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基于压力加载的双金属复合棒材静液挤压工艺模拟研究

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基于压力加载的双金属复合棒材静液挤压工艺模拟研究

作者：洪凯骏合肥工业大学

学位级别：硕士

双金属包覆材料是由两种不同性能的金属结合而成的一种复合材料,它兼具两种组元金属的优点,弥补了各自的不足,有独特的综合性能,近年来得到了越来越多的应用。静液挤压工艺是一种特种挤压工艺,在高压液体环境下迫使材料发生变形。利用... 详细信息

双金属包覆材料是由两种不同性能的金属结合而成的一种复合材料,它兼具两种组元金属的优点,弥补了各自的不足,有独特的综合性能,近年来得到了越来越多的应用。静液挤压工艺是一种特种挤压工艺,在高压液体环境下迫使材料发生变形。利用静液挤压工艺对双金属包覆材料进行加工,可以提高材料的塑性成形能力,同时也提高了双金属包覆材料的均匀性与界面结合能力,是双金属包覆材料加工变形的有效手段之一。由于静液挤压实验过程繁琐,安全系数较低,静液挤压模具制造过程漫长,成本高,数值模拟技术被运用于双金属静液挤压工艺中以减少实验工作量。本文旨在通过有限元模拟,系统的研究双金属复合棒材在静液挤压过程中的受力情况与流动规律,对实验过程中材料及工艺参数的影响进行分析,对坯料的几何形状进行优化,从而为实际的双金属静液挤压实验提供指导。本文基于一种带有静水压力载荷的静液挤压有限元模型（即压力加载模型）,模拟了不同流动应力比（Φ:0.167～1.667）的双金属组合在不同挤压比（R=1.56、2.25、3.5）和模角（2α=20°、40°、60°、80°）下的静液挤压过程。以挤出材料破裂可能性小、双金属流动均匀为目标,通过对不同工艺参数下的挤压力与流动差异的总结,及对双金属的流动行为与应力应变分析,归纳了双金属静液挤压工艺的成型规律。其次,本文研究了双金属坯料包套形式（有无顶套及底套存在）、底套厚度（2.5mm-10mm）以及截面比（1/15、1/6、1/3、1/2）在双金属静液挤压过程中的影响,验证了顶套和底套在挤压过程中的重要性,并总结了挤压力与应力应变分布随底套厚度与截面比的变化关系。

关键词：双金属复合棒材静液挤压有限元模拟流动应力比压力加载

动态压力加载/卸载装置dDAC及原位表征技术研究进展

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高压物理学报 2021年第6期35卷 28-36页

作者：苏磊杨国强中国科学院化学研究所北京100190 北京高压科学研究中心北京100096 中国科学院大学北京100049

动态压力加载/卸载装置dDAC(Dynamic diamond anvil cell)是近年来备受高压界关注的研究装置之一,可以用来开展亚稳态材料制备、相变动力学、超高压化学等方面研究,在材料学、凝聚态物理学、化学、地学等领域具有重要的应用前景。综述... 详细信息

动态压力加载/卸载装置dDAC(Dynamic diamond anvil cell)是近年来备受高压界关注的研究装置之一,可以用来开展亚稳态材料制备、相变动力学、超高压化学等方面研究,在材料学、凝聚态物理学、化学、地学等领域具有重要的应用前景。综述了近年来国内外动态压力加载/卸载装置及原位表征技术的研究进展,详细介绍了一套新型与原位时间分辨光谱测试系统及原位加热/冷却系统相结合的、具有较大加载/卸载速度和较宽压力范围的动态压力加载/卸载装置。该动态压力加载/卸载装置及原位光谱表征系统的建立,将成为新的高压实验研究平台,从而促进高压极端条件下材料新结构和新性能等方面的研究。

关键词：高压金刚石对顶砧压力加载压力卸载光谱学高速成像

压力加载对大鼠成肌细胞形态、生长曲线影响的分析

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生物医学工程学杂志 2004年第z1期21卷 115-116页

作者：桂颖丽樊瑜波何辉四川大学建环学院生物力学工程实验室成都610065

我们利用自行设计的细胞压力加载实验系统,对培养的第4代成肌细胞加载,观测成肌细胞受力前与受力后形态变化,比较受力组与对照组不同时间点细胞数量,绘制生长曲线.结果表明:(1)压应力刺激对细胞形态有一定影响;(2)一定条件下压应力对细... 详细信息

我们利用自行设计的细胞压力加载实验系统,对培养的第4代成肌细胞加载,观测成肌细胞受力前与受力后形态变化,比较受力组与对照组不同时间点细胞数量,绘制生长曲线.结果表明:(1)压应力刺激对细胞形态有一定影响;(2)一定条件下压应力对细胞增殖有促进作用.

关键词：成肌细胞压力加载细胞培养生长曲线

基于AMESim的液压机压力加载性能仿真研究

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机械工程与自动化 2012年第6期 58-59,62页

作者：胡俊吴玉国张琼安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243002 南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

针对快速液压机存在压力加载延迟的问题,提出了在液压系统中采用高位充液油箱和更换液控单向阀为大通径充液阀的改进方案。利用AMESim对改进前、后的系统进行建模并仿真,通过分析改进前、后液压缸的行程、压力变化曲线和充液阀、液控单... 详细信息

针对快速液压机存在压力加载延迟的问题,提出了在液压系统中采用高位充液油箱和更换液控单向阀为大通径充液阀的改进方案。利用AMESim对改进前、后的系统进行建模并仿真,通过分析改进前、后液压缸的行程、压力变化曲线和充液阀、液控单向阀的流量曲线,证实了改进方案能较好地改善液压机压力加载性能,提高工作效率。

关键词：液压机压力加载 AMESim仿真

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晶片抛光机压力加载系统分析

机电工程 2012年第2期29卷 171-173,187页

作者：赵文宏周海军宋闯程城远徐乐俊袁巨龙浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室浙江杭州310014 丽水学院计算机与信息工程学院浙江丽水323000

在晶体薄片的双面抛光加工中,实现抛光压力的精确、多模式控制对获得晶片高平面度和无损伤、超平滑的加工质量至关重要。为此,提出了一种基于步进电机的压力加载系统。在简述压力加载系统组成及原理的基础上,对该压力加载系统进行了整... 详细信息

在晶体薄片的双面抛光加工中,实现抛光压力的精确、多模式控制对获得晶片高平面度和无损伤、超平滑的加工质量至关重要。为此,提出了一种基于步进电机的压力加载系统。在简述压力加载系统组成及原理的基础上,对该压力加载系统进行了整体数学建模,并通过Simulink对系统性能进行了仿真分析;最后对石英晶片进行了加工实验。实验结果初步验证了所设计的抛光压力加载系统可以较好地实现抛光压力的动态加载及平稳保持,并获得了平滑的晶片抛光表面。

关键词：步进电机压力加载数学建模

气动变载荷加载系统的分数阶PID改进型自抗扰控制

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振动与冲击 2022年第15期41卷 116-121,129页

作者：刘福才郭根旺燕山大学河北省工业计算机控制工程重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学智能控制系统与智能装备教育部工程研究中心河北秦皇岛066004

为了研究机构在复杂压力作用下的材料性能,设计了一套气动变载荷压力加载系统用来模拟复杂压力加载作用。但由于在实际气动压力加载系统应用中存在易受干扰、时滞性大和非线性等问题,难以实现给定波形的精确跟踪。为了提高气动变载荷压... 详细信息

为了研究机构在复杂压力作用下的材料性能,设计了一套气动变载荷压力加载系统用来模拟复杂压力加载作用。但由于在实际气动压力加载系统应用中存在易受干扰、时滞性大和非线性等问题,难以实现给定波形的精确跟踪。为了提高气动变载荷压力加载系统的跟踪精度,设计了一种分数阶PID(proportion integration differentiation)改进型自抗扰控制器应用于气动变载荷压力加载控制之中,该控制器利用分数阶PID取代常规自抗扰控制器中的非线性状态误差反馈器,因此结合了分数阶PID控制器良好的动态性能和自抗扰控制器良好的抗干扰能力。和常规自抗扰控制进行了仿真和试验比较,结果表明,该控制算法响应速度快,跟踪精度高,抗干扰能力强。

关键词：压力加载气动加载系统分数阶PID改进型自抗扰控制波形跟踪

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循环压缩对PEM电解池性能的影响

江苏大学学报（自然科学版） 2022年第6期43卷 645-649,656页

作者：张威罗马吉刘成周威武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室湖北武汉430070 武汉理工大学燃料电池湖北省重点实验室湖北武汉430070 不列颠哥伦比亚大学化学与生物工程系清洁能源研究中心加拿大温哥华V6T 1Z3

针对质子交换膜电解池(proton exchange membrane electrolysis cell, PEMEC)组件在使用过程中可能会发生损坏,需要重复装配和拆卸电解池进行更换或维修操作等问题,研究了循环加载压力对PEM电解池性能的影响,对循环试验前后的多孔扩散层... 详细信息

针对质子交换膜电解池(proton exchange membrane electrolysis cell, PEMEC)组件在使用过程中可能会发生损坏,需要重复装配和拆卸电解池进行更换或维修操作等问题,研究了循环加载压力对PEM电解池性能的影响,对循环试验前后的多孔扩散层(porous transport layer, PTL)表面形貌进行了SEM(scanning electron microscope)电镜表征.结果表明:循环压缩后,PTL的结构发生不可逆的变化,从而影响电解池的性能;在高电流密度区间,电解池性能受循环压缩影响幅度呈现缓慢下降趋势;在较高夹紧压力下,循环压缩次数的增加对电解池性能影响逐渐减弱,适当提高装配压力可以减小重复装配对电解池性能的不利影响.

关键词：质子交换膜电解池循环压缩压力加载多孔扩散层 SEM

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迷宫-磁性液体组合密封的理论及实验研究

迷宫-磁性液体组合密封的理论及实验研究

作者：戚志强北京交通大学

学位级别：硕士

在诸如反应釜等现代工业机械设备要求零泄漏、能够承受压力波动的工况背景下,设计出一种新型的迷宫-磁性液体组合密封液体装置,以满足复杂工况环境的密封要求。从理论上分析迷宫-磁性液体组合密封的方案可行性,并对其密封性能进行仿真... 详细信息

在诸如反应釜等现代工业机械设备要求零泄漏、能够承受压力波动的工况背景下,设计出一种新型的迷宫-磁性液体组合密封液体装置,以满足复杂工况环境的密封要求。从理论上分析迷宫-磁性液体组合密封的方案可行性,并对其密封性能进行仿真分析和实验研究。通过查阅文献发现,传统的迷宫磁液组合密封主要是针对阶梯轴的状况,且单纯的将极靴、磁铁与阶梯轴形成的迷宫空间并不是迷宫密封传统设计齿形时的比例参数,因此迷宫的节流性能不佳。为了在密封介质存在压力波动的环境中使用磁性液体密封,本文设计出一种新型的迷宫-磁性液体组合密封结构。本论文主要进行了以下工作:（1）根据迷宫密封和磁性液体密封各自的工作原理及密封形式,设计出了迷宫-磁性液体组合密封的结构,并加工出实物。（2）根据磁性液体密封液体时的边界条件,推导出了磁性液体的耐压公式。（3）通过ANSYS有限元软件对组合密封件进行磁场仿真。求得了磁力线分布图、磁感应强度云图和密封间隙内磁感应强度分布图,验证了所设计的组合密封件结构的合理性,并计算出了组合密封结构的理论最大耐压值。（4）运用FLUENT软件分别对组合密封件和单一的磁性液体密封件进行流场仿真。得到了压强和转速对密封件界面的影响。经过对比分析发现,相较于单一的磁性液体密封件,组合密封件的自修复能力更好,并且接触界面更稳定。（5）完成了组合密封实验台的搭建,在此基础上进行了实验研究,完成了组合密封件的耐压实验,得到了迷宫-磁性液体组合密封实验件的总耐压为142k Pa。（6）分别对组合密封件和单一的磁性液体密封件的密封寿命进行了实验研究,结果发现与单一的磁性液体密封结构相比,所设计的迷宫-磁性液体组合密封结构的密封时长提高了12%。（7）分别对组合密封件和单一的磁性液体密封件的自修复能力进行了实验研究,结论可以说明迷宫-磁性液体组合密封结构的自修复能力要优于单一的磁性液体密封结构。图48幅,表13个,参考文献54篇。

关键词：磁性液体密封迷宫密封组合密封寿命压力加载自修复能力

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精密球体加工机压力控制技术研究

精密球体加工机压力控制技术研究

作者：徐慧鑫浙江工业大学

学位级别：硕士

硬质材料精密球是各种精密测量仪器中的重要元件,在精密工程领域发挥着重要的作用。精密球体加工机是硬质材料精密球加工的重要设备,其精密程度直接决定着成球的质量。抛光压力是球体抛光过程中的一个重要变量,其对工件表面质量及抛光... 详细信息

硬质材料精密球是各种精密测量仪器中的重要元件,在精密工程领域发挥着重要的作用。精密球体加工机是硬质材料精密球加工的重要设备,其精密程度直接决定着成球的质量。抛光压力是球体抛光过程中的一个重要变量,其对工件表面质量及抛光速率都有很大的影响。考虑到国内外精密球体加工机在压力加载方面的不足,本文对精密球体加工机的压力加载装置及其控制系统进行了改进,以适应硬质材料精密球的超精密加工要求。本文针对普通精密球体加工机气动加载系统的不足,提出了一种基于步进电机的压力加载系统,其主要由步进电机传动机构、弹簧均压执行机构组成。为了能够控制抛光过程中的上研磨盘的振动,本文提出在弹簧均压执行机构之间加入一个磁流变阻尼器,通过控制磁流变阻尼器的阻尼值来实现对于上研磨盘振动的半主动控制。本文重点研究了基于步进电机控制的抛光压力加载,分析了加载系统的动态性能,并对压力加载过程进行了优化设计,将压力加载过程分为两个阶段：正弦加载阶段与模糊PID控制阶段。在正弦加载阶段中,系统通过控制步进电机的转速来实现抛光压力的正弦上升,当步进电机的速度到达一个稳定值时,停止变化。在模糊PID控制阶段中,控制系统根据实时抛光压力的大小,利用模糊PID算法,对步进电机的速度进行控制,直到抛光压力到达设定值。当抛光压力加载完毕后,控制系统实时读取上研磨盘的加速度,并且利用读取的加速度值与控制算法,对磁流变阻尼器的阻尼值进行控制,达到抑制上研磨盘振动的效果。通过多次的硬质材料精密球的抛光实验,实验结果表明经过改进后的抛光压力加载系统能够提高加工球的质量。

关键词：硬质材料精密球精密球体加工机抛光压力压力加载磁流变阻尼器