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振动方向对镍基高温合金超声辅助电火花线切割加工表面形貌的影响
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作者 王岩 黄家诚 +2 位作者 谢贵久 李文辉 董颖怀 《电加工与模具》 北大核心 2026年第1期82-88,共7页
为研究超声振动方向对电火花线切割镍基高温合金加工的影响,建立了超声电火花线切割的传热模型;基于该模型,仿真研究了超声电火花线切割镍基高温合金的去除过程,并通过加工实验进行了验证。结果表明:施加水平超声振动可减少表面损伤缺陷... 为研究超声振动方向对电火花线切割镍基高温合金加工的影响,建立了超声电火花线切割的传热模型;基于该模型,仿真研究了超声电火花线切割镍基高温合金的去除过程,并通过加工实验进行了验证。结果表明:施加水平超声振动可减少表面损伤缺陷,所得切割表面粗糙度的最大降幅达到14.7%,但表面粗糙度在贮丝筒换向过程中仍会呈现周期性起伏;施加垂直超声振动后,表面粗糙度的降幅最大可达8.5%,能有效地提高材料切割表面的均匀性。 展开更多
关键词 镍基高温合金 电火花线切割 超声振动方向 表面形貌 热力学仿真
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超高温等离子体热处理调控Al_(2)O_(3)-TiCN复合陶瓷刀具表面形貌及力学性能的研究
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作者 钟世凯 刘玥 +2 位作者 毛新涛 韩泉泉 宰守刚 《工具技术》 北大核心 2026年第2期21-29,共9页
提出一种基于大功率强磁旋热等离子体(MRTP)超高温装备的新型高温瞬态处理技术,利用其快速升温与超高温场特性,对Al_(2)O_(3)-TiCN复合陶瓷车刀片进行高温短时热处理(1900℃~2150℃,15~60 s),探究表面形貌演化、致密化行为及其与力学性... 提出一种基于大功率强磁旋热等离子体(MRTP)超高温装备的新型高温瞬态处理技术,利用其快速升温与超高温场特性,对Al_(2)O_(3)-TiCN复合陶瓷车刀片进行高温短时热处理(1900℃~2150℃,15~60 s),探究表面形貌演化、致密化行为及其与力学性能的关联。结合SEM、XRD与力学性能及密度测试,揭示等离子体能量输入对相变行为及缺陷演化的协同作用规律。结果表明:通过超高温等离子技术表面处理Al_(2)O_(3)-TiCN复合陶瓷刀片,工艺参数为1900℃-30 s时,复合陶瓷刀具材料的综合性能最好,处理后试样断裂韧性K_(IC)为9.68 MPa·m^(1/2),提升40.5%,而维氏硬度HV为23.11 GPa,基本无衰减。研究结果为等离子体改性技术在陶瓷刀具中的应用提供了理论与实验依据。 展开更多
关键词 超高温等离子体 Al_(2)O_(3)-TiCN复合陶瓷 表面形貌调控
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仿生多孔钛种植体表面形貌介导骨免疫调控巨噬细胞行为的研究现状
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作者 余铭轩 何茹逸 鄢荣曾 《国际口腔医学杂志》 北大核心 2026年第2期274-280,共7页
钛种植体植入机体后会引起宿主免疫炎症反应,其进程影响骨组织的修复与再生。以巨噬细胞为核心的骨免疫调控近年来备受关注。仿生多孔钛种植体表面形貌可调控其周围免疫微环境中巨噬细胞的生物学行为,促进血管生成和加速骨改建。本文阐... 钛种植体植入机体后会引起宿主免疫炎症反应,其进程影响骨组织的修复与再生。以巨噬细胞为核心的骨免疫调控近年来备受关注。仿生多孔钛种植体表面形貌可调控其周围免疫微环境中巨噬细胞的生物学行为,促进血管生成和加速骨改建。本文阐述了巨噬细胞在仿生多孔钛种植体植入后免疫反应中的作用及其表面处理后骨免疫调控能力,重点介绍表面仿生多孔结构设计对巨噬细胞生物学行为的影响。深入理解钛种植体与机体界面相互作用,为临床仿生设计、制备具有免疫调节功能的多孔钛种植体提供新思路。 展开更多
关键词 钛种植体 仿生设计 表面形貌 巨噬细胞极化 骨免疫调节
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质子交换膜燃料电池密封结构表面形貌对密封性能的影响
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作者 梁家维 邢彦锋 +2 位作者 曹菊勇 张小兵 杨夫勇 《润滑与密封》 北大核心 2026年第2期141-148,共8页
质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为一种高效的绿色能源转换装置,其密封性能对电池的整体效率和稳定性至关重要。为研究表面形貌和装配压力对PEMFC密封性能的影响,通过构建粗糙表面模型,运用有限元分析(FEA)分析不同装配压力和表面粗糙度条... 质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为一种高效的绿色能源转换装置,其密封性能对电池的整体效率和稳定性至关重要。为研究表面形貌和装配压力对PEMFC密封性能的影响,通过构建粗糙表面模型,运用有限元分析(FEA)分析不同装配压力和表面粗糙度条件下质子交换膜燃料电池的密封性能。研究发现:随着装配压力增大,密封表面接触压力和应变位移增加,同时等效泄漏间隙呈指数减小,然而过高的装配压力会导致材料破坏失效;表面粗糙度对接触压力和泄漏率有显著影响,在相同装配压力下,随着表面粗糙度的增加,泄漏率大幅增加,同时表面接触压力也增大。因此表面粗糙度的增加需要更大的装配压力来达到相同的泄漏率;同时表面粗糙度增大会导致表面接触压力过大,增加密封失效的风险。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 表面形貌 装配压力 接触压力 泄漏率
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基于运动学的金刚石刀具平面铣削表面形貌再生研究
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作者 崔奇 胡建民 王乐祥 《机床与液压》 北大核心 2026年第4期125-130,共6页
为了研究金刚石刀具精密平面铣削中工件表面几何形貌的再生,对加工过程中刀具切削刃与工件表面之间的运动学关系开展研究。综合分析铣削参数、主轴跳动和切削刃波纹度等因素对切削刃-工件表面之间相对位置的影响,给出切削刃在工件坐标... 为了研究金刚石刀具精密平面铣削中工件表面几何形貌的再生,对加工过程中刀具切削刃与工件表面之间的运动学关系开展研究。综合分析铣削参数、主轴跳动和切削刃波纹度等因素对切削刃-工件表面之间相对位置的影响,给出切削刃在工件坐标系中的方程。基于上述运动学分析,提出工件表面再生过程的分析流程,并通过分析时间步长和空间步长对分析结果的影响确定合理的模型参数。随后,通过实验获得铣削主轴的径向跳动误差和轴向跳动误差,并将其拟合为曲线。同时,通过加工实验获得刀刃波纹度数据。之后,将实验获得的主轴跳动和刀刃波纹度数据输入分析程序,建立用于分析金刚石刀具精密平面铣削中表面几何形貌再生的模型。最后,通过开展铣削实验对建立的分析模型进行验证。结果显示,使用分析模型获得的和通过实验获得的工件表面粗糙度值符合程度较好,模型可以有效预测铣削加工工件表面粗糙度及其变化。 展开更多
关键词 运动学 精密平面铣削 表面形貌
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考虑铣削表面形貌的工艺参数可靠性优化 被引量:1
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作者 黄贤振 王旭 +1 位作者 丁鹏飞 姜智元 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期80-87,共8页
针对球头铣削过程进行研究,旨在完成铣削工艺参数的可靠性优化.首先,根据球头铣刀切削刃运动轨迹,利用Z映射(Z-MAP)算法对加工形成的表面形貌进行仿真,引入表面粗糙度(Ra)衡量加工后的表面质量,通过表面形貌分析实验验证表面形貌仿真模... 针对球头铣削过程进行研究,旨在完成铣削工艺参数的可靠性优化.首先,根据球头铣刀切削刃运动轨迹,利用Z映射(Z-MAP)算法对加工形成的表面形貌进行仿真,引入表面粗糙度(Ra)衡量加工后的表面质量,通过表面形貌分析实验验证表面形貌仿真模型的准确性;然后,考虑到铣削过程中加工表面质量、刀具使用寿命以及工艺参数不确定性的实际约束条件,建立以主轴转速、刀具进给速度、轴向切深、径向切深为优化变量,以材料去除率(Q)的最大化为优化目标的工艺参数可靠性优化模型;最后,基于灰狼优化算法对优化模型进行求解以获得最优工艺参数,并通过铣削实验验证优化结果的可行性. 展开更多
关键词 球头铣刀 Z-MAP算法 表面形貌 表面粗糙度 灰狼优化算法 可靠性优化
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斜齿轮表面形貌分形特征对时变接触刚度的影响 被引量:4
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作者 吴石 高增阔 +1 位作者 王明珠 赵成睿 《中国机械工程》 北大核心 2025年第1期59-68,77,共11页
基于改进的W-M分形函数,利用齿高和齿宽表征斜齿轮齿面的表面形貌。采用圆锥微凸体并考虑啮合过程中斜齿轮接触曲率半径的时变性建立了斜齿轮时变接触刚度模型,计算发现基于圆锥微凸体模型计算的时变啮合刚度与ISO6336-1—2006标准计算... 基于改进的W-M分形函数,利用齿高和齿宽表征斜齿轮齿面的表面形貌。采用圆锥微凸体并考虑啮合过程中斜齿轮接触曲率半径的时变性建立了斜齿轮时变接触刚度模型,计算发现基于圆锥微凸体模型计算的时变啮合刚度与ISO6336-1—2006标准计算所得结果接近。研究结果表明,斜齿轮的时变接触载荷和时变接触刚度随着分形维数、特征尺度系数、量纲一接触面积、材料塑性指数的变化而表现出不同的变化趋势。 展开更多
关键词 斜齿轮啮合 表面形貌 分形特征 圆锥微凸体 时变接触刚度
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电火花线切割加工表面形貌评价方法研究
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作者 耿雷 田博文 郭艳玲 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第4期108-112,120,共6页
电火花线切割加工的放电过程存在随机性,工件表面凹坑、裂纹的分布无规律可循,传统的粗糙度测量手段难以准确地对工件表面形貌做出评价,因此使用更为合理与准确的参数表征工件的表面形貌十分重要。在研究过程中,基于面粗糙度测量原理及... 电火花线切割加工的放电过程存在随机性,工件表面凹坑、裂纹的分布无规律可循,传统的粗糙度测量手段难以准确地对工件表面形貌做出评价,因此使用更为合理与准确的参数表征工件的表面形貌十分重要。在研究过程中,基于面粗糙度测量原理及统计学相关研究方法,提出利用面粗糙度在卡方分布模型中期望的值E(Sa)以及表面陡度Sku,并利用最小二乘法以及回归分析得到的回归直线的斜率a,综合表征加工过程中的稳定性与表面形成特征;利用层次分析法计算三个参数的系数矩阵,并提出采用表面形貌评价指数S对工件的表面形貌进行表征。实验结果分析表明,表面形貌评价指数S能合理、直观地表征电火花线切割加工工件的表面形貌。 展开更多
关键词 电火花线切割 表面形貌 表面形貌评价指数 层次分析法
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机理与数据融合驱动的薄壁筒切削表面形貌预测方法研究
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作者 吕凯波 李姚龙 +3 位作者 石鑫 胡洋 白生文 庞新宇 《表面技术》 北大核心 2025年第16期156-164,共9页
目的预测薄壁筒工件车削振动状态下加工表面形貌。方法综合考虑刀具与工件几何参数、切削用量以及切削振动参数的影响,建立一种机理与数据相融合的薄壁筒切削表面形貌及粗糙度预测模型。首先,基于切削原理推导切削刀刃上点在加工过程中... 目的预测薄壁筒工件车削振动状态下加工表面形貌。方法综合考虑刀具与工件几何参数、切削用量以及切削振动参数的影响,建立一种机理与数据相融合的薄壁筒切削表面形貌及粗糙度预测模型。首先,基于切削原理推导切削刀刃上点在加工过程中相对于工件表面的运动轨迹方程以及坐标变换矩阵,建立薄壁筒切削表面形貌运动学模型,随后利用时频分析提取切削过程中工件振动位移信号的特征,最后,将构建的振动特征方程代入运动学机理模型中仿真计算表面形貌。结果探明了加工表面形貌特征与切削振动信号频率特性之间的映射关系,数值仿真获得不同加工参数下薄壁筒的表面形貌及粗糙度,工件A在稳定切削区的仿真表面粗糙度与实测表面粗糙度的相对误差为4.27%,在颤振区的平均相对误差为6.03%;工件B在稳定区的仿真表面粗糙度与实测表面粗糙度的相对误差为3.61%,在颤振区域的相对误差为2.42%。结论预测表面与实测表面结果具有一致性,研究成果可为薄壁筒类零件切削表面质量的在线监测与控制提供理论依据。 展开更多
关键词 薄壁筒 切削 振动 表面形貌 数模联动 粗糙度
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磨削表面形貌特征对钢轨摩擦学性能的影响
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作者 刘月明 杨策 邓国念 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第5期80-87,共8页
零件的表面形貌特征将直接影响与其接触部件的摩擦学性能,而在钢轨磨削养护中,砂带磨削形成的表面形貌特征对钢轨服役的摩擦学性能影响机制尚不明确。为系统研究干摩擦下钢轨磨削后不同纹理参数的摩擦学性能,结合赫兹接触理论和Archard... 零件的表面形貌特征将直接影响与其接触部件的摩擦学性能,而在钢轨磨削养护中,砂带磨削形成的表面形貌特征对钢轨服役的摩擦学性能影响机制尚不明确。为系统研究干摩擦下钢轨磨削后不同纹理参数的摩擦学性能,结合赫兹接触理论和Archard磨损模型,采用结构化建模和有限元仿真,建立轮轨接触微元磨损仿真模型;通过磨削工艺制备不同纹理间距、方向和深度的钢轨试样,采用球-盘配置的线性往复干摩擦滑动试验方法,完成摩擦磨损试验。结果表明:磨削形成的表面纹理间距、方向和深度,对钢轨的摩擦系数和磨损率具有显著影响;通过优化磨削工艺参数,如降低砂带粒度、增大磨削扭转角度和提高磨削进给量,在纹理间距0.06~0.14 mm、方向角度0°~60°、深度0.02~0.08 mm范围内,形成大间距、大角度和大深度的表面纹理,可有效提升钢轨的摩擦学性能,从而延长钢轨服役寿命。 展开更多
关键词 表面形貌 摩擦 滑动磨损 纹理 磨削 钢轨
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激光烧蚀辅助CBN磨削钛合金表面形貌研究
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作者 蔺文刚 朱宗孝 《工具技术》 北大核心 2025年第6期43-48,共6页
对激光烧蚀辅助CBN磨削加工TC4钛合金表面形貌进行研究,通过实验获得不同功率激光对CBN砂轮磨削后钛合金表面微观形貌的影响。激光烧蚀辅助加工可以改变材料的性能,显著提高材料的加工性能。在引入激光后磨削表面粗糙度降低4%~41%,显微... 对激光烧蚀辅助CBN磨削加工TC4钛合金表面形貌进行研究,通过实验获得不同功率激光对CBN砂轮磨削后钛合金表面微观形貌的影响。激光烧蚀辅助加工可以改变材料的性能,显著提高材料的加工性能。在引入激光后磨削表面粗糙度降低4%~41%,显微硬度逐渐升高,材料表面明显趋于平整,表面形貌发生显著变化。研究发现:在5 W的激光功率下,划痕宽度和撕裂损伤程度开始降低,表面呈现出塑性流动行为的特征;当激光功率提升至10 W时,划痕和韧性撕裂现象显著减少,主要表现出塑性材料去除的特征,塑性流动行为变得更为明显;当激光功率达到最大的15 W时,磨削表面变得平整,材料塑性流动行为显著,去除方式主要以塑性去除为主。本研究为钛合金的加工提供了思路和方法。 展开更多
关键词 TC4钛合金 激光烧蚀 激光功率 表面形貌
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硬质合金/双金属带锯条锯切Q235钢的力学特性与表面形貌研究 被引量:1
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作者 谷卫洲 孙家豪 +3 位作者 张建华 张勤河 陈兆睿 郭传鑫 《工具技术》 北大核心 2025年第8期42-51,共10页
为了探究锯切加工Q235钢时不同的锯条材料与加工参数对锯切力及工件表面形貌的影响,分别使用双金属带锯条与硬质合金带锯条对Q235方钢进行低速锯切实验。实验结果表明,低速工况下,双金属与硬质合金锯条的切向力最大值均处于100~550 N,... 为了探究锯切加工Q235钢时不同的锯条材料与加工参数对锯切力及工件表面形貌的影响,分别使用双金属带锯条与硬质合金带锯条对Q235方钢进行低速锯切实验。实验结果表明,低速工况下,双金属与硬质合金锯条的切向力最大值均处于100~550 N,进给力最大值均处于25~200 N,相同进给速度下切向力最大值大于进给力的最大值,三向锯切力呈现出随着进给速度的增大而增大的趋势。分别对比两种锯条的锯切力可以发现,在相同条件下,硬质合金锯条的锯切力小于双金属锯条的锯切力,且使用硬质合金锯条锯切的工件表面质量也更高,这说明硬质合金锯条在低速锯切工况下比双金属锯条更有优势。在此基础上,进一步对硬质合金锯条进行高速锯切实验,研究结果表明,在高速工况下,硬质合金锯条的三向锯切力随着线速度的增大均呈现降低的趋势,且表面算术平均偏差Sa由16.1570μm降至12.0258μm,降低了25.57%,这说明硬质合金锯条在高速工况下仍能发挥优良的锯切性能。 展开更多
关键词 锯切力 表面形貌 锯条 加工参数
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微磨料气射流加工中磨料与陶瓷相对力学性能对陶瓷表面形貌的影响研究
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作者 马文田 唐睿 +5 位作者 刘梅 张桂冠 左立生 崔焕勇 孙玉利 赵玉刚 《航空制造技术》 北大核心 2025年第23期59-66,78,共9页
工程陶瓷材料的高硬脆特性给其高使役表面加工带来了严峻挑战,在微磨料气射流加工过程中,国内外研究人员一直致力于研究加工工艺参数对陶瓷材料表面形貌的影响,而磨料与材料之间不同力学性能对陶瓷表面形貌的影响还存在大量的知识空白... 工程陶瓷材料的高硬脆特性给其高使役表面加工带来了严峻挑战,在微磨料气射流加工过程中,国内外研究人员一直致力于研究加工工艺参数对陶瓷材料表面形貌的影响,而磨料与材料之间不同力学性能对陶瓷表面形貌的影响还存在大量的知识空白。因此,本文通过使用Al2O3磨料对Si3N4、Al2O3和钇稳定氧化锆YSZ 3种陶瓷材料进行微磨料气射流加工试验,探究不同冲蚀加工角度及磨料与工件之间不同力学性能对3种硬脆材料的冲蚀深度、表面形貌及表面粗糙度的影响。结果表明,3种陶瓷材料的冲蚀深度与弹性模量呈正相关,表面粗糙度与断裂韧性呈负相关,随着冲蚀加工角度的增加,表面粗糙度不断增大,表面质量不断降低。在4种冲蚀角度下,3种陶瓷材料表面均有微切削痕迹和撞击坑,但始终没有产生微裂纹与晶粒破碎。结果证实,磨料与工件之间的相对力学性能是影响陶瓷材料表面形貌的重要因素,在较低的弹性模量比和较高的断裂韧性比下,可以获得较高的表面质量。 展开更多
关键词 微磨料气射流 硬脆材料 冲蚀角度 力学性能 表面形貌
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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
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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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激光冲击强化对Inconel 625合金表面形貌及微观组织的影响
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作者 贾智 衡亚博 +3 位作者 姬金金 汪彦江 孙璇 杨佩瑶 《材料工程》 北大核心 2025年第5期226-235,共10页
通过激光冲击强化(laser shock peening,LSP)技术调控Inconel 625合金表面微观组织,优化表面形貌。采用激光扫描共聚焦显微镜、电子背散射衍射(EBSD)显微镜以及透射电子显微镜(TEM)等方法表征其微观组织,并利用维氏显微硬度计分析其硬... 通过激光冲击强化(laser shock peening,LSP)技术调控Inconel 625合金表面微观组织,优化表面形貌。采用激光扫描共聚焦显微镜、电子背散射衍射(EBSD)显微镜以及透射电子显微镜(TEM)等方法表征其微观组织,并利用维氏显微硬度计分析其硬度变化。结果表明:在适当的LSP技术下能够消除冲击凹坑,提升表面质量。在LSP作用下,微观组织呈梯度变化,表层微观结构转变为超细层、超细晶等结构,且主要以亚结构与变形晶粒为主,而过渡层为变形晶粒及再结晶组织。随着深度的加深,变形晶粒减少,而再结晶晶粒增多。对5次LSP的合金几何必须位错ρ_(GND)进行定量分析发现:表层ρ_(GND)为2.91×10^(14) m^(-2),原始层为0.61×10^(14) m^(-2),LSP后表层位错密度提升。位错密度的变化导致显微硬度发生转变,显微硬度随LSP次数增加而增加,随深度的加深而减小。LSP过程改变了大小角度晶界占比,对Inconel 625合金晶界强化贡献符合Hall-Petch关系。 展开更多
关键词 Inconel 625合金 激光冲击强化 表面形貌 微观组织
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电火花加工放电过程对邻近工件表面形貌的影响研究
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作者 夏义豪 张亚欧 +4 位作者 高强 卢军成 范伟丰 周围 赵万生 《电加工与模具》 北大核心 2025年第6期1-5,86,共6页
针对核电设备维修时电火花加工诱发邻近构件潜在损伤问题,揭示各参数对邻近工件表面完整性的影响机理。基于核电设备特殊工况,自主研发了多参数可控的电火花加工实验装置,通过放电电流、极间距、冲液流速等单因素实验及SEM/EDS表征,解... 针对核电设备维修时电火花加工诱发邻近构件潜在损伤问题,揭示各参数对邻近工件表面完整性的影响机理。基于核电设备特殊工况,自主研发了多参数可控的电火花加工实验装置,通过放电电流、极间距、冲液流速等单因素实验及SEM/EDS表征,解析邻近工件表面损伤规律。实验表明:飞溅的加工屑会在邻近工件表面留下附着颗粒和凹坑,但大部分附着颗粒可通过超声清洗去除;放电能量越大,附着颗粒的密度和直径越大,影响随距离增大而减小;增大冲液速度并保证浸液放电可有效稳定加工过程,减小飞溅强度。在实际加工过程中,邻近工件距离2 mm、加工电流20 A、冲液流速18 mL/s以上时对邻近工件无影响。参数优化为保障核级部件的服役可靠性提供理论支撑与技术路径。 展开更多
关键词 电火花加工 飞溅颗粒 表面形貌 电蚀产物控制
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考虑表面形貌影响的八隅体点阵结构换热性能优化设计方法研究
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作者 李浩然 胡殿印 +2 位作者 潘锦超 赵炎 王荣桥 《推进技术》 北大核心 2025年第8期275-284,共10页
八隅体点阵结构因强化换热效果显著,成为新一代高超声速空天发动机热管理系统的优选结构。受限于制造精度及机加工可达性,增材制造制备的八隅体点阵结构具有复杂表面形貌。然而,其对换热效果的影响机理尚未完善。为此,本文建立了八隅体... 八隅体点阵结构因强化换热效果显著,成为新一代高超声速空天发动机热管理系统的优选结构。受限于制造精度及机加工可达性,增材制造制备的八隅体点阵结构具有复杂表面形貌。然而,其对换热效果的影响机理尚未完善。为此,本文建立了八隅体点阵结构的换热及流动特性数值模拟方法,探明了表面形貌对八隅体点阵换热的影响机理,并量化其对不同尺寸单胞换热效果的影响程度。在此基础上,采用响应面法和差分进化算法建立了考虑表面形貌影响的八隅体点阵结构优化设计方法。结果表明,粗糙表面通过增强对流换热、促进流体掺混,使得努塞尔数和摩擦因子最高提升4.4%,25%。相比于理想点阵结构,考虑粗糙表面影响的最优点阵结构在相同换热性能下可减重3%。 展开更多
关键词 点阵结构 增材制造 表面形貌 强化换热 优化设计
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面向机器人铣削加工表面形貌预测模型研究 被引量:1
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作者 李慧娟 许利君 《机床与液压》 北大核心 2025年第9期52-59,共8页
机器人铣削加工依赖姿态的动态特性,零件表面形貌的准确预测仍然面临一定的挑战。针对铣削机器人加工过程中刀具振动对表面形貌的影响,提出一种结合工艺参数和刀具振动影响的工件表面形貌数学模型。基于齐次坐标变换矩阵,通过刀具几何... 机器人铣削加工依赖姿态的动态特性,零件表面形貌的准确预测仍然面临一定的挑战。针对铣削机器人加工过程中刀具振动对表面形貌的影响,提出一种结合工艺参数和刀具振动影响的工件表面形貌数学模型。基于齐次坐标变换矩阵,通过刀具几何形状、刀具偏心量和冗余角计算切削刃的运动轨迹,采用逆距离加权法预测机器人铣削系统不同姿态下的动态特性,构建机器人铣削系统动态模型以计算铣刀的振动位移,进而修正切削刃的运动轨迹。最后,通过铣削实验验证所提方法的有效性。结果表明:预测的表面粗糙度与实验值具有良好的一致性,验证了模型在表面形貌预测中的准确性。 展开更多
关键词 铣削机器人 表面形貌 预测模型 铣刀振动 动态特性
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引信高动态MEMS零件增材内填充与外表面形貌协同优化试验
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作者 吕斯宁 柴怡琛 +4 位作者 冯恒振 娄文忠 李诗怡 肖川 任杰 《兵工学报》 北大核心 2025年第S1期41-54,共14页
金属增材制造技术已成为快速成型精密制造特种高动态(高过载、高应变率)微机电(Micro Electromechanical System,MEMS)异构复杂零件的重要手段。以选择性激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)为技术手段,针对特种MEMS零件在增材制造... 金属增材制造技术已成为快速成型精密制造特种高动态(高过载、高应变率)微机电(Micro Electromechanical System,MEMS)异构复杂零件的重要手段。以选择性激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)为技术手段,针对特种MEMS零件在增材制造过程中会出现的致密度差、表面形貌难以控制等微观力学缺陷问题,开展引信高动态MEMS零件增材内填充与外表面形貌协同优化试验研究。以内填充效果和外表面形貌为主要切入点,采用正交试验和单因素控制变量试验方法,开展了两轮SLM多参数工艺的试验制备并进行极差和方差分析,得到了“致密度主要受熔池形成阶段的能量输入控制,而粗糙度更多取决于熔池凝固阶段的动力学行为”的结论,并分析了影响致密度与表面粗糙度的工艺参数排序,得到协同最优工艺参数:激光功率130 W,扫描速度700 mm/s,扫激光直径0.045 mm,扫描间距0.06 mm。基于结果参数开展了MEMS零件加工和性能测试,测试得到致密度可以达到99.19%,同时表面粗糙度可以达到5.45μm;抗拉强度达到435 MPa。结果满足引信高动态环境使用要求,可为后续同类型薄壁类MEMS零件的加工提供参数依据,提升设计迭代优化效率。 展开更多
关键词 高动态MEMS零件 增材制造 选区激光熔化 内填充 表面形貌 多参数优化
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轴颈倾斜时表面形貌及热效应对滑动轴承润滑特性的影响
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作者 谢海超 李娜 +1 位作者 王宇博 何振鹏 《轴承》 北大核心 2025年第9期66-73,共8页
开展发动机主轴承模型表面形貌及润滑油热效应研究对于减少发动机主轴承摩擦功耗,提高经济性具有重要价值。为减少轴承摩擦功耗,提高发动机输出性能,以发动机主轴承为研究对象,基于轴颈倾斜和热流体雷诺润滑控制方程、能量方程、热传导... 开展发动机主轴承模型表面形貌及润滑油热效应研究对于减少发动机主轴承摩擦功耗,提高经济性具有重要价值。为减少轴承摩擦功耗,提高发动机输出性能,以发动机主轴承为研究对象,基于轴颈倾斜和热流体雷诺润滑控制方程、能量方程、热传导方程,建立主轴承在轴颈倾斜、轴瓦表面形貌和流体热效应等模型,将轴瓦表面形貌耦合到油膜厚度中,考虑黏度-温度和黏度-温度-压力2种模型下对主轴承润滑油膜压力的影响,结果表明:考虑轴瓦-轴颈表面形貌,轴承油膜厚度表面变得异常粗糙,呈波浪形;随着轴颈偏心率的增加,考虑热流体模型下的油膜压力出现急剧增加,在同一偏心率下是否考虑轴瓦表面形貌在最大油膜压力处有较大差距;轴瓦表面形貌对2种黏度模型下润滑油黏度的影响不明显;随着轴颈偏心率的增加,轴颈-轴瓦处润滑油温度在最大油膜压力处逐渐增大,考虑轴瓦表面形貌分布,在最大油膜压力处润滑油温度分布不均匀。 展开更多
关键词 滑动轴承 发动机 表面形貌 轴颈 倾斜 热流体 油膜
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