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陶瓷刀具干切削奥氏体不锈钢时的切削性能研究

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陶瓷刀具干切削奥氏体不锈钢时的切削性能研究

作者：戴登钊湘潭大学

学位级别：硕士

陶瓷刀具材料以其高硬度和良好的高温性能,在提高加工效率和刀具寿命等方面等方面有着巨大优势,因此在切削加工领域具有很好的前景。而复合陶瓷更可由不同的设计理论、基本组分和增韧机制具有不同的性能,从而满足各种材料的加工需要。... 详细信息

陶瓷刀具材料以其高硬度和良好的高温性能,在提高加工效率和刀具寿命等方面等方面有着巨大优势,因此在切削加工领域具有很好的前景。而复合陶瓷更可由不同的设计理论、基本组分和增韧机制具有不同的性能,从而满足各种材料的加工需要。奥氏体不锈钢具有韧性强、加工硬化严重和导热性差等特点,属于难加工材料,特别在断续切削、干切削等条件下容易造成刀具磨损和破损,刀具的寿命较低。本文通过干切削试验,对AlO/SiCw(AS)、AlO/(Ti,W)C(AT)和SiN/TiC(ST)陶瓷刀具切削奥氏体不锈钢时的切削性能进行了研究,希望对今后研究陶瓷材料的改性、增强材料的性能、扩大材料的范围方面具有实际应用价值。同时还对加工时切削参数对刀具切削力、断屑性能及磨损的影响做出了研究,从而对陶瓷刀具加工切削奥氏体不锈钢类难加工材料切削参数的选择提出参考。通过正交切削试验对陶瓷刀具切削奥氏体不锈钢时的切削力进行研究,得出对切削力影响较大的切削参数是进给量和切削深度,切削速度的影响较小;发现当切削用量选择较小值时会出现背向切削力大于主切削力的现象;建立了两种陶瓷刀具的切削力经验公式;经比较得出在相同条件下,AT刀具的切削力要大于ST刀具的切削力。通过对陶瓷刀具切削奥氏体不锈钢时的切屑宏观形态进行研究,发现在刀具允许的切削参数范围内,选择切削参数越大,刀具的断屑性能越佳,其中影响最大的切削参数是进给量。通过单因素切削试验对陶瓷刀具切削奥氏体不锈钢时的刀具磨损进行研究,发现刀具的主要磨损形式为刀尖处磨损以及切深处的沟槽磨损;切削速度和进给量对刀尖处磨损量的影响较显著;磨粒磨损、粘结磨损和氧化磨损是刀具的主要磨损机制;AS刀具和ST刀具在高速下切削时切深处的沟槽磨损造成刀具破损;另外试验中AlO基陶瓷刀具表现出了优于SiN陶瓷刀具的抗磨损性能。

关键词：陶瓷刀具干切削工艺奥氏体不锈钢性能评价

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陶瓷刀具切削奥氏体不锈钢的切削力试验研究

机械设计与制造 2011年第12期 252-254页

作者：戴登钊周后明祝贺邓建新湘潭大学机械工程学院湘潭411105

对3种复合陶瓷材料刀具切削奥氏体不锈钢(1Cr17Ni7)进行研究,建立了正交切削试验方案。通过试验研究了切削用量对三向切削力的影响,利用指数回归分析建立了3种刀具的主切削力经验公式,并结合切削用量显著性分析对主切削力进行了对比分... 详细信息

对3种复合陶瓷材料刀具切削奥氏体不锈钢(1Cr17Ni7)进行研究,建立了正交切削试验方案。通过试验研究了切削用量对三向切削力的影响,利用指数回归分析建立了3种刀具的主切削力经验公式,并结合切削用量显著性分析对主切削力进行了对比分析。试验结果表明在采用较小进给量和较小切削深度进行切削时,会出现了背吃刀力大于主切削力的现象;切削速度及进给量对主切削力的影响最大;3种刀具中CT2刀具的主切削力最大。

关键词：陶瓷刀具奥氏体不锈钢回归分析切削力

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非封闭式热斗篷热防护特性

物理学报 2024年第3期73卷 43-49页

作者：苗钰钊唐桂华西安交通大学能源与动力工程学院热流科学与工程教育部重点实验室西安710049

高超声速飞行器在飞行过程中产生大量气动热,高效的热防护技术对保证其正常工作具有重要意义.本文基于热超材料调控热流传播路径思想,针对高超声速飞行器头锥,采用坐标变换法设计非封闭式点变换热斗篷及简化近似的多层结构.COMSOL数值... 详细信息

高超声速飞行器在飞行过程中产生大量气动热,高效的热防护技术对保证其正常工作具有重要意义.本文基于热超材料调控热流传播路径思想,针对高超声速飞行器头锥,采用坐标变换法设计非封闭式点变换热斗篷及简化近似的多层结构.COMSOL数值模拟研究表明,两种结构均有效实现导热和辐射热流的热绕流,使部分热量沿头锥表面传播,头锥前端温度显著降低,机体升温速率减缓.但其热防护性能的提升要求材料固相和辐射热导率低于原隔热材料.进一步设计了非封闭式域变换热斗篷,材料固相和辐射热导率均可高于原隔热材料.模拟结果表明,热绕流显著提升了域变换热斗篷的热防护能力,相比于纯隔热材料,头锥前端温度降低达100 K,机体降温达10 K,展现出重要的热防护应用潜力.

关键词：热超材料坐标变换 COMSOL 热防护

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红豆杉种子休眠原因及其解除技术研究

西北林学院学报 2024年第4期39卷 112-119页

作者：季晓莲马港振戴钊刘睿康永祥杨凌职业技术学院陕西杨陵712100 广西壮族自治区国有雅长林场广西百色533209 西北农林科技大学林学院陕西杨陵712100

红豆杉种子在自然条件下休眠期长,萌发困难。通过种皮透水性、种胚的萌发特性以及对种子各部分提取液抑制作用的测定,探究红豆杉种子的休眠机理;通过不同种子处理条件下其萌发率对比,探究其休眠解除技术。结果表明,新采收的成熟红豆杉... 详细信息

红豆杉种子在自然条件下休眠期长,萌发困难。通过种皮透水性、种胚的萌发特性以及对种子各部分提取液抑制作用的测定,探究红豆杉种子的休眠机理;通过不同种子处理条件下其萌发率对比,探究其休眠解除技术。结果表明,新采收的成熟红豆杉种子种皮透水性较好,胚发育正常,种子活力91.1%;种皮和胚乳中内源抑制物的存在是导致种子休眠的主要原因。流水冲洗、激素浸种、层积沙藏等方法均可以在一定程度上解除红豆杉种子休眠,其中以变温层积对种子休眠的解除效果最为显著,先暖温层积180 d,再低温层积180 d的变温层积可使种子的萌发率达到58.67%;激素浸种效果次之,200 mg·L^(-1) GA_3与10 mg·L^(-1) 6-BA的激素组合进行浸种后层积,种子层积6个月后即有22.33%的萌发率,层积12个月后萌发率达55.00%;流水冲洗+室外层积的种子处理方式也具有较好的效果,种子萌发率可达43.34%。

关键词：红豆杉种子休眠解除休眠层积

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基于注汞法的液冷花岗岩微观特性实验研究

Journal of Central South University 2024年第1期31卷 169-181页

作者：尹土兵苏巨振庄登登李夕兵 School of Resources and Safety Engineering Central South UniversityChangsha 410083China Oulu Mining School University of OuluFI-90014 OuluFinland

在开采高温储层的过程中,微观特征变化重要影响深部热储层人工裂隙网络的建立。因此,研究该过程中微观特征的变化对深部地热能的安全高效开采具有重要意义。采用液体冷却(包括酸冷却和水冷却)处理高温花岗岩,模拟向高温储层注酸情况,以... 详细信息

在开采高温储层的过程中,微观特征变化重要影响深部热储层人工裂隙网络的建立。因此,研究该过程中微观特征的变化对深部地热能的安全高效开采具有重要意义。采用液体冷却(包括酸冷却和水冷却)处理高温花岗岩,模拟向高温储层注酸情况,以获取相应条件下的花岗岩试样。随后,使用扫描电子显微镜-能量散射谱(SEM-EDS)和高压注汞法对样品进行测试。SEM-EDS结果显示,水冷却几乎不会影响元素的组成,酸冷却导致氧、硅和金属元素减少。在两种情况下,都观察到了孔隙和裂缝的形成。此外,与水冷却相比,酸冷却的样品表面更加不平整、疏松和粗糙。注汞法测试结果显示,随着处理温度的升高,液冷花岗岩样品的孔隙率、孔隙体积和比表面积有增加,但分形维数呈相反的趋势。研究结果表明,与水冷却相比,酸冷却条件对花岗岩的腐蚀作用使各项参数的变化更加显著,在酸冷却过程中产生更多的孔隙,提供更好的运输空间,使孔隙结构的复杂性降低。在高温储层的地热能有效提取方面,酸冷却具有更大应用潜力。

关键词：孔隙结构微观结构液体冷却土酸溶液注汞法花岗岩分形理论

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水电高占比下风电接入对系统稳定性影响

电力科学与工程 2024年第2期40卷 19-29页

作者：刘志坚戴钊仕昆明理工大学电力工程学院云南昆明650500

随着绿色清洁高效能源基地的构建,以水电为主体的水风互补成为我国西南能源开发的重要特征。为研究在典型水电系统中接入风电对系统稳定性带来的影响,首先,针对水风互补系统以转矩分析法分析了风电接入对系统频率和功角稳定性的影响,并... 详细信息

随着绿色清洁高效能源基地的构建,以水电为主体的水风互补成为我国西南能源开发的重要特征。为研究在典型水电系统中接入风电对系统稳定性带来的影响,首先,针对水风互补系统以转矩分析法分析了风电接入对系统频率和功角稳定性的影响,并通过算例和Prony分析验证了风速与风电渗透率对系统稳定性的影响。结果表明,风电的接入在一定程度上可以削弱传统水电系统的超低频振荡,而风电接入互联送端系统会导致区域等值惯量的下降,进而使系统区域间低频振荡风险加剧。其次,考虑风电的接入会诱发区域间低频振荡,在风电系统中引入风电的附加综合虚拟惯性与阻尼控制。算例与Prony分析验证了该控制策略能有效提高系统稳定性。最后,在区域间大规模风电接入场景下,利用改进的鲸鱼算法对风电的附加控制器参数进行了优化;结果表明,参数的整定有效提高了系统的频率以及功角稳定性。

关键词：新型电力系统高比例可再生能源大电网仿真建模水风出力互补电力系统稳定风电附加控制

放电等离子烧结Bi、Ce掺杂钇铁石榴石陶瓷的微观结构与磁性能

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材料导报 2024年第4期38卷 33-37页

作者：叶登建代波西南科技大学材料科学与工程学院环境友好能源材料国家重点实验室四川绵阳621010

钇铁石榴石(Y_(3)Fe_(5)O_(12),YIG)是一种立方晶体结构的软磁铁氧体材料。YIG具有法拉第效应、低的铁磁共振线宽,在微波磁光领域具有广阔的应用前景。采用球磨法,通过预烧成功制备Y_(2.6-x)Bi_(0.4)Ce_(x)Fe_(5)O_(12)(x=0.1,0.2)粉末... 详细信息

钇铁石榴石(Y_(3)Fe_(5)O_(12),YIG)是一种立方晶体结构的软磁铁氧体材料。YIG具有法拉第效应、低的铁磁共振线宽,在微波磁光领域具有广阔的应用前景。采用球磨法,通过预烧成功制备Y_(2.6-x)Bi_(0.4)Ce_(x)Fe_(5)O_(12)(x=0.1,0.2)粉末,再利用放电等离子烧结(SPS)将其在较低温度下制备成陶瓷。采用X射线衍射仪对陶瓷表面和内层进行了物相分析,采用扫描电子显微镜对粉体和陶瓷形貌进行观察,采用振动样品磁强计对样品进行了静态磁性能测试。实验结果表明,由于Bi元素的掺入,预烧温度降低到1050℃。利用放电等离子烧结方法,在1050℃、60 MPa、保温4 min条件下制备出孔洞少、表观密度为5.3585 g/cm^(3)和5.4469 g/cm^(3)的Bi,Ce-YIG陶瓷,实现了Bi,Ce-YIG陶瓷的低温快速烧结。Ce的掺入提高了Y_(2.6-x)Bi_(0.4)Ce_(x)Fe_(5)O_(12)(x=0.1,0.2)粉末陶瓷的饱和磁化强度(分别为23.01 emu/g、25.96 emu/g),有利于磁光器件的小型化。Bi,Ce-YIG陶瓷的铁磁共振线宽最低为140.5 Oe,有利于器件在微波应用中的低损耗。

关键词：钇铁石榴石陶瓷放电等离子烧结低温快速烧结静态磁性能

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基于光滑粒子元的水-沙两相流冲刷数值仿真

湖南大学学报（自然科学版） 2024年第3期51卷 69-80页

作者：张嵘钊熊文刘川渟东南大学交通学院江苏南京211189 同济大学土木工程学院上海200092

基础河床冲刷逐渐成为水工建筑物等结构破坏的主要原因,传统分析方法基于欧拉网格法模拟,易出现网格畸变、计算不收敛等情况,降低了计算效率与精度.基于拉格朗日坐标系下无网格光滑粒子元法(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)对河... 详细信息

基础河床冲刷逐渐成为水工建筑物等结构破坏的主要原因,传统分析方法基于欧拉网格法模拟,易出现网格畸变、计算不收敛等情况,降低了计算效率与精度.基于拉格朗日坐标系下无网格光滑粒子元法(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)对河床冲刷过程进行数值模拟;将泥沙相视为非牛顿流体,分为沉积物、推移质、悬移质三种状态;引入Drucker-Prager与Shields应力模型作为泥沙状态转化判断准则,为不同状态泥沙粒子赋予不同流变特性,使计算结果可准确描述水-沙耦合过程.提出了基于SPH多相流模型的河床冲刷数值仿真改进算法,编写了泥沙冲刷计算模块,采用GPU进行计算加速,最后将所得数值水槽模型与Louvain溃坝试验及其他同类仿真结果进行对照.结果表明:本文模型能够更为准确地反映冲刷发展整体趋势;各时刻自由液面、水-沙交界面轮廓均方根误差均在合理范围内;数值模型与试验结果吻合度较高.

关键词：桥梁工程数值仿真光滑粒子元河床冲刷两相流侵蚀准则

高压电脉冲刺激对于热处理花岗岩影响的实验研究

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Journal of Central South University 2024年第5期31卷 1526-1541页

作者：尹土兵刘程辉庄登登李夕兵 School of Resources and Safety Engineering Central South UniversityChangsha 410083China Oulu Mining School University of OuluOulu FI-90014Finland

高压电脉冲技术作为一种环保、可控、高效的破碎坚硬岩石的方法,其潜在应用场景值得进一步深入发掘。本文研究了高压电脉冲诱导干热岩产生预损伤和劣化方法的效果。对热处理后花岗岩薄片试样施加了不同峰值电压的高压电脉冲刺激,探讨了... 详细信息

高压电脉冲技术作为一种环保、可控、高效的破碎坚硬岩石的方法,其潜在应用场景值得进一步深入发掘。本文研究了高压电脉冲诱导干热岩产生预损伤和劣化方法的效果。对热处理后花岗岩薄片试样施加了不同峰值电压的高压电脉冲刺激,探讨了高压电脉冲对于热处理花岗岩的影响。此外,还研究了初始温度对高压电脉冲刺激花岗岩的影响。结果表明:当外加峰值电压超过96 kV时,热处理花岗岩试样发生贯穿性的破裂,峰值电压越高,贯穿裂纹网络越复杂。当电压从96 kV增加到144kV时,花岗岩试样的微裂纹密度从8.63 mm/mm^(2)增加到13.26 mm/mm^(2)。随着热处理温度的升高,花岗岩发生电击穿的难度逐渐降低。在120 kV电脉冲放电刺激3次后,所有热处理温度高于400℃的花岗岩试样均能发生贯穿破裂。高压电脉冲刺激造成花岗岩产生的最大损伤发生在300~400℃的温度区间内。通过扫描电子显微镜观察到,随着试样处理温度的升高,内部孔隙和裂缝的发育情况逐渐加剧,孔隙大小、裂缝宽度和深度也随之增加。这项研究有望为建造干热岩人工储层提供新的见解。

关键词：干热岩高压电脉冲破岩技术温度断裂模式岩石结构