工艺参数对比时,激光作用阶段能耗由927 J降低至864 J,降幅为6.83%,表面粗糙度降低9.2%,淬透深度提升7.56%,峰谷差值降低29.89%。结论研究成果可为面向高质量低能耗的ZG45铸钢激光淬火-抛光复合工艺参数优化提供有力的参考。 展开更多
关键词 ZG45铸钢 激光复合工艺 COA多目标优化 拉丁超立方 激光能耗 拟合回归
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充液拉深工艺的研究 被引量：29
11
作者 康达昌 郎利辉 +2 位作者 张士宏 王仲仁 苑士剑 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期42-44,共3页
在开发研制一种新型超高压通用充液拉深装备的基础上 ,对筒形件充液拉深成形工艺进行了研究和数值模拟 ,并介绍了所研制装备的总体方案设计、通用充液模架结构特点、液压系统和自控系统及使用情况 .
关键词 筒形件 成形工艺 充液拉深 实验 数值模拟
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高碳钢拉拔过程断面分析 被引量：4
12
作者 靳庆峰 王海涛 +2 位作者 许中波 唐恩 王彦锋 《钢铁钒钛》 CAS 2005年第1期50-54,共5页
就72A高碳钢在拉拔至0.2～0.25mm过程中出现的断丝,用电子探针扫描电镜(EMS)分析其断面。分别从断面形状和断面中夹杂物的成分两方面进行分析,并采用电子探针点扫描和面扫描找出了断裂的形式和原因。最终得出结论:脆性夹杂物是导致拉断... 就72A高碳钢在拉拔至0.2～0.25mm过程中出现的断丝,用电子探针扫描电镜(EMS)分析其断面。分别从断面形状和断面中夹杂物的成分两方面进行分析,并采用电子探针点扫描和面扫描找出了断裂的形式和原因。最终得出结论:脆性夹杂物是导致拉断的主要原因,另外,中心偏析和表面缺陷也会引起断裂。并提出了解决方案。 展开更多
关键词 高碳钢 拉拨 夹杂物 偏析 断口 EMS
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聚氨酯抛光垫特性对化学机械抛光性能的影响研究进展(特邀)
13
作者 侯长余 吴涛 +2 位作者 李凯强 周平 郭东明 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第9期20-47,共28页
化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)技术因其能够获得超光滑表面以及兼顾局部和全局平坦化的优异能力,广泛应用于光学元件加工和半导体制造等领域。聚氨酯抛光垫是CMP过程中最重要的耗材,其作用体现在将抛光液输送到工件... 化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)技术因其能够获得超光滑表面以及兼顾局部和全局平坦化的优异能力,广泛应用于光学元件加工和半导体制造等领域。聚氨酯抛光垫是CMP过程中最重要的耗材,其作用体现在将抛光液输送到工件表面,并为材料去除过程提供必要的机械载荷,对CM P工艺的表面质量、材料去除率和材料去除分布等关键性能产生显著影响。因此,聚氨酯抛光垫特性对CMP性能的影响一直是CMP领域研究的重点和热点,且已积累很多研究成果。文中从微观结构特征、宏观结构特征和力学特性三个方面综述了抛光垫特性对CMP性能影响的研究成果,分析了相关机理研究和建模方法的最新进展,探讨了当前面临的主要问题与挑战,并展望未来可能的发展方向。 展开更多
关键词 化学机械抛光 聚氨酯抛光垫 表面质量 材料去除率 材料去除分布
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等离子体选择性刻蚀单晶金刚石不同表面形貌的机理研究
14
作者 万佳奇 王成鑫 +5 位作者 黄煜华 柴智敏 程洁 潘伶 任志英 林有希 《表面技术》 北大核心 2025年第23期92-100,共9页
目的为揭示等离子体辅助抛光(Plasma-Assisted Polishing,PAP)过程中单晶金刚石表面微观形貌的演化机理,探明不同种类等离子体对复杂形貌的选择性刻蚀规律,并从原子尺度阐明其物理化学作用机制,以解决金刚石硬脆表面难以实现原子级平坦... 目的为揭示等离子体辅助抛光(Plasma-Assisted Polishing,PAP)过程中单晶金刚石表面微观形貌的演化机理,探明不同种类等离子体对复杂形貌的选择性刻蚀规律,并从原子尺度阐明其物理化学作用机制,以解决金刚石硬脆表面难以实现原子级平坦化的理论难题。方法采用反应力场分子动力学(ReaxFF MD)模拟方法,构建包含原子阶梯、圆锥凸峰和圆柱凹谷的(001)晶向单晶金刚石复杂表面模型,在室温及低能离子轰击条件下,对比分析氮(N)、氧(O)、氩(Ar)3种等离子体的刻蚀行为差异。进一步建立9种具有不同波峰高度(5~20Å,1Å=0.1 nm)和周期(5~20Å)的二维正弦粗糙表面模型,定量研究氮等离子体刻蚀效率与形貌参数的关联性,并结合原子应变、去除率及粒子撞击通量统计分析微观去除机制。结果模拟显示,尽管去除方式(化学刻蚀、表面改性或物理溅射)不同,3种等离子体均表现出一致的形貌选择性,优先去除凸峰和阶梯尖端,凹谷区域几乎未受影响。刻蚀效率与波峰高度呈正相关,与周期呈负相关;形貌越陡峭,去除效率越高。其中,波峰20Å、周期5Å的模型平坦化效果最佳,刻蚀后表面粗糙度降至8.55Å。原子结构分析表明,高陡度凸峰侧面暴露出更多具有高悬空键密度的(010)或(100)晶面,反应活性显著高于凹谷区域;同时,长周期模型凹谷处存在明显的粒子撞击遮蔽效应。结论单晶金刚石的形貌选择性刻蚀机制是宏观“几何遮蔽效应”与微观“表面曲率依赖的原子活性”协同作用的结果。PAP技术对高频高陡度粗糙峰具有极高的去除选择性,但在修正低曲率长周期波纹时存在加工自限制现象。该研究结果明确了表面曲率对原子去除活性的决定性影响,为优化硬脆材料复杂曲面的确定性平坦化工艺参数提供了理论依据。 展开更多
关键词 等离子体选择性刻蚀 单晶金刚石 表面形貌 分子动力学 原子尺度去除
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板材拉伸成形中损伤、失稳与成形极限曲线的建立 被引量：9
15
作者 陈光南 胡世光 《塑性工程学报》 CAS CSCD 1994年第1期31-36,共6页
失稳理论是建立成形极限曲线（ＦＬＣ）的理论基础。本文论述了ＦＬＣ理论研究中存在的问题。指出：一般出厂板的表面状况不会影响板材的集中失稳；板内损伤平面应变时最严重。双拉时，板内损伤的积累、发展，导致应力状态向平面应变漂... 失稳理论是建立成形极限曲线（ＦＬＣ）的理论基础。本文论述了ＦＬＣ理论研究中存在的问题。指出：一般出厂板的表面状况不会影响板材的集中失稳；板内损伤平面应变时最严重。双拉时，板内损伤的积累、发展，导致应力状态向平面应变漂移；拉压时，载荷失稳后引起的双拉，也会导致平面应变。因此平面应变状态的出现是双拉与拉压状态板材集中失稳的共同原因。在此基础上提出了建立ＦＬＣ的统一的模型。试验结果表明，新模型优于Ｍ－Ｋ理论。 展开更多
关键词 损伤 失稳 成形极限曲线 板材 拉伸成形 成形
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数值模拟调整拉深件压边力 被引量：5
16
作者 刘永军 任中全 刘金依 《煤矿机械》 北大核心 2002年第2期34-35,共2页
研究压边力在拉深成形过程中对板材成型质量的影响。采用数值模拟技术能快速确定合适的压边力值以提高板材拉深件的成形质量 。
关键词 数值模拟 拉深井 压边力 板材 成型质量
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精密数控抛光碳化硅表面去除特性研究（英文） 被引量：5
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作者 李卓霖 李荣彬 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期222-229,共8页
计算机数控精密机械抛光技术是制造高精度、高质量光学元件表面的主要技术之一。然而,对于碳化硅材料表面去除特性方面的研究却相对较少。在航天航空领域中,陶瓷类材料碳化硅的应用较为广泛。针对计算机数控精密机械抛光技术,根据一系... 计算机数控精密机械抛光技术是制造高精度、高质量光学元件表面的主要技术之一。然而,对于碳化硅材料表面去除特性方面的研究却相对较少。在航天航空领域中,陶瓷类材料碳化硅的应用较为广泛。针对计算机数控精密机械抛光技术,根据一系列的抛光实验,研究并总结出碳化硅材料表面的去除机理。基于选择不同等级的四种变量参数:抛光磨头转速、抛光压力、磨头补偿量和抛光头角度,分析碳化硅材料表面的去除趋势。采用Taguchi方法可以有效优化实验设计参数、减少实验整体次数。结果表明:文中总结出对应的抛光参数组合和材料表面的去除特性,确保加工出高质量表面的碳化硅材料。 展开更多
关键词 精密抛光 表面质量 去除特性 碳化硅
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用磁性微磨料射流技术光整加工交叉深孔内壁
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作者 王泽志 王杰 +3 位作者 马小刚 李帆 范新亚 陈燕 《金刚石与磨料磨具工程》 北大核心 2025年第2期245-255,共11页
针对交叉深孔内壁常规光整加工尺寸受限、加工不均匀、质量差等问题,结合磨料射流去除函数稳定、自适应性强等特点,用磁性微磨料射流技术对交叉深孔内壁进行光整加工以提高其质量。通过动态磁场下的磁性微磨料聚焦技术,采用有限元法和... 针对交叉深孔内壁常规光整加工尺寸受限、加工不均匀、质量差等问题,结合磨料射流去除函数稳定、自适应性强等特点,用磁性微磨料射流技术对交叉深孔内壁进行光整加工以提高其质量。通过动态磁场下的磁性微磨料聚焦技术,采用有限元法和离散元法耦合对不同参数下的磁性微磨料射流抛光交叉深孔内壁过程进行模拟,分析不同参数下的流场分布、侵蚀速率、壁面剪切力作用规律。通过响应面法对射流靶距、射流压强及喷嘴直径3参数进行优化,以孔口、孔内壁面及孔交叉部分所受的壁面剪切力和侵蚀速率的综合影响为响应值,建立响应面方程,获得最佳参数组合并进行试验验证。结果表明:利用响应面法得到的最佳工艺参数组合是射流靶距为7.0 mm,射流压强为1.0 MPa,喷嘴直径为1.4 mm;在此组合参数下加工的交叉深孔内部相贯处毛刺等缺陷被有效去除,其内壁面孔附近的表面粗糙度R_(a)从0.49μm降至0.13μm,且孔口处有较好的倒圆效果。 展开更多
关键词 磁性微磨料射流 交叉深孔 多物理场仿真 工艺参数 响应面法
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脱合金法在磁粒研磨光整加工YG20硬质合金中的研究
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作者 王梓鉴 李厚乐 +2 位作者 马小刚 韩冰 丁云龙 《金刚石与磨料磨具工程》 北大核心 2025年第5期630-639,共10页
YG20硬质合金因其高硬度和耐磨性,在光整加工中面临较大挑战。为解决其表面材料难以定量去除的问题,采用电化学脱合金法复合磁粒研磨工艺进行光整加工。试验结果表明,当NaNO3溶液浓度为2 mol/L,电压为1.2 V,处理时间分别为1,3,5 h时,YG2... YG20硬质合金因其高硬度和耐磨性,在光整加工中面临较大挑战。为解决其表面材料难以定量去除的问题,采用电化学脱合金法复合磁粒研磨工艺进行光整加工。试验结果表明,当NaNO3溶液浓度为2 mol/L,电压为1.2 V,处理时间分别为1,3,5 h时,YG20表面形成低硬度的多孔层,维氏硬度分别降低9.6%,27.1%和48.5%,多孔层厚度分别为3.8,7.2和11.5μm。在脱合金处理的基础上进行磁粒研磨光整加工,采用粒径185μm、磁极转速800 r/min、研磨时间45 min的参数,YG20硬质合金表面多孔层被完全去除。通过脱合金复合磁粒研磨光整加工,为YG20硬质合金零件表面光整加工提供了一种新方法,显著降低了YG20表面硬度,并大幅提高了加工效率。 展开更多
关键词 YG20硬质合金 脱合金 磁粒研磨 定量去除
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方棒拔制─维功率的微分方程及其解 被引量：2
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作者 李桂范 魏永德 赵德文 《辽宁大学学报（自然科学版）》 CAS 1994年第1期18-24,共7页
在方棒拔制变形区沿拔制速度变化最大方向设定速度场、应力场与功率场，速度场的设定满足体积不变原则，以近似塑性条件与入口功率边界条件求出功率分布微分方程及其解．令外功率等于出口功率求拔制应力．
关键词 方棒 一维功率 微分方程 拉拔
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