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激光与光电子学进展 2020年第13期57卷 196-203页

作者：吕佳霏韩晓光赫冬杜凤鸣陈玉珍徐久军大连海事大学船机修造工程交通行业重点试验室辽宁大连116026 大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026

采用Nd∶YAG脉冲激光器在高硅铝合金缸套表面进行微造型,研究了典型激光参数对微坑几何形貌的影响。随能量密度的增大,微坑直径先增大后保持不变,最大值达到100μm,激光能量密度对凹坑深度的影响较小;微坑直径和深度随着脉冲次数增加均... 详细信息

采用Nd∶YAG脉冲激光器在高硅铝合金缸套表面进行微造型,研究了典型激光参数对微坑几何形貌的影响。随能量密度的增大,微坑直径先增大后保持不变,最大值达到100μm,激光能量密度对凹坑深度的影响较小;微坑直径和深度随着脉冲次数增加均呈先增加后减小趋势,当脉冲数为20时,微坑直径和深度达到最大值,均约为140μm;对高硅铝合金缸套烧蚀阈值进行计算,得到1个脉冲条件下的烧蚀阈值φth=2.08 J/cm^2,因能量累积效应,缸套的烧蚀阈值随脉冲数增加而减小。在微坑深度、直径一定的情况下,不同面积占有率的微织构均能起到减磨的作用,其中10%和20%的面积占有率的减磨效果明显优于5%的面积占有率。

关键词：激光器铝合金缸套 Nd∶YAG激光器能量密度脉冲次数微坑

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铝合金发动机缸套成形工艺的数值模拟研究

铝合金发动机缸套成形工艺的数值模拟研究

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作者：严恺北京交通大学

学位级别：硕士

本文以铝合金4JB1柴油发动机干式缸套为研究对象,对其挤压成形工艺与旋压成形工艺进行了有限元分析。根据不同成形工艺条件下的不同工艺参数分别进行数值模拟,探讨了不同工艺参数对合金流动速度、等效应力、等效应变、挤压力、旋压力等... 详细信息

本文以铝合金4JB1柴油发动机干式缸套为研究对象,对其挤压成形工艺与旋压成形工艺进行了有限元分析。根据不同成形工艺条件下的不同工艺参数分别进行数值模拟,探讨了不同工艺参数对合金流动速度、等效应力、等效应变、挤压力、旋压力等参数的影响,并依此确定出了合理的成形工艺参数。研究结果表明,在挤压工艺中,挤压速度2mm/s、摩擦系数0.05时成形件的质量较好;在旋压工艺中,第一道次进给比2mm/r、第二道次进给比1mm/r时成形件的质量较好。根据模拟所确定的工艺参数,对铝合金缸套的成形过程进行了实验研究,成功制得了符合要求的发动机缸套,其形状、尺寸均较好。通过材料拉伸实验表明,所制得的铝合金缸套力学性能满足要求。在对铝合金缸套的成形工艺进行数值模拟时,本文基于大型有限元数值模拟软件ANSYS/LS-DYNA,以参数化程序设计语言(APDL)为二次开发技术,以Visual Basic 6.0为软件开发平台,编写了铝合金缸套成形工艺分析软件。该软件涵盖了数值模拟所需的前处理、求解、后处理的完整功能,可以方便地对铝合金缸套的成形工艺进行模拟与分析,简化了数值模拟的操作过程,有利于将数值模拟技术应用于实际工业生产。实验结果表明,本文所开发的铝合金缸套成形工艺分析软件具有较强的实用性。

关键词：铝合金缸套数值模拟二次开发 LS-DYNA 挤压旋压

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离心铸造铝/铝基复合材料双层缸套组织及性能的研究

离心铸造铝/铝基复合材料双层缸套组织及性能的研究

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作者：邓德杰华南理工大学

学位级别：硕士

随着汽车轻量化的要求,目前铝合金已经广泛应用于汽车发动机缸盖和缸体的制造,但是缸套作为发动机的重要零部件之一,因为其苛刻的工作条件,主要由合金耐磨铸铁制成。由于铸铁缸套存在质量大,导热性能差,且与铝合金缸体间的热膨胀系数差... 详细信息

随着汽车轻量化的要求,目前铝合金已经广泛应用于汽车发动机缸盖和缸体的制造,但是缸套作为发动机的重要零部件之一,因为其苛刻的工作条件,主要由合金耐磨铸铁制成。由于铸铁缸套存在质量大,导热性能差,且与铝合金缸体间的热膨胀系数差异导致缸套变形,造成局部的传热不均匀性,降低发动机寿命,从而限制了“全铝型发动机”的开发与应用。因此,为了实现“全铝型发动机”的应用,本文进行了铝/铝基复合材料双层缸套制备实验,研究了不同表面处理和预热温度对铝/铝基复合材料双层缸套组织性能的影响。通过离心铸造和固-液复合相结合的方法制备了铝/铝基复合材料双层缸套铸件,研究了机械打磨、化学法和电镀铜三种不同的表面处理方法对复合界面组织性能的影响和界面结合机理。机械打磨表面处理无法获得冶金结合的复合界面,界面结合差,结合强度低。化学法和电镀铜表面处理均能获得冶金结合的复合界面,界面结合较好,电镀铜表面处理获得更高的结合强度。复合界面处形成一个颗粒偏聚区,随着到界面的距离增加,Si C颗粒体积分数逐渐增加,硬度值逐渐增大。机械打磨表面处理的界面结合方式为机械结合,化学法和电镀铜表面处理的界面结合方式是熔合结合与液相扩散相互作用的结果。在化学法表面处理方法的基础上,通过离心铸造和固-液复合相结合的方法制备了铝/铝基复合材料双层缸套铸件,研究了不同预热温度对复合界面组织与性能的影响,并探讨了预热温度对Si C颗粒运动行为的影响。随着预热温度的提高,复合界面实现良好的冶金结合,间隙率逐渐降低,界面结合强度逐渐增大。随着预热温度的提高,颗粒偏聚区的Si C颗粒体积分数的变化梯度趋于平稳。随着预热温度的提高,降低了外层A356铝合金缸套的冷却作用,内层复合材料熔体凝固时间增加,粘度降低慢,Si C颗粒运动的阻力减少,运动的时间增加,分布更为均匀。

关键词：固-液复合冶金结合离心铸造铝合金缸套

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铝/铝基复合材料双层发动机缸套的研究

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汽车工艺与材料 2022年第5期 13-19页

作者：邓德杰胡卓刘俊文中汽研汽车检验中心(广州)有限公司广州511340

随着汽车轻量化要求的提高,全铝发动机已然成为未来汽车应用发展的趋势。通过离心铸造和固-液复合的方法制备了铝/铝基复合材料双层缸套,研究了不同表面处理条件下双层缸套的组织性能。结果表明,机械打磨表面处理未能获得良好的冶金结... 详细信息

随着汽车轻量化要求的提高,全铝发动机已然成为未来汽车应用发展的趋势。通过离心铸造和固-液复合的方法制备了铝/铝基复合材料双层缸套,研究了不同表面处理条件下双层缸套的组织性能。结果表明,机械打磨表面处理未能获得良好的冶金结合界面,间隙率高,界面结合较差;化学法表面处理能改善界面间润湿性,间隙率减少,界面连续性较好;电镀铜表面处理界面连续性好,实现良好的冶金结合。展望了未来铝/铝基复合材料双层缸套的发展方向。

关键词：铝合金缸套冶金结合表面处理结合强度

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