【摘 要】
:
纳米材料因其独特的物理化学性质使其具有广阔的应用前景。然而,纳米晶金属材料在室温下存在成形极限低、脆性高等问题。为了提高纳米晶金属材料的可成形性,研究人员提出外加辅助电流场提高材料可塑性的方法。但传统的电流施加方式,使得电流在坯料中呈现一维流动模式,而这与材料中的应力、应变分布状态不相适应。因此,本文提出一种二维可控电流场的概念。通过对纳米晶金属箔材施加可控的二维电流场,使得电流的流动方向与材料在
论文部分内容阅读
纳米材料因其独特的物理化学性质使其具有广阔的应用前景。然而,纳米晶金属材料在室温下存在成形极限低、脆性高等问题。为了提高纳米晶金属材料的可成形性,研究人员提出外加辅助电流场提高材料可塑性的方法。但传统的电流施加方式,使得电流在坯料中呈现一维流动模式,而这与材料中的应力、应变分布状态不相适应。因此,本文提出一种二维可控电流场的概念。通过对纳米晶金属箔材施加可控的二维电流场,使得电流的流动方向与材料在变形过程中的塑性流动趋势相适应,从而提高纳米材料的塑性变形能力,为纳米材料成形领域提供新的技术思路。本文采用电沉积法制备了纳米晶Ni箔,设计了二维电流条件下Ni箔高温气胀成形模具,研究了不同工艺参数如温度、电流施加方式、电流密度等条件下Ni箔的气胀成形性能。试验结果表明,在脉冲电流的条件下试件的高径比较无电流条件下得到了有效提高;在平均峰值电流密度相同的情况下,二维电流条件下成形试件较一维电流条件下成形试件有更大的高径比。以自由胀形过程中的基本几何关系为基础,描述了坯料在气胀变形过程中的应变;将脉冲电流所产生的电子风力引入到应力平衡微分方程中,描述了坯料变形过程中的应力;并分析了不同电流施加方式下脉冲电流对材料应力应变的影响。研究发现二维电流场作用下,电流对径向应变的促进效果更好。通过对不同电流密度下的TEM形貌进行分析,发现脉冲电流产生的电子风力能够促进位错运动,随着电流密度增加进一步促进位错运动和晶界滑移,在晶界处的位错缠结逐渐打开,从而Ni箔材料的成形能力随着电流密度增加而提高。通过能量法推导计算理论电子风力,并通过脉冲电流条件下纳米晶Ni箔高温拉伸试验的试验结果对其修正。利用MSC.Marc软件对二维电流条件下高温气胀成形过程进行数值模拟,将电流产生的电子风力以应力的形式加载到坯料上。模拟结果进一步验证了脉冲电流产生的电子风力能够提升试件的成形性能。
其他文献
Mg-Al合金是目前使用最广泛的镁合金之一,在此基础上本课题组开发出了具有良好综合性能的Mg-Al-Nd-Ca合金。Zn作为多种镁合金中常用的合金化元素,不仅可以提高镁合金的热处理强化效果还具有一定的细化晶粒的作用。因此研究Zn元素对Mg-Al-Nd-Ca合金的影响十分必要。本文向Mg-6Al-2Nd-2Ca合金中添加Zn元素,通过调控Zn的含量,优化Mg-6Al-2Nd-2Ca合金的组织和性能,
AZ91合金因其固有的低密度、高比强度和易于回收等特性,在汽车、航空航天、电子通讯等领域中备受关注。AZ91合金的强度和硬度低,一定程度上限制了其在高性能材料学领域的应用。这种限制可以通过在基体中加入硬度很高的陶瓷颗粒来规避。SiC颗粒(SiCp)具有高硬度以及稳定的物理和化学性能,以此制备的SiCp增强AZ91基复合材料具有更优的组织和更高的性能,在零用部件轻量化方面得到了广泛地应用。本文中,基
Al-Cu-Mg系合金属于高强铝合金,其抗疲劳性、耐热性、加工性能以及焊接性能优良,强韧性高,在军工和国防等领域被大量应用。基于现代航空航天领域部分结构件对Al-Cu-Mg系合金高强塑性的要求,本文提出一种结合冷轧变形和预拉伸变形的新工艺,通过显微组织观察和性能测试分析方法系统研究了预变形及时效对2324铝合金显微组织与力学性能的影响,得出以下重要结论:本试验研究发现2324铝合金冷轧变形和预拉伸
随着薄壁深腔类构件成形要求不断提高,钣金件的加工不再局限于仅通过优化外部条件直接成形,而是根据零件的形状和工艺特点,利用软模介质或增加有效预变形工序,其中预变形量和介质种类的选择对成形效果至关重要。磁流变液智能磁性流体材料兼具各类软模介质的成形特点又优势突出,因此,本文在磁流变液反胀预变形的基础上进行了板材拉深成形。首先自主构建了磁流变液传压特性理论模型,得出在一定磁场强度条件下,压力随着传压距离
柱栅阵列封装(Column Grid Array,CGA)是大尺寸封装的首选形式,因其良好的散热性、优良的电热性能、更高的互联密度以及可靠性被广泛用于航空航天和军事工业中。传统柱栅阵列需要模具对焊柱进行定位,再经过回流焊实现植柱连接,本课题组提出基于摩擦焊原理的新型植柱工艺对焊柱与焊球进行连接,这种方法可以有效地简化封装流程和节约成本。在焊接过程中,焊点尺寸小,其界面附近的温度变化很难通过试验进行
随着航空、航天、和医学工程领域的快速发展,产品的微小化成为各领域发展追求的目标,而微三维器件的加工是实现产品微小化的关键。微小孔因其独特功能结构,在微机电系统领域和微三维结构制造中应用广泛,电火花加工因其不受工件复杂性和工件材料性能的影响,有着强大的微尺度制造能力,对微小尺寸加工有着不可比拟的优势。然而在电火花加工微小孔过程中,因其孔径较小,加工屑不易排出及其诱导二次放电等因素会导致孔口边缘处形成
组织行为学领域的学者们对工作设计的研究从未停止过,传统的工作设计理论认为工作是由管理者主导的,以满足组织需求为目的而进行的自上而下的安排,而这一观点忽视了员工作为实践者的主观能动性。近年来,员工的自我意识不断提高,他们不再被动接受任务,而开始主动寻求改变,工作重塑应运而生。领导者的支持是影响工作重塑能否实施的关键因素,授权型领导适度放权,既能唤起员工进行工作重塑的热情,又能在重要环节把握权力,保持
人体气管异物是生活中十分常见的呼吸道疾病,各个年龄段都会发生。尤其是儿童和老人发生频率很高,在中年人中也屡见不鲜。异物网篮在钳取异物方面有广泛应用,但是异物网篮钳取气管异物手术是一个复杂的过程,一方面存有异物的气管中气流特性复杂,以及气流对异物的作用力会对异物钳取过程产生影响,另一方面异物网篮钳取异物时,完全凭借医生的经验,极有可能发生并发症。因此对存有异物的气管中气流特性和异物网篮钳取气管异物作
组织中不道德的行为一直是组织行为学家们探讨的重要话题之一,以往研究者们大多从一些消极的因素出发来探讨它们对不道德行为产生的影响,忽略了下属由利他驱动下的不道德行为。组织中员工不仅会因自利去从事不道德的行为,还会因其所在企业或上级的利益从事不道德的行为。有关利他动机下的不道德行为的研究,现有文献对不道德的亲组织行为的探讨较多,本文主要聚焦在下属为了其领导的利益而从事的不道德行为。组织中不道德的行为不
深沟球轴承是滚动轴承中应用最广泛的一类。深沟球轴承内部的接触形式为点接触,其失效的主要原因是轴承在运转过程中,钢球长期承受外部施加的交变载荷,钢球表面接触点位置相对固定,导致钢球的磨损加剧且磨损区域较为集中。因此,本文提出一种V型内圈全表面接触球轴承,通过两个轴线与回转轴线具有一定夹角的非对称的锥面组成内圈,通过改变钢球的运动状态使钢球表面接触点分布在钢球整个表面,以此实现提高轴承寿命的目的。首先