C/SiC复合材料激光超声复合加工螺纹缺陷控制及拉伸性能分析

1

作者 徐浩然 王佳琦 +1 位作者 于占江 许金凯 《中国机械工程》 北大核心 2025年第4期724-731,742,共9页

C/SiC复合材料常用于制作高温复合材料紧固件,但在常规加工(CM)下,螺纹特征完整度低且表面存在纤维拔出、基体破碎等损伤微观缺陷,使其难以满足高性能连接的要求。采用激光超声复合切削技术(L-UHM)开展了C/SiC复合材料螺纹特征加工,研... C/SiC复合材料常用于制作高温复合材料紧固件,但在常规加工(CM)下,螺纹特征完整度低且表面存在纤维拔出、基体破碎等损伤微观缺陷,使其难以满足高性能连接的要求。采用激光超声复合切削技术(L-UHM)开展了C/SiC复合材料螺纹特征加工,研究了不同加工方式下螺纹特征表面微观缺陷的变化规律,揭示了CM、激光辅助加工(LAM)以及L-UHM下的螺纹特征缺陷以及表面微观缺陷与其拉伸性能的关系,证明了L-UHM在C/SiC复合材料螺纹特征加工中对微观缺陷控制的优势。研究结果表明,相比于CM和LAM,在L-UHM下,牙顶、牙壁和牙底的纤维拔出、纤维脱黏和基体破碎得到控制,螺纹特征表面微观缺陷减少,完整度提高。此外,在拉伸试验中,L-UHM紧固体获得了最高的抗拉强度,较CM紧固体提高了29%,较LAM紧固体提高了10%。 展开更多

关键词 C/SIC复合材料 激光超声复合加工 螺纹特征 表面缺陷

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电火花-超声复合加工制备微纳空心球的影响因素探讨 被引量：5

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作者 刘南 李翔龙 +1 位作者 刘一凡 汪衍涛 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2013年第11期16-19,共4页

火花放电法是一种新的制备微纳空心球的方法,电火花-超声复合加工制备微纳空心球是在此基础上提出来的。该方法利用超声的空化作用以增加气泡量,增大气泡与抛出电极材料的接触机会,从而达到制备出较多的微纳空心球的目的。基于液体各物... 火花放电法是一种新的制备微纳空心球的方法,电火花-超声复合加工制备微纳空心球是在此基础上提出来的。该方法利用超声的空化作用以增加气泡量,增大气泡与抛出电极材料的接触机会,从而达到制备出较多的微纳空心球的目的。基于液体各物理参数对超声空化的影响及电火花加工液的作用进行理论探讨,通过实验对比,初步验证了在该复合加工中介入超声场的可行性,为制订电火花-超声复合加工制备微纳空心球的最终优化设计方案提供了有效的帮助,并为电火花-超声复合加工系统参数的选择提供了理论参考。 展开更多

关键词 超声空化 微纳空心球 电火花-超声复合加工 工作液

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旋转超声电解复合加工小孔流场仿真 被引量：6

3

作者 刘泽祥 康敏 李曙生 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期748-753,共6页

为解决电解加工深小孔中电解液难以进入加工区和电解产物难以排出的问题,构建了内喷式旋转超声电解复合加工装置,进行了电解加工、旋转电解加工和旋转超声电解复合加工小孔的对比试验。试验结果表明,阴极旋转能明显提高孔的圆度,旋转超... 为解决电解加工深小孔中电解液难以进入加工区和电解产物难以排出的问题,构建了内喷式旋转超声电解复合加工装置,进行了电解加工、旋转电解加工和旋转超声电解复合加工小孔的对比试验。试验结果表明,阴极旋转能明显提高孔的圆度,旋转超声电解复合加工具有最大的平均加工电流,所加工孔的直径、深度都为三者中最大,表明其材料去除率是最大的。在此基础上,利用有限元ANSYS CFX软件,建立了气液两相流三维气穴模型,分析了阴极旋转和阴极高频振动对电解加工流场、电场的影响。仿真结果表明:阴极旋转使得气泡在阴极表面聚集,不利于气泡的排出,阴极振动加速了电解液的运动,有利于气泡的排出,因此具有最大的材料去除率。 展开更多

关键词 旋转超声电解复合加工 小孔 有限元仿真 流场

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聚晶金刚石电火花超声机械复合加工技术研究 被引量：6

4

作者 张勤俭 李建勇 +2 位作者 蔡永林 王恒 王先逵 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 2012年第1期8-11,共4页

聚晶金刚石具有优良的力、热、化学、声、光、电等性能,在现代工业、国防等领域中得到日益广泛的应用。但是,聚晶金刚石硬度高,耐磨性好,其成型加工非常困难,超声电火花机械复合加工技术是一种有效的加工方法。本研究在分析电火花超声... 聚晶金刚石具有优良的力、热、化学、声、光、电等性能,在现代工业、国防等领域中得到日益广泛的应用。但是,聚晶金刚石硬度高,耐磨性好,其成型加工非常困难,超声电火花机械复合加工技术是一种有效的加工方法。本研究在分析电火花超声机械复合加工原理的基础上,采用青铜结合剂金刚石砂轮实现了聚晶金刚石的超声电火花机械复合加工。实验分析了超声电火花机械复合加工过程工艺参数与加工效果之间的关系,结果表明,脉宽、脉间、峰值电流、超声振幅、开路电压等参数对复合加工过程工艺结果的影响程度较明显。 展开更多

关键词 聚晶金刚石 电火花超声机械复合加工 金刚石砂轮

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超声电解复合加工装置的振动系统优化设计 被引量：10

5

作者 刘泽祥 康敏 陶晓明 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期761-765,共5页

为设计精密超声电解复合加工深小孔装置的振动系统,设计了1/2波长超声振动系统和以局部共振理论为指导的工具系统。基于波动方程,分别建立1/4波长超声换能器和变幅杆的解析模型,得到换能器和变幅杆的结构尺寸。借助有限元分析软件ANSYS... 为设计精密超声电解复合加工深小孔装置的振动系统,设计了1/2波长超声振动系统和以局部共振理论为指导的工具系统。基于波动方程,分别建立1/4波长超声换能器和变幅杆的解析模型,得到换能器和变幅杆的结构尺寸。借助有限元分析软件ANSYS对理论设计的变幅杆和超声振动系统进行动力学分析、压电分析和优化设计,得到了变幅杆和超声振动系统的优化模型。分析结果表明,有限元法对变幅杆和超声振动系统的设计制作具有指导意义,缩短了设计周期,降低了设计成本,所设计的超声振动系统具有良好的性能。 展开更多

关键词 超声电解复合加工 局部共振 变幅杆 超声振动系统 有限元法

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旋转超声电解复合加工小孔的仿真加工 被引量：3

6

作者 刘泽祥 张斌 卢意 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2020年第4期90-95,共6页

为研究旋转超声电解复合加工小孔的成型过程,进行了旋转超声电解复合加工小孔试验,得到了不同加工时间孔的截面,并根据试验参数,进行了基于ANSYS的二维仿真加工和三维仿真加工。对小孔的入口直径、底面直径和加工深度进行了对比分析,结... 为研究旋转超声电解复合加工小孔的成型过程,进行了旋转超声电解复合加工小孔试验,得到了不同加工时间孔的截面,并根据试验参数,进行了基于ANSYS的二维仿真加工和三维仿真加工。对小孔的入口直径、底面直径和加工深度进行了对比分析,结果表明由于三维仿真加工中采用了管电极,并考虑了电解加工中阴极超声高频振动对电解液电导率的影响,故其仿真结果更加接近试验值,间接证明了旋转超声电解复合加工小孔三维仿真加工的可靠性,展示了不同时刻的三维加工型腔,为旋转超声电解复合加工的成型过程和成型规律的研究提供了参考。 展开更多

关键词 旋转超声电解复合加工 小孔 仿真加工 ANSYS软件

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金刚石工具头超声波复合加工的实验研究 被引量：6

7

作者 张辽远 慕丽 赵志刚 《机械设计与制造》 2003年第1期107-109,共3页

研究了金刚石工具头超声波复合加工方法的可行性及加工参数与材料去除率的关系,在研究超声加工、超声复合加工和金刚石工具的基础上,借助SEM分析其典型塑性材料和脆性材料的加工形貌,初步讨论了该方法去除材料的机理。

关键词 金刚石工具头 超声波复合加工 实验研究 振动切削 脆性材料

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硬脆金属的超声电解复合加工研究 被引量：12

8

作者 杨大春 云乃彰 严德荣 《电加工与模具》 2002年第2期31-33,共3页

硬脆金属材料采用普通切削加工相当困难。本文对硬脆金属材料进行了超声电解复合加工工艺试验与研究 ,该复合加工方法使加工速度、精度及表面质量较单一工艺有显著改善。

关键词 超声加工 电解加工 超声电解复合加工 硬脆金属

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旋转超声电解复合加工三维流场仿真 被引量：2

9

作者 刘泽祥 李曙生 戴其华 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2018年第8期104-108,114,共6页

单因素试验表明在相同加工条件下旋转超声电解复合加工小孔效率优于旋转电解加工小孔,为研究阴极旋转和高频振动对旋转超声电解复合加工流场的影响,基于有限元ANSYS CFX软件建立了旋转超声电解复合加工流场仿真模型,分析了阴极旋转和阴... 单因素试验表明在相同加工条件下旋转超声电解复合加工小孔效率优于旋转电解加工小孔,为研究阴极旋转和高频振动对旋转超声电解复合加工流场的影响,基于有限元ANSYS CFX软件建立了旋转超声电解复合加工流场仿真模型,分析了阴极旋转和阴极高频振动下加工间隙内的流场变化。分析结果表明:阴极旋转使得电解液绕流,对电解液速度、压力影响较小,而阴极高频振动使得加工区发生抽吸,加速了电解液的流动,使得加工区内电解液压力波动变化,有利于电解液的更新与电解产物的排出。 展开更多

关键词 旋转超声电解复合加工 小孔 流场 几何模型 电解液

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超声电火花复合加工钛合金表面质量研究 被引量：9

10

作者 张云鹏 赵伟 +1 位作者 孙广标 张安洲 《电加工与模具》 2009年第1期22-25,59,共5页

采用电火花加工及超声电火花复合加工的方法对TC4钛合金进行了加工实验,分析了小电参数下两种加工方法中脉宽和峰值电流对表面粗糙度的影响,研究表明超声电火花复合加工可有效地降低零件表面粗糙度值。通过扫描电镜对零件表面形貌的分... 采用电火花加工及超声电火花复合加工的方法对TC4钛合金进行了加工实验,分析了小电参数下两种加工方法中脉宽和峰值电流对表面粗糙度的影响,研究表明超声电火花复合加工可有效地降低零件表面粗糙度值。通过扫描电镜对零件表面形貌的分析和重熔层厚度的观测以及零件表面X射线衍射分析,表明采用超声电火花复合加工钛合金零件可获得较好的表面质量。 展开更多

关键词 超声电火花复合加工 表面粗糙度 重熔层 扫描电镜

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工件超声振动电火花复合加工技术的研究 被引量：10

11

作者 王璟 祝锡晶 庞昊斐 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2016年第16期133-136,共4页

采用正交试验和信噪比两种分析方法,并基于BP神经网络,研究了工件超声振动电火花复合加工技术的两个重要方面:工艺参数优化和工艺预测模型。研究了间隙电压、峰值电流、脉冲宽度和脉冲间隔对表面粗糙度及加工时间的影响,得到了基于试验... 采用正交试验和信噪比两种分析方法,并基于BP神经网络,研究了工件超声振动电火花复合加工技术的两个重要方面:工艺参数优化和工艺预测模型。研究了间隙电压、峰值电流、脉冲宽度和脉冲间隔对表面粗糙度及加工时间的影响,得到了基于试验数据的预测模型。结果表明,对表面粗糙度影响最大的电参数是峰值电流,然后依次为间隙电压、脉冲间隔、脉冲宽度,最优参数组为间隙电压65V,峰值电流2A,脉冲宽度5μs,脉冲间隔70μs;对加工速度影响最大的电参数是峰值电流,然后依次为脉冲宽度、间隙电压、脉冲间隔,最优参数组为间隙电压65 V,峰值电流8 A,脉冲宽度50μs,脉冲间隔10μs。通过信噪比分析得到的结果与正交试验分析得到的结果基本相同,但信噪比分析的结果比正交试验分析的结果稳定性得到提高。 展开更多

关键词 超声振动电火花复合加工 正交试验 信噪比 BP 神经网络

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基于MINITAB的旋转超声电解复合加工微小深孔试验研究 被引量：1

12

作者 刘泽祥 康敏 李曙生 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2016年第8期122-129,共8页

为解决电解加工微小深孔中电解液难以进入加工区及电解产物难以排除的问题,搭建了内喷式旋转超声电解复合加工试验装置,并基于MINITAB开展了微小深孔侧面间隙的试验研究。试验结果表明,加工电压、阴极裸露长度、进给速度和阴极转速对侧... 为解决电解加工微小深孔中电解液难以进入加工区及电解产物难以排除的问题,搭建了内喷式旋转超声电解复合加工试验装置,并基于MINITAB开展了微小深孔侧面间隙的试验研究。试验结果表明,加工电压、阴极裸露长度、进给速度和阴极转速对侧面间隙影响显著,且前两者对侧面间隙产生负效应,后两者对侧面间隙产生正效应,加工电压*进给速度、加工电压*阴极转速、加工电压*阴极裸露长度、进给速度*阴极转速对侧面间隙的交互作用显著,并得到了侧面间隙的数学回归模型,试验值与回归模型的相对误差为8.18%。在此基础上对模型进行优化,进行了响应曲面试验,并通过试验进行验证。优化结果表明,试验值与优化模型值相对误差为4.96%。通过控制阴极伸出长度能有效地减小加工孔的锥度,理论上可以将孔的锥度减小至零。所加工的微小深孔直径为4.007mm,深为67.5mm,加工电流稳定。 展开更多

关键词 内喷式旋转超声电解复合加工 微小深孔 侧面间隙 MINITAB

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超声磨料混粉电火花复合加工的研究 被引量：10

13

作者 迟恩田 任中根 +1 位作者 张云鹏 杨雪宝 《电加工与模具》 2003年第3期29-32,共4页

阐述了超声磨料混粉电火花复合加工基本原理和基本设备 ,在试验研究的基础上对加工参数进行详细的讨论 。

关键词 电火花加工 超声磨料混粉电火花复合加工 表面粗糙度 设备 加工参数

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超声振动磨削放电复合加工SiCp/Al试验研究 被引量：1

14

作者 李铠月 张云鹏 +1 位作者 杨光美 闫妍 《电加工与模具》 2013年第6期28-31,35,共5页

针对SiCp/Al的加工,提出一种超声振动磨削放电复合加工的方法,从加工效率、加工稳定性及表面质量等方面与电火花加工进行了对比试验研究。分析了两种加工方法的脉冲宽度和峰值电流对加工速度和表面粗糙度的影响,结果表明:电火花加工的... 针对SiCp/Al的加工,提出一种超声振动磨削放电复合加工的方法,从加工效率、加工稳定性及表面质量等方面与电火花加工进行了对比试验研究。分析了两种加工方法的脉冲宽度和峰值电流对加工速度和表面粗糙度的影响,结果表明:电火花加工的表面粗糙度平均值为Ra4.5μm,超声振动磨削放电复合加工的表面粗糙度平均值为Ra2μm;超声振动磨削放电复合加工的稳定性比电火花加工好,但加工速度较低。通过扫描电镜对两种加工方法下零件表面形貌和重熔层进行了观测,对试件表面进行了X射线衍射分析,表明采用超声振动磨削放电复合加工SiCp/Al复合材料可获得较好的表面质量。 展开更多

关键词 超声振动磨削放电复合加工 SICP AL复合材料 表面粗糙度 重熔层

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超声电解复合加工深小孔装置与试验研究

15

作者 刘泽祥 康敏 《电加工与模具》 2012年第6期51-55,共5页

论述了国内外超声电解复合加工技术的研究进展,对超声电解复合加工深小孔技术进行了研究,研制了超声电解复合加工装置,通过初步试验,分析了各因素对超声电解复合加工深小孔的影响,为今后的研究提供了基础。

关键词 超声电解复合加工技术 深小孔 超声振动系统 数控系统

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压电器件的精密超声复合电解加工技术 被引量：6

16

作者 孙继欣 张宇 朱永伟 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期32-38,共7页

设计了用于压电器件精密加工的超声复合电解加工系统,采用组合电加工技术制作工具电极。运用ANSYS软件对超声振动系统进行参数化建模,并用其多物理场耦合功能进行动力学分析,得出超声系统振动特性参数。通过激光微位移传感器进行振动特... 设计了用于压电器件精密加工的超声复合电解加工系统,采用组合电加工技术制作工具电极。运用ANSYS软件对超声振动系统进行参数化建模,并用其多物理场耦合功能进行动力学分析,得出超声系统振动特性参数。通过激光微位移传感器进行振动特性参数检测,验证超声振动系统设计及ANSYS模型分析的正确、可靠性。进一步采用超声及其复合电解组合加工方法,对表面镀膜压电器件进行批量加工试验。结果表明:本方法在满足加工精度的基础上,能够大幅提高加工效率,并降低加工成本。 展开更多

关键词 压电器件 超声复合电解加工 ANSYS分析 组合加工

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摩擦副表面微结构及其超声复合电加工技术研究 被引量：4

17

作者 朱永伟 王占和 +1 位作者 范仲俊 云乃彰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第24期2965-2971,共7页

设计了圆形、正方形及菱形三种截面形状微结构;用微细电加工技术组合制作了微结构加工工具;构造、完善了超声复合微细电加工系统;进行了微结构超声复合电加工试验,并分析了其加工的工艺特性。进行了摩擦学特性试验,结果表明,具有规则形... 设计了圆形、正方形及菱形三种截面形状微结构;用微细电加工技术组合制作了微结构加工工具;构造、完善了超声复合微细电加工系统;进行了微结构超声复合电加工试验,并分析了其加工的工艺特性。进行了摩擦学特性试验,结果表明,具有规则形貌微结构的摩擦副表面摩擦因数及磨损量均减小,研究成果对提高重要摩擦副的使用性能与寿命具有理论意义和工程应用价值。 展开更多

关键词 微结构 摩擦分析 微细工具制作 超声复合电加工 摩擦试验

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硬质合金的超声电火花复合加工试验研究 被引量：2

18

作者 缪东辉 韩超 高长水 《电加工与模具》 2010年第3期18-21,共4页

硬质合金主要用作工具和结构材料,由于它在结合方面的硬度、强度和耐磨性等独一无二的优良性质,使得它在现代工业中发挥着重要的作用。但因其强度很高,所以不易被传统的机械加工技术加工。针对这些特点进行了超声电火花复合加工试验,研... 硬质合金主要用作工具和结构材料,由于它在结合方面的硬度、强度和耐磨性等独一无二的优良性质,使得它在现代工业中发挥着重要的作用。但因其强度很高,所以不易被传统的机械加工技术加工。针对这些特点进行了超声电火花复合加工试验,研究了脉冲宽度、超声振幅、磨粒大小对加工效率以及表面粗糙度的影响。 展开更多

关键词 硬质合金 超声电火花复合加工 工艺参数

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超声电解复合加工振动系统动力学分析与试验 被引量：1

19

作者 梁中亚 缪新磊 朱永伟 《航空制造技术》 北大核心 2012年第16期58-61,共4页

本文结合超声振动理论,采用ANSYS对变幅杆进行模态分析和谐响应分析,获得共振频率、位移节点和放大系数等重要参数;对超声振动系统中的变幅杆和工具头进行了分析,经试验验证了变幅杆的振幅放大系数及不同变幅杆对加工速度的影响;最后,... 本文结合超声振动理论,采用ANSYS对变幅杆进行模态分析和谐响应分析,获得共振频率、位移节点和放大系数等重要参数;对超声振动系统中的变幅杆和工具头进行了分析,经试验验证了变幅杆的振幅放大系数及不同变幅杆对加工速度的影响;最后,通过超声复合加工试验,验证了超声电解复合加工的加工效率高、精度高、表面质量更好。超声振动系统是超声电解复合加工装备的关键组成部分,本文结合超声振动理论,采用ANSYS对变幅杆进行模态分析和谐响应分析。 展开更多

关键词 变幅杆 ANSYS 放大系数 超声电解复合加工 超声振动系统 电解液槽 电解加工 电化学加工 超声频 纵振频率 电解电源 超声加工 超声应用 谐响应分析 系统动力学分析

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动态链接库在超声振动辅助电火花-磨削复合加工智能控制系统中的应用研究 被引量：1

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作者 徐文文 张建华 +1 位作者 闫鹏 李晨光 《电加工与模具》 2008年第B04期31-34,共4页

在超声振动辅助电火花-磨削复合加工智能控制研究中,解决IPC与PMAC间的通讯问题对采用工业PC与PMAC的多CPU控制结构来实现开放式控制的系统而言是十分必要的。将动态链接库应用于超声振动辅助电火花-磨削复合加工智能控制系统,采用Wind... 在超声振动辅助电火花-磨削复合加工智能控制研究中,解决IPC与PMAC间的通讯问题对采用工业PC与PMAC的多CPU控制结构来实现开放式控制的系统而言是十分必要的。将动态链接库应用于超声振动辅助电火花-磨削复合加工智能控制系统,采用Windows平台下的编程语言VC++6.0,调用Pcomm32应用程序通讯驱动器中动态链接库的库函数,实现IPC与PMAC间的通讯功能。对实现大型的应用控制系统来说,此法简便,具有良好的开放性和扩展性,能满足开发要求;提高了系统开发效率,节约了系统资源。 展开更多

关键词 动态链接库 超声振动辅助电火花-磨削复合加工 智能控制

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