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基于数字单元法的三维正交织物微观几何结构建模

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纺织学报 2020年第7期41卷 59-66页

作者：马莹何田田陈翔禄盛王友棋重庆邮电大学先进制造工程学院重庆400065 堪萨斯州立大学复合材料实验室堪萨斯66506 西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室陕西西安710049

为了反映织物内部纱线的空间构型和微观几何结构,针对在织物建模过程中,因忽略纤维间的相互作用而引起的纱线截面形状变化的问题,基于数字单元法理论,提出了一种计算纤维间摩擦力的方法。通过纱线纤维化离散,用数值模拟和仿真方法模拟... 详细信息

为了反映织物内部纱线的空间构型和微观几何结构,针对在织物建模过程中,因忽略纤维间的相互作用而引起的纱线截面形状变化的问题,基于数字单元法理论,提出了一种计算纤维间摩擦力的方法。通过纱线纤维化离散,用数值模拟和仿真方法模拟三维正交织物成型过程,建立了5种精度递进的微观几何结构数值模型。5种模型中的每根纱线分别由4、7、12、19和37根数字纤维表征。研究结果表明:随着纱线纤维化离散程度的提高,仿真时间延长,织物厚度减小,纤维体积分数增大,节点平均作用力下降速度变缓,势能变小;当每根纱线由19根数字纤维组成时,所建织物的微观几何结构数值模型与真实织物样本在显微镜下的内部切片图像较为吻合。

关键词：三维机织复合材料三维正交织物数字单元法微观几何结构纱线纤维化离散

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预制体织造过程的数字单元法模拟研究

南京航空航天大学学报 2022年第5期54卷 889-898页

作者：檀晨晨单忠德孙正王尧尧南京航空航天大学机电学院

预制体作为复合材料的增强相，决定着复合材料的性能。而预制体的性能往往取决于纱线的空间结构，为了反映织物内部纤维束的宏观三维空间结构和微观截面几何构型，通过将纱线离散化，用数值模拟和仿真方法模拟织造过程。本文综述了复合... 详细信息

预制体作为复合材料的增强相，决定着复合材料的性能。而预制体的性能往往取决于纱线的空间结构，为了反映织物内部纤维束的宏观三维空间结构和微观截面几何构型，通过将纱线离散化，用数值模拟和仿真方法模拟织造过程。本文综述了复合材料预制体织造过程的数字单元法模拟研究进展。在微观几何结构方面，详述了数字单元法研究由理论到应用的发展历程，对先进的数字单元建模方法进行了介绍，指出当前模型对于数字单元法模拟纺织过程较为理想化，未考虑纤维的抗弯刚度、空气阻尼效应以及横向压缩引起的能量损失等工艺参数，指出今后的研究中可进一步优化数字单元法，实现参数化建模，深入研究纤维束变形机理以获得纤维更为真实的微观几何结构模型。

关键词：纺织复合材料织造过程数字单元法摩擦磨损微观几何结构

基于光纤聚焦的激光表面织构加工及其摩擦学行为研究

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基于光纤聚焦的激光表面织构加工及其摩擦学行为研究

作者：周一倩清华大学

学位级别：硕士

开展表面微观几何结构的制备技术研究,对于有效地控制表面性能具有重要的意义。激光表面加工相较于其他表面技术具有非接触,无污染,加工精度高等优点,常用于固体表面微观几何结构的制备。常规的激光刻蚀系统采用曲率半径较大的聚焦镜,... 详细信息

开展表面微观几何结构的制备技术研究,对于有效地控制表面性能具有重要的意义。激光表面加工相较于其他表面技术具有非接触,无污染,加工精度高等优点,常用于固体表面微观几何结构的制备。常规的激光刻蚀系统采用曲率半径较大的聚焦镜,在微尺度加工方面有一定的局限性。本文提出了一种基于光纤聚焦的激光表面织构加工方法,并研制了一套包括聚焦系统,调焦系统及传感器的加工装置。通过大量的实验对制备参数进行了优化,在Si及Cr12Mo1V1表面分别加工出了最小线宽为2.30μm和3.14μm的表面微观织构。利用三维形貌仪和电镜对加工表面进行了观察,分别研究了激光能量、脉冲次数、聚焦位置、光纤直径、刻蚀环境及后期处理对单线刻蚀的几何结构尺寸的影响。借助三维工作台进行了间距为20μm-100μm不等的平行沟槽和网格织构的加工。用接触角测量仪JC2000A测量了去离子水和激光织构表面的接触角并和原始表面进行了对比,结果表明激光织构能明显增加液固体表面的接触角,且接触角增加的幅度随织构密度的增加而增大。即可以通过表面织构的方式调控液固表面的润湿行为。用UMT摩擦磨损试验机分别在干摩擦、水润滑及油润滑条件下测试了激光织构表面的摩擦系数并和原始表面进行了对比,结果显示微观织构可以有效的改善材料表面的摩擦性能。尤其在干摩擦条件下,20μm条纹织构使Si表面和Cr12Mo1V1表面的摩擦系数由无织构时的0.4降到0.1左右,磨斑区域也变得平滑且尺寸较无织构区明显减小。即微观织构可以有效的降低材料的摩擦系数,减少磨损,提高材料的耐磨性。

关键词：激光表面织构微观几何结构光纤聚焦接触角摩擦系数

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汽车圆锥滚子轴承内圈支承面制作的优化实验

汽车实用技术 2020年第11期45卷 52-55页

作者：卢彦群赫明月侯建伟乔洪超河北工程大学河北邯郸056038

文章描述了一种汽车轴承的轴承内圈支承面制作的优化方法,并进行了实验研究。实验结果表明,利用新的工艺路线加工的轴承,具有良好的使用性能和较长的使用寿命,能够满足汽车工业中最苛刻的使用要求。

关键词：轴承功能表面轴承寿命滚子滚道微观几何结构

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