某某工厂-专业生产加工、定做各种金属工艺品

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　　zs文档资源分类学术文档工业技术工业技术金属学与金属工艺

　　简介：数控机床的研究水平是一个国家工业发展水平的体现，尤其中高档数控机床的研发制造水平，更能使这个国家处于世界该研究领域和产品市场的主导地位。那么进给系统作为整个数控机床最关键的组成部分，其设计质量直接影响到机床整体的加工性能和精度。由于机床进给系统结构复杂，组成的零部件繁多，研究设计学科领域众多，所以进给系统的选型研究设计复杂繁琐。本研究针对国产数控机床研究水平较工业发达国家落后的现状，提出国产数控机床的进给系统选型设计方案，实现国产数控机床进给系统选型，同时开发进给系统选型软件，保证选型设计的可靠性以实现进给系统高精度、稳定性设计要求。论文研究的主要内容是国产数控机床进给系统的选型设计，论文提出了基于多领域仿真和数据库支撑的数控机床进给系统选型的方案，开发系统选型软件实现数控机床进给系统关键部件包括电机驱动等电气部分和丝杠、轴承、联轴器、导轨、工作台、齿轮等各种机械部分的参数化选型设计。系统选型软件在选型前确定选型设计任务，如设计机床种类、进给系统减速方式、加工工况和切削条件等。软件的配置计算模块实现每个部件的选型参数的精确计算，所引用的计算公式保证相对的权威性并且是该领域最新的研究成果。开发进给系统数据库和数据库接口为选型提供部件样本的参数数据支撑。考虑到选型内容涉及到机械、电子、液压、控制等多个领域，又是参数化特征的选型，因此对系统软件的选型结果建模仿真部分选择了MODELICA多领域建模仿真方法，通过以进给轴为单位的建模仿真对选型进行结果验证、过程指导。在最后，对于选型的结果系统软件会生成设计文档。

　　简介：随着我国大型专用装备的国产化战略的实施，电子束焊接已成为航空、航天、航海、兵器等领域大型钛合金构件轻量化、整体化制造的关键技术之一特别是航空大厚度钛合金结构。随着航空零件结构、性能的飞速发展，大厚度钛合金电子束焊接面临着如下难点焊接厚度不断扩展、尺寸越趋大型化、结构越趋复杂化，质量、性能要求也越来越高。然而，对于大厚度钛合金电子束焊接焊缝形貌、组织性能及力学性能国内外尚缺乏系统深入研究，对其工艺、焊缝形状特征、焊缝微观组织与接头力学行为之间的相关性机理缺乏认识，从而影响了大厚度钛合金航空结构焊接技术的推广应用。因此，本文针对50MM厚TC4DT钛合金，深入开展了电子束焊接工艺、焊缝形状、焊缝组织及力学性能相关性研究，分析了大厚度钛合金焊接接头力学行为，探索了力学性能调控方法。首先，采用连续变聚焦焊接试验方法，优化了电子束焊接聚焦电流、速度等参数。设计了连续变换高度位置的测试方法，获得了大厚度钛合金焊接束流品质特征。基于焊接热循环测试和理论分析，建立了数值计算方程和模型，实现了电子束焊接热过程模拟，揭示了大厚度钛合金电子束深熔“匙孔”焊接机理。针对深熔焊接焊缝根部缺陷问题，设计了分解探伤检测方法，分析了焊缝根部工艺气孔缺陷特征；采用带放气槽的垫条结构，提出了引收束流控制方法，解决了工艺气孔问题。其次，采取偏摆扫描焊接工艺方法，优化了扫描参数，改善了焊缝成形。通过电子束焊接焊缝形貌分析，提出了典型的T形和I形焊缝形状特征，研究了焊接工艺参数对焊缝形状尺寸的影响规律，建立了焊缝形状分类准则，优化了T形和I形焊缝焊接工艺。基于束流特性及焊缝形状分析，提出了焊接形状特征参量焊缝深宽比HB及相关的工艺参量N1、N2，分析建立了N1、N2与HB的相关性数学模型。第三，深入研究了T形和I形焊缝晶粒尺寸、组织形态。与T形焊缝相比，沿熔深方向I形焊缝柱状晶尺寸更均匀。随着焊接熔深位置的增加（沿熔深从上到下），焊缝马氏体组织逐渐细化，其宽长比MBL逐渐减小；I形焊缝组织比T形焊缝更均匀，其马氏体组织宽长比MBL变化更平缓。基于焊缝组织分析，提出将马氏体组织宽长比MBL作为表征大厚度钛合金电子束焊接组织特征的参量。第四，测试分析了T形和I形焊缝接头显微硬度、拉伸性能及冲击性能，研究了焊接工艺、焊缝深宽比HB、马氏体组织宽长比MBL对焊缝接头力学性能的影响。沿熔深方向，焊缝由上至下显微硬度逐渐增加，I形焊缝的显微硬度分布比T形焊缝更均匀。焊缝金属沿熔深方向拉伸性能也存在差异，I形焊缝的拉伸性能更均匀。随着焊缝马氏体组织宽长比MBL的增加，焊缝的拉伸强度逐渐降低，熔深方向的强度差异也逐渐变小。随着焊缝深宽比HB的增加，I形焊缝的拉伸强度存在降低的趋势，与T形焊缝的变化趋势相反。与T形焊缝相比，I形焊缝的冲击韧性值较高，且沿熔深方向存在不均匀性；随着焊缝深宽比、马氏体组织宽长比的增加，T形和I形焊缝冲击韧性均先增加、后减小。根据强度匹配理论分析，提出了钛合金电子束焊接力学性能因子UE，SDM，建立了焊缝形状参量HB、组织参量MBL与力学性能因子UE，SDM的相关性数学模型，表征了大厚度钛合金电子束焊接接头力学行为。第五，研究了偏摆扫描电子束焊接、“嵌料”电子束焊接及多重电子束焊接等调控方法对接头力学性能的影响。采用偏摆扫描焊接焊后热处理方法提高了I形焊缝的深宽比HB，降低了焊缝马氏体组织宽长比MBL参量，修正了焊接力学性能因子UE，SDM相关性模型；焊缝断裂韧性、接头疲劳强度分别达到了基材的80％和90，改善了焊缝接头断裂韧性、疲劳等性能。“嵌料”焊接方法降低了焊缝的深宽比HB，提高了焊缝马氏体组织宽长比MBL，提高了焊缝延伸率，降低了焊接力学性能因子，实现了焊缝强度塑性匹配调控。多重焊接方法降低了焊缝HB，提高了焊接强度，验证了性能因子相关性公式的合理性；虽然多重焊接焊缝冲击、断裂性能有所降低，但基本满足结构设计要求和局部缺陷修复质量需求。

　　简介：本文针对TICN基陶瓷刀具硬度低的缺点，研制了具有较好力学性能和高硬度的新型TIC，N基复合金属陶瓷刀具，系统研究了TICN基复合金属陶瓷刀具的微观组织、室温力学性能、烧结机理、增硬机理、高温抗弯强度及其可靠性、切削性能等。研制了TIC，NTIB2WC和TIC，NTIB2W，TIC金属陶瓷刀具材料，研究了其室温力学性能和微观组织的变化规律。结果表明，在烧结温度为1600℃，烧结压力32MPA，保温60MIN的烧结工艺下，TIB2颗粒含量为20WT％、金属相晶粒NI、MO为纳米级时，TICNTIB2WC刀具材料的综合力学性能较好。当升温速率和烧结温度较高，或者当升温速率和烧结温度较低时，TICNTIB2WTIC刀具的力学性能最优，最佳烧结温度为1585℃至1620℃。在90℃MIN的升温速率下，烧结温度为1620℃，保温时间为60MIN，烧结压力为32MPA时，刀具TB20TWTIC，N20WT％TIB2WTIC的力学性能最优，其抗弯强度、断裂韧度和维氏硬度分别为946MPA、74MPAM12和229GPA。在升温速率为50℃MIN，烧结温度为1585℃，保温时间为60MIN，烧结压力为32MPA时，刀具TB30TWTIC，N30WT％TIB2WTIC的力学性能最优，其抗弯强度、断裂韧度和维氏硬度分别为1406MPA、66MPAM12和219GPA。在TIC，NTIB2WTIC金属陶瓷刀具材料中发现了同时含有TIB2和TICN两种“芯壳”结构的微观组织，TIB2的“芯壳”结构是由于烧结过程中B和MO原子的扩散而形成了环形相B4MOTI固溶体，TICN的“芯壳”结构是由于烧结过程中MO和W原子向TICN中扩散而形成了环形相TI，W，MOC，N固溶体。研究了TIC，N基复合金属陶瓷刀具的烧结机理，建立了该刀具材料烧结扩散模型，研究结果表明，壳层增厚速度随着烧结温度的升高而增大，随着扩散时间的延长而先增大后降低。研究了新型TIC，N基复合陶瓷刀具的增硬机理，建立了TICN基复合金属陶瓷刀具残余应力模型。研究结果表明，残余压应力场的综合作用提高了刀具材料的硬度，TIC，N基复合金属陶瓷刀具的主要增硬机理是TIB2“芯壳”结构的增硬效应以及TIB2与TIC，N之间的高硬度化学键结合作用。研究了温度对TIC，N基复合金属陶瓷刀具抗弯强度的影响规律和高温抗弯强度的随机分布规律，建立了TICN基复合金属陶瓷刀具高温抗弯强度的分布函数和可靠度函数。根据高温抗弯强度的研究结果，确定TIC，NTIB2WTIC为切削刀具。在高于800℃时，该刀具的高温抗弯强度迅速衰减，主要原因是氧化侵蚀引起的微观组织损坏、金属相高温软化、界面结合强度降低、弹性模量降低和残余压应力释放。陶瓷刀具TB20TW和TB30TW在800℃时的抗弯强度分布服从威布尔分布，且威布尔分布模数较大，高温抗弯强度的离散性小于室温抗弯强度。在800℃时，取可靠度为09时，TB30TW的抗弯强度为720MPA，TB20TW的抗弯强度为688MPA。通过三维切削有限元分析确定了TICN基陶瓷刀具连续湿式切削马氏体不锈钢174PH的切削用量范围。研究了陶瓷刀具TB20TW和TB30TW连续湿式切削马氏体不锈钢174PH时的切削性能。结果表明，切削速度对刀具磨损寿命的影响最大。当切削速度为150MMIN、切削深度为025MM、进给量为01MMR时，TB20TW和TB30TW的刀具磨损寿命最长，分别为140MIN和170MIN。研究了陶瓷刀具TB20TW和TB30TW磨损形式和磨损机理。结果表明，刀具的主要失效形式是后刀面磨损，主要磨损机理是氧化磨损、沟槽磨损、扩散磨损和粘结磨损。

　　简介：多光谱图像包含电磁波谱上多个特定频段的光谱数据，具有丰富的光谱信息，可以准确表征物体的表面颜色。多光谱图像的采集借助于多光谱成像技术，光谱被分成多个谱段并分别进行采样。纺织印染行业中，对纺织品的颜色测量与评估精度有着严格的要求，为获取精确的颜色信息，通常采用多光谱成像技术。多光谱颜色成像测量ICM系统是一种基于滤光法的多光谱图像采集系统，主要由光源、单色相机和包含多个光学带通滤光片的滤片轮构成。ICM系统通过单色相机采集每个通道的相机响应，然后利用反射率重建算法获取更精确的光谱信息，从而实现相机分辨率的光谱测量，最终实现物体表面颜色的准确获取。该系统可以为纺织印染行业提供合乎严格水平的颜色管理系统，包括多光谱图像测量、颜色评估、颜色质量控制等。本研究针对ICM系统采集的织物图像的色差分析问题，提出了一种基于仿射变换与LEVENBERG–MARQUARDTLM算法的图像配准方法。从配准角度出发，利用提出的配准方法将标样图像与打样图像配准后进行空间色差分析。ICM系统采集的织物图像的形变，包括平移、旋转、缩放和错切变换，符合典型仿射变换模型。该方法对两幅图像的频域对数极坐标幅度谱积分曲线进行匹配，将仿射变换矩阵的求解转化为一个非线性最小二乘拟合问题，利用LM算法搜寻最优参数值，并引入分块配准策略以得到更好的配准效果。实验结果表明，与传统基于FOURIERMELLIN配准算法和基于尺度不变特征变换SIFT的特征点配准算法相比，所提出的算法能获得更好的配准效果，可有效解决具有周期性元素的织物图像配准问题，有助于织物图像色差评估。针对ICM系统的工程应用问题，进行了快速滤波算法的研究。ICM系统的图像处理模块属于计算密集型编程，图像处理环节成为系统的时间瓶颈，因此需要经过优化的快速算法。研究了均值滤波、高斯滤波、中值滤波与双边滤波等经典算法的不同实现方法，通过性能的对比与优化，ICM软件系统能达到准实时乃至实时交互，提高了用户体验。

　　简介：IIIIIIIIIILLLLLLLLLLRLLLLLLLLLLLLRLLLLLLLIRLLY3228475分类号TG174单位代码10110。。『似胖一“。’‘㈠【V_AL一C，N纳米复合硬质涂层的制备及性能研究硕士研究生王鑫指导教师墨叠莸錾攫原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名上羞关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容保密学位论文在解密后遵守此规定。签名导师签名日期型I篁兰篁日期≯12￡型二

　　简介：激光熔覆加工技术是新兴的绿色再制造技术中的重要一员。激光熔覆技术经过了十几年的高速发展如今已经在破损零件修复工程中被广泛应用。尽管轴类零件的激光熔覆再制造技术已经被广泛应用于实际生产，但是缺乏一套完整的理论分析体系作为支撑并指导实践。本文选取细长的阶梯轴为例，将阶梯轴的激光熔覆过程先从理论上进行深入分析，再通过ANSYS有限元分析软件的模拟仿真研究阶梯轴的温度场分布和应力场分布。最后再通过实验的方式验证阶梯轴的ANSYS模拟结果是否与实际相符。阶梯轴的ANSYS有限元分析首先是建模，文章提出了一种全新的轴类零件建模和网格划分方法。并对几种热分析单元做了计算对比找到最优模拟单元。在对阶梯轴的温度场分析过程中，在阶梯轴三段熔覆区上各选择两个关键点对其温度随时间的变化做了深入探讨。阶梯轴的应力分析方法借鉴了温度场分析的关键点分析方法，并且规划了一条路径研究应力随路径的变化情况。为了研究阶梯轴的变形，本文设计了8组熔覆实验，通过记录的实验数据发现一条使得阶梯轴变形最小的熔覆路径，可以用于指导实际生产。文章最后将实验的数据与ANSYS模拟的数据做了对比，验证了ANSYS建模的正确性以及对温度场、应力场以及变形模拟的真实有效性。通过对阶梯轴两端约束变形的模拟进一步验证了最优路径的有效性。随后通过这一理论指导石油钻探工程中的一根铜管的熔覆，更进一步证实了最优路径的合理性。在以后的实际修复轴类工程中，可以先通过ANSYS模拟寻找变形和应力集中最小的最优熔覆路径，然后再开始熔覆工作。本文所述方法有着很大的实际应用价值。

　　简介：在高精度薄壁筒形件加工领域，旋压加工技术作为一种特殊加工，由于其有着无屑加工、产品尺寸精度高、综合性能好等优势，其受到的关注度越来越高，在很多国民经济的重要部门，比如航空航天、国防军工、甚至家用器具等方面都占据着举足轻重的地位。同时，筒形件强力旋压属于大变形的塑性成形过程，其成形机理复杂，并且成形质量受诸多工艺参数的影响。随着现代旋压筒形件的需求的日益增多，为了获得更优质的工件，如何优化旋压成形过程各个工艺参数已成为筒形件强力旋压的重要研究点。本文的主要研究内容如下指出了本课题的研究背景和意义。概述了旋压技术的原理和特点，介绍了筒形件强力旋压的主要问题，旋压成形技术的分类、研究方法和研究内容，综述了旋压技术国内外的研究现状，并引出了本文要研究的主要内容。筒形件强力旋压模型的构建。分析了有限元计算的理论方法、旋压过程的三个阶段和三个变形区域，指明变形过程中的金属塑性流动情况。利用ANSYSLSDYNA显式动力学仿真平台建模，改进建模方法，在建模过程中考虑旋轮摩擦产生的自转和转动惯量，旋轮加载方式为沿轴向移动而不再采用旋轮螺旋形进给方式，约束坯料起始端节点自由度，使其与实际情况中坯料起始端金属塑性流动相符，最后验证模型的有效性。提出筒形件强力旋压成形质量综合指标。揭示旋压力变化趋势与工件变形的关系。分别提取工件内外层单元三向应变随旋压过程的变化规律，说明应变类型及其变化规律与坯料材料变形情况的关系。分析壁厚沿轴线方向的分布，解释工件壁厚与成形质量及缺陷产生的联系。获取不同旋轮参数对工件成形质量的影响，在此基础上进行了工艺参数的研究及优化。获取不同形式旋轮适合的材料及各自对成形质量的优缺点，选择合适的旋轮对关键工艺参数进行研究。应用TAGUCHI正交设计方法研究了筒形件强力旋压过程中进给率F、主轴转速S以及旋轮成形角Α关键参数对工件质量的影响，获取最优参数组合。最后对本文研究内容进行总结和展望。

　　简介：耐磨钢球和磨棒广泛应用于矿山、电力、建材等行业，是磨机介质，属于易损耗品，国内外市场用量巨大。高碳低合金钢作为一种常用的结构钢，经热处理后组织均匀稳定，具有较高的硬度、耐磨性和一定的冲击性能。以高碳低合金钢为材质辊轧成形的钢球，具有硬度高、淬透性好、耐磨性强等特点，但在其使用过程中容易出现性能不稳定、使用寿命短的情况。磨棒在许多条件下逐渐取代磨球，主要由碳量较低的高碳低合金圆钢经热处理制成，成本低，但使用寿命短。冷处理作为传统热处理的延伸，能够提高材料的强度、韧性及耐磨性，还可以促进组织均匀化、提高零件尺寸稳定性，延长使用寿命。研究冷处理对高碳低合金钢组织和性能的影响，探寻解决上述问题的途径，具有重要的技术与经济意义。本文以合金元素CR含量分别为0WT％、05WT、10WT的高碳低合金圆钢和含CR10WT高碳低合金辊轧钢球为研究对象，在传统热处理后进行冷处理，研究了冷处理工艺对三种圆钢试样及钢球试样的显微组织、硬度、韧性、残余奥氏体量和耐磨性的影响。主要内容如下1通过实验，分析了淬火回火后三种圆钢试样的组织与性能，研究了冷处理工艺对三种圆钢显微组织和力学性能的影响。通过与未冷处理试样对比分析，得出在25℃至80℃温度区间内，随着冷处理温度的降低，组织中残余奥氏体转变为马氏体，组织细化；三种圆钢试样均表现为硬度提高，冲击吸收功降低。在0～24H内，随着冷处理保温时间的延长，残余奥氏体进一步转变为马氏体且有碳化物析出；硬度先提高后降低，整体呈增高趋势；冲击韧性逐渐提高。2研究了冷处理工艺对CR10WT钢球试样显微组织和力学性能的影响。与未冷处理试样对比分析，得出在25℃至80℃温度区间内，随着冷处理温度的降低，组织中马氏体含量增加，残余奥氏体含量减少，组织中析出碳化物，组织细化；硬度提高，冲击吸收功减小。在0～24H内，随着冷处理保温时间的延长，残余奥氏体进一步向马氏体转化，保温一定时间后，组织中析出碳化物；硬度先提高后降低，整体呈增高趋势，冲击韧性逐渐提高；与未冷处理相比，经冷处理后的CR10WT钢球试样耐磨性显著提高。与CR10WT圆钢比，钢球有较大的变形量，变形量对冷处理后的结果影响不明显。3通过对经不同温度冷处理的CR10WT圆钢试样及CR10WT钢球试样的冲击断口形貌进行观察分析，得出在25℃至80℃温度区间内，随着冷处理温度的降低，两种试样冲击断口纤维区比例逐渐减小，呈脆性断口；认为CR10WT圆钢试样及CR10WT钢球试样的脆性转变温度为50℃。研究结果表明，适宜的冷处理工艺可使CR0WT、CR05WT和CR10WT圆钢试样及CR10WT钢球试样获得更高的硬度和耐磨性能，并保持一定的冲击韧性。

　　简介：4A60铝08AL钢层状复合带材兼备了低碳钢相对较高的强度和塑性，以及4A60铝合金良好的散热性、钎焊性的优点，在工业及家电等领域有着广泛的应用前景。本文以4A60铝合金、08AL低碳钢为研究材料，使用“表面处理轧制复合扩散退火”三步法进行双金属层状冷轧复合。通过拉剪强度测试机拉伸强度测试，借助激光共聚焦31D形貌显微镜、光学显微镜OM、扫描电镜SEM、X射线衍射分析XRD等多种实验设备，研究了表面处理、轧制变形量及退火工艺对复合带材界面结合强度的影响、变形分配及加工硬化的程度，同时在此基础上探讨了冷轧复合的界面结合机理。本文主要的研究方法和结论如下1研究待复合组元层金属表面预处理工艺及表面微观形貌与复合板结合强度、组织和性能的关系，以优化金属表面预处理工艺并获得有利于轧制复合的组元层金属表面微观形貌。本文研究了不同预处理工艺参数（表面粗擦度、表面微观纹路、打磨次数及速度）条件对组元层金属的表面特征及复合板结合强度的影响。研究发现在待复合组元层金属表面制备凹凸不平的微观结构有利于组元层金属形成机械咬合而有助于随后的轧制复合，且表面粗糙度在SA在165UM335UM范围内，复合板的结合强度随着粗糙度的增大而增大在待复合组元层金属表面打磨2～3次、打磨速度6～9MMS、形成平行于轧制方向的纹理最有利于界面结合。2研究层状金属冷轧复合的变形规律，包括道次压下量与复合板结合强度的关系、冷轧复合过程中的各组元层金属的形变分配。通过计算机数值模拟得出4A60铝08AL钢复合带材的初始复合压下量和最小稳定复合压下量分别为15％、50％，并通过实验验证数值模拟结果的正确性。通过研究铝钢的形变分配发现冷轧复合过程中，铝钢的变形量不一致，并且随着压下量的增大，各组元的变形量也增大，但铝层跟钢层变形量的差值减小最后保持稳定，使得铝钢产生协同变形。3研究了层状金属冷轧复合过程中的组织和性能的变化，并通过金属的显微硬度、晶粒尺寸及力学性能的变化来进行表征。实验结果表明，当轧制复合压下量在25％～60％范围内，随着压下量的增大，复合材料的结合强度和钢表面的粗糙度都逐渐增大，当压下量达到60％时，钢表面的粗糙度SA达到4UM，界面剪切强度达到了56MPA。同时，由于金属内部产生了严重的加工硬化，材料的显微硬度显著增大，并且，硬度的变化符合BOLTZMANN方程。4研究了铝钢复合材料的热处理工艺的制定，探究了轧制复合压下量、退火温度、退火保温时间对复合材料结合强度、组织和性能的影响，结果表明热处理使复合材料组元层金属之间产生扩散，从而使结合界面形成牢固的冶金结合退火时间对各元素扩散区域的变化影响不大，基本保持宽度大约为35UM的“平台”区域，该区域的金属间化合物主要为FE2AL5相，还有少量的FE4AL13相在压下量50％时，复合材料的最佳退火工艺制度为520℃24H。5通过实验观察轧制过程中的金相及SEM图片，初步探讨了4A60铝08AL钢冷轧复合的主要机理为三阶段理论，其中包括机械咬合、能量学说、薄膜理论、扩散理论等多种结合机制的共同作用。

　　简介：纳米银是以纳米技术为基础研制而成的新型抗菌产品，比AG具有更稳定的物理化学特性，由于小尺寸效应、量子效应和具有极大的比表面积，因而具有传统无机抗菌剂无法比拟的抗菌效果，使银所具有的强效消毒杀菌功能更是有了质的飞跃，且效力持久、安全性高，不易产生耐药性。生物合成纳米银，具有安全性高、绿色环保、成本低廉等特点，在绿色合成纳米银领域有着广阔的应用前景。本文分别采用化学方法和生物方法合成纳米银，研究其抑菌活性，并探讨了抑菌机理。化学合成纳米银利用抗坏血酸作为还原剂，通过二氧化硅的包裹，成功的得到平均粒径为929NM的核壳型银二氧化硅纳米粒（AGSIO2NPS）。该纳米粒子可抑制人类病原菌白色念珠菌以及植物病原菌香石竹镰刀菌的生长。通过常量肉汤稀释法，确定了AGSIO2NPS对白色念珠菌的IC50为2ΜGML。通过杯碟法测定对植物病原菌香石竹镰刀菌的抑制，最低抑菌浓度（MIC）为4ΜGML。本实验首次利用红豆杉细胞的提取液作为原料，绿色合成了粒径为35NM均一度良好的纳米银，PH10，反应时间60MIN为反应最佳条件。抑菌实验表明，用红豆杉合成的纳米银对人类病原菌有较强的抑制作用，尤其是革兰氏阳性菌，对于金黄色葡萄球菌STAPHYLOCOCCUSAUREUS和枯草芽孢杆菌（BACILLUSSUBTILIS）的最低抑菌浓度低至1ΜGML；对于革兰氏阴性菌大肠埃希菌（ESCHERICHIACOIL）的最低抑菌浓度为8ΜGML，对乙型副伤寒沙门菌（SALMONELLAPARATYPHIB）的最低抑菌浓度为4ΜGML。最后我们探讨了纳米银对人类病原菌白色念珠菌（CIDAALBICANS）、植物病原菌香石竹镰刀菌（FUSARIUMOXYSPUM）的抑菌机制，为纳米银抑菌应用供理论依据。研究结果表明（1）AGSIO2NPS独特的核壳型结构可以缓慢释放银离子，当引入半胱氨酸螯合培养基中释放的AG后，依然有较强的抑菌能力，说明AGSIO2NPS的抑菌作用是AG和纳米级别粒子共同作用的结果。（2）进一步研究了AGSIO2NPS对成膜白色念珠菌的抑制能力。结果表明，AGSIO2NPS不仅对生物膜形成初期有抑制作用，对成熟期的菌膜仍然有良好的抑菌效果，说明AGSIO2NPS可以不受胞外基质的阻碍，抑制生物膜的形成和发展。（3）在AGSIO2NPS作用下，镰刀菌菌丝体的生长呈现异常状态，且无法正常分生孢子，说明AGSIO2纳米粒可能会促使镰刀菌畸变，使其无法正常生长，繁殖，失去侵染植物能力。（4）通过流式细胞仪检测发现，抑菌过程中有活性氧（ROS）的产生，同时我们测得线粒体膜电位△M明显下降，呈一定的时间剂量依赖关系。AGSIO2NPS处理镰刀菌后，细胞内抗氧化酶如过氧化氢酶、总超氧化物歧化酶、过氧化物酶的活力呈现上升以后再下降的趋势，结果说明纳米银可能通过刺激菌体产生ROS，导致菌体氧化还原态势显著变化，诱导菌体线粒体膜电位△M下降，从而造成菌体的死亡。本论文探讨了纳米银合成的化学方法和生物方法，我们首次报道了利用红豆杉细胞绿色合成纳米银的方法。通过研究纳米银的抑菌机制，揭示了纳米银诱导菌体活性氧产生，以及对菌体生物膜形成的破坏、孢子萌发和菌体生长的抑制，为纳米银抗菌研究提供了新型合成方法和较深入的抗菌机制。

　　简介：喷射成形技术SPRAYFMING制备的高速钢，不仅消除了宏观偏析和粗大晶粒，使材料具备优越的力学性能，而且相比于传统粉末冶金的方法，生产工序减少，生产成本降低。采用喷射成形法制备的CPM9V高速钢坯体，不可避免地产生了一些孔隙，为了提高致密度，进一步改善碳化物尺寸和分布，需要后续进行热加工如锻造或轧制等工艺来优化材料组织及性能。有限元FEM数值模拟方法能大大减少实验量和提高工作效率，从而降低研究成本。根据GLEEBLE轴对称等温压缩实验得到应力应变曲线数据，建立准确的流变应力本构模型对提高有限元数值模拟精确度尤为重要。本文借助GLEEBLE热物理模拟以及DEFM有限元模拟，结合组织分析，系统的研究了喷射成形CPM9V高速钢的热加工性能并制定了最优的锻造工艺参数。主要研究内容如下1通过GLEEBLE轴对称等温热压缩实验，获得了不同应变速率和温度下喷射成形CPM9V高速钢的流变应力曲线。基于ARRHENIUS双曲正弦模型，建立了喷射成形CPM9V高速钢的本构模型，提出了一种修正本构模型中材料常数的方法。考虑到应变量对流变过程影响，运用6次多项式将应变量耦合入本构模型，材料常数Α、N、Q和LNA的拟合相关系数分别为0980、0997、0995、0986。流变应力预测值与实验值的相关系数为R09976平均绝对相对误差AARE仅为3157％，表明建立的本构模型能准确预测喷射成形CPM9V高速钢在热压缩过程中的高温流变行为。2将建立的本构模型嵌入DEFM3D有限元模拟软件，对轴对称等温热压缩过程进行了模拟。将模拟得出的热压缩后试样的变形量和尺寸以及载荷位移曲线与实际热压缩实验的实测值进行对比，结果显示模拟值与实测值吻合较好，验证了基于DEFM3D有限元模拟的准确性和可行性。对试样截面上不同区域进行点追踪，对比了热压缩试样截面上不同典型区域的等效应力和等效应变随变形过程的变化。处于死区、大变形区和自由变形区的P1、P2和P3点，等效应力值P2＞P3＞P1等效应变P2＞P3＞P1。由于上下端面约束和摩擦力的存在，造成了热压缩过程中变形不均匀，从而表现出三种典型的区域。结合金相组织分析，表明大变形区是最易优先发生动态再结晶的区域，而死区基本维持原喷射成形态组织形貌，自由变形区动态再结晶驱动力低于大变形区。3通过DEFM3D模拟给出了不同热加工条件下试样的等效应力和等效应变分布云图和等值线图，其等效应力和等效应变分布都呈典型的“X”形，即接近上下表面处和两侧等效应力值较低，越接近中间部位等效应力值和等效应变越大。温度越高、应变速率越低，变形越均匀，中间大变形区的范围有所扩大。所以，研究不同热压缩实验参数对材料组织性能的影响应主要以大变形区的组织为参考，这样有利于排除因不均匀变形对材料组织变化的判断造成的干扰。4根据动态材料模型DMM理论，建立了喷射成形CPM9V高速钢从线下所对应的热加工图。喷射成形CPM9V高速钢在不同应变量的情况下功率耗散效率峰值区为高温低应变速率区11201180℃、00101S1，而失稳区为高温和低温下的高应变速率区（11201150℃、110S1和9701030℃、110S1）。5结合热加工图不同区域组织观察结果，耗散效率峰区A内为细小均匀的完全再结晶等轴晶组织。失稳区B区和失稳区C中对应的热加工实验参数下的材料除局部区域发生不完全再结晶的纤维状晶粒组织外，出现了明显的失稳特征，如集中变形区、绝热剪切以及应力集中造成的基体材料剥落等现象。其他安全区内靠近峰区A的热压缩实验参数下也出现了完全再结晶组织，但耗散效率值较低的其他实验参数下都不同程度出现了失稳特征组织。所以本文拟定的最优的锻造工艺参数为11501180℃、00101S1。

　　简介：工程陶瓷以其高强度、高硬度、耐磨、耐高温、耐化学腐蚀等优良性能，在工业、国防军工和航空航天等重要领域得到广泛应用。目前工程陶瓷等难加工材料的精密加工主要通过超硬精细磨料的精密磨削来实现。磨削加工过程本质上是由大量离散分布在砂轮表面的磨粒同时与被加工材料相互作用实现材料去除的过程，砂轮表面每一颗磨粒对被加工材料进行微观切削。因此单颗磨粒切削加工的机理研究成为认识复杂磨削加工机理的一种重要手段，砂轮表面形貌特征成为磨削过程建模与仿真、磨削过程优化不可缺少的前提条件。由于磨削加工成形机理复杂，导致磨削加工过程的工艺方案优选一直是困扰制造企业的难题。为了深化和推广工程陶瓷的应用，必须针对工程陶瓷精密磨削机理开展深入研究。本文以氮化硅陶瓷精密磨削加工为研究对象，以砂轮表面形貌检测、单颗磨粒切削实验、砂轮磨削实验为基础，利用数值仿真技术进行砂轮表面形貌建模、单颗磨粒切削仿真、砂轮磨削仿真，进而采用改进遗传神经网络算法进行磨削加工工艺参数优化，实现氮化硅陶瓷工件的高效精密磨削。具体研究工作内容包括1建立了考虑砂轮表面磨粒的尺寸、位置、角度、出刃高度分布与修整状态的砂轮表面形貌模型。通过金刚石砂轮表面形貌检测后的数字化图像处理与计数，并基于正态分布统计学规律表征了砂轮表面磨粒直径、尺寸分布、等效直径、体积密度、面积密度、平均间距等参数，选取截角八面体作为磨粒形状建立了砂轮表面形貌模型验证了砂轮修整前后砂轮表面形貌模型的正确性，可有效用于磨削仿线建构了单颗磨粒切削的实验与仿真系统。设计并制备了包括砂轮盘、单颗磨粒块、平衡块三部分的单颗磨粒切削工具，进行了单颗磨粒切削正交实验采用JH2材料本构模型模拟氮化硅陶瓷的力学行为，选用截角八面体模拟金刚石磨粒，进行了单颗金刚石磨粒切削氮化硅陶瓷的切削过程仿真揭示了砂轮线速度、工件速度、切削深度对磨削力、工件表面形貌的影响规律实验验证了仿线进行了金刚石砂轮磨削氮化硅陶瓷的有限元仿真。将金刚石砂轮表面形貌的平面模型转化成圆面模型，根据磨削深度、磨削接触弧长等参数动态定义砂轮块与工件几何模型尺寸，进行了金刚石砂轮块磨削氮化硅陶瓷的仿真，分析仿真过程中氮化硅陶瓷工件的应力、磨削力、亚表面损伤深度的变化，讨论砂轮粒度、砂轮线速度、工件速度、磨削深度等工艺参数对氮化硅陶瓷工件的磨削力、亚表面损伤深度的影响规律，得出了与实验结果较一致的结论。表明金刚石砂轮磨削氮化硅陶瓷有限元仿线建立了基于砂轮表面形貌模型与单颗磨粒切削仿真的磨削亚表面损伤深度预测模型。通过金刚石砂轮块磨削氮化硅陶瓷的有限元仿真，揭示了磨削过程中氮化硅陶瓷工件的应力与亚表面损伤深度的关系修正了动态有效磨粒的未变形切削厚度计算公式，结合金刚石砂轮表面形貌模型与单颗磨粒的切削仿真建立了砂轮磨削工艺参数工件亚表面损伤深度之间的关系模型。5建立了磨削工艺参数与加工结果之间的优化预测模型。从实验角度揭示了砂轮磨削最大未变形切削厚度与当量磨削厚度对磨削力、表面粗糙度、亚表面损伤深度的影响规律，建立了当量磨削厚度亚表面损伤深度的经验公式采用改进遗传神经网络，建立了金刚石砂轮磨削加工工艺参数优化模型，实现了金刚石砂轮磨削氮化硅陶瓷工件的质量预测与工艺优化。6建立了氮化硅陶瓷球面精密磨削工艺优化系统。从几何运动学角度分析了氮化硅陶瓷球面廓形工件砂轮法向跟踪精密磨削的运动模式、磨削接触区域与磨削接触弧长，采用正交实验揭示了砂轮粒度、砂轮半径、砂轮线速度、进给速度、磨削深度等工艺参数对工件表面粗糙度、亚表面损伤深度的影响规律将基于砂轮表面形貌模型与单颗磨粒切削的磨削仿真、改进遗传神经网络优化算法应用于氮化硅陶瓷球面磨削加工，用于预测工件的表面粗糙度、亚表面损伤深度、加工时间，优化工艺参数。

　　简介：超声振动挤压强化技术作为一种新型的表面强化技术，已经得到国内外专家和学者的关注和重视。超声振动挤压强化技术利用超声加工的原理，在普通挤压加工的基础上，加入超声振动，使挤压工具产生高频振动，在挤压力的作用下，挤压工具与旋转的零件表面产生相互接触挤压，从而使零件表面的材料产生一定的冷作硬化，降低零件的表面粗糙度，提高零件的表面硬度，使零件的使用寿命得到了提高。本研究以常用的45号钢为试样材料，通过正交试验法则设计实验方案，利用压电陶瓷换能器、自主设计的挤压工具头与变幅杆、以及数控机床组建超声振动挤压系统，进行超声振动挤压强化加工实验研究；对实验结果进行分析研究，得出机床主轴转速、进给速度、挤压力、挤压工具头的振幅和挤压次数等工艺参数对超声挤压强化的表面粗糙度和硬度的影响规律；对加工零件表面的金相组织进行观察和分析，得出超声振动挤压强化的内在机理；利用支持向量机理论，建立超声挤压强化表面性能的非线性模型，找出超声振动挤压参数的影响规律，得出最佳参数。通过超声振动挤压实验研究，45号钢零件表面材料发生塑性变形，其金相组织发生变化，晶粒被拉长，发生细化现象，晶粒间的间隙变小；零件的表面粗糙度得到大幅度的减小，表面光泽度变好，表面的硬度也得到了一定的提高。根据正交实验的极差分析，在超声振动挤压强化加工中，施加至工件的挤压力对强化工艺的影响最大，挤压工具的进给速度和超声强化的次数的影响也是比较大的，而机床主轴转速以及挤压工具的振幅对超声振动挤压工艺的影响相对较小。根据超声挤压强化表面性能的非线性模型，基于支持向量机的理论，得出零件表面粗糙度随着挤压力的增大而减小，随着进给速度的不断增加而增大。零件表面的硬度会因为挤压力的增大而增大，但是却会随着挤压次数的增多出现先增大后不变的趋势。超声振动挤压强化加工技术可以有效的降低轴类零件表面粗糙度，提高表面硬度，但是不同的工艺参数对超声挤压加工的效果有不同的影响，在进行超声振动挤压强化时，要根据不同的材料和要求，选择合适的工艺参数，提高零件表面的机械性能，延长其使用寿命。

　　简介：五轴机床相比于三轴机床，它能加工各种复杂表面，具有更高的生产效率、更好的灵活性和更少的装夹时间。然而，两个旋转轴引入了更多的几何误差，譬如旋转轴轴线的位置误差和平行度误差等，导致了五轴机床有较大的空间误差。本研究旨在首先测量和辨识五轴机床平动轴和旋转轴的所有41项几何误差元素，然后对机床的空间误差建立数学模型，最后对机床的空间误差进行补偿，从而提高机床的整体精度。本研究获得了国家自然科学基金、国家科技重大专项、国家重大科研仪器研制项目和国家留学基金委高水平项目等课题的资助；以加拿大英属哥伦比亚大学UBCYUSUFALTINTAS教授实验室的QUASERUX600双转台五轴数控机床为主要研究对象；以沈阳机床厂的一台双转台五轴数控机床为辅助研究对象；研究并提出了旋转轴的与位置无关几何误差POSITIONINDEPENDENTGEOMETRICERR，PIGES和与位置有关几何误差POSITIONDEPENDENTGEOMETRICERRS，PDGES的测量辨识方法，基于螺旋理论提出了五轴机床空间误差的建模和补偿策略，建立了五轴机床空间误差统一模型，基于虚拟CNC开发了五轴机床空间误差补偿仿真平台。本文的主要研究内容有1研究了五轴机床旋转轴的误差测量方法，提出了基于球杆仪测量和辨识旋转轴误差的三种测量方法单独辨识PIGES、单独辨识PDGES以及同时辨识PIGES和PDGES。在PIGES的单独辨识中一共有3种测量模式，前两种测量模式中始终保持平动轴静止，仅有两个旋转轴单独转动，第三种模式中设计了A轴和C轴一起转动而实现的圆轨迹。通过三种模式的测量得到8项PIGES的解析解；在PDGES的单独测量中针对每一个旋转轴提出了5种测量模式，在这些模式中保持平动轴静止，仅有待测的旋转轴运动，从而排除了平动轴引入的误差；测量过程中，球杆仪始终保持对一个测量方向敏感，其作用可认为是单自由度的高精密位移传感器；基于测量结果，解耦得到两个旋转轴除滚转误差外的10项PDGES。在同时辨识PIGES和PDGES的测量中给出了球杆仪切向、径向和轴向的测量模式和该模式下PIGES和PDGES同时辨识的解析解。试验结果证实了误差辨识的准确性。2研究了五轴机床的空间误差，建立了基于螺旋理论的五轴机床空间误差模型和五轴机床的空间误差统一模型。螺旋理论可有效地对五轴机床正运动学和逆运动学进行建模。另外，通过引入误差旋量可有效地对各项误差元素进行建模；基于螺旋理论得到的空间误差模型与常规的通过齐次坐标变换得到的结果完全相同。在空间误差统一模型中，通过设计一种新的奇异函数，该统一模型可适用于4种常见类型的三轴加工中心和12种类型的五轴机床；与传统的统一模型相比，该模型更加具体且方便，用户只需向模型输入机床平动轴和旋转轴对应的类型序号，即可得到最终的空间误差模型，不需要任何人为操作。最后简略描述了机床误差元素的建模方法，针对定位误差和直线度误差等提出了新的建模方法。3研究了五轴机床的空间误差的补偿方法，利用螺旋理论逆运动学计算提出了基于迭代法的五轴机床空间误差补偿策略，该补偿方法能够有效地对五轴机床空间误差进行补偿。研发了基于虚拟CNC的五轴空间误差补偿仿真平台。在选择对应机床结构的前提下，输入所有误差元素的拟合模型，即可预测机床在当前刀具路径在不同位置处的空间误差值，并同时计算补偿后的各轴的运动量，从而实现对空间误差的补偿仿真。该仿真平台基于螺旋理论进行开发，适用于任意结构的五轴机床，并有效地对五轴机床的空间误差进行预测和补偿。虚拟CNC的仿真结果也证实了该补偿策略的有效性。4结合文中提出的测量方法、建模理论和补偿策略，在实际的五轴机床上进行了试验验证。本研究在多台机床上进行了空间误差补偿，主要试验在QUASERUX600双转台五轴机床上进行。试验结果表明，本研究方法能有效提高机床的空间位置精度。

　　简介：本文开展了1MM厚TA15钛合金薄板与5MM厚ZTA15铸件激光搭接焊接工艺试验，通过分析比较了不同工艺参数下的接头形貌及熔深，并对典型接头进行力学性能测试，不断优化工艺参数范围，最终摸索出影响接头焊接质量的关键工艺参数；同时针对骨架蒙皮结构试样件，开展结构件激光焊变形控制研究，最终获得的产品满足设计要求。本文针对某型号产品蒙皮骨架焊接结构，利用光纤激光器对1MMTA15钛合金薄板与5MM厚ZTA15精铸件进行激光搭接焊工艺及变形控制研究。首先，以ZTA15精铸件为试验对象，开展了激光焊堆焊工艺研究。比较并分析了焊缝表面形貌以及熔深熔宽等参数随着激光焊接的一些主要工艺参数（焊接速度、激光脉冲周期、激光功率、离焦量以及保护气体流量）的变化规律，形成了ZTA15钛合金铸件理想工艺规程。其次，以ZTA15钛合金蒙皮骨架结构试验件为研究对象，开展了该结构搭接件、锁底件的激光焊接工艺和焊接变形控制研究。探讨了激光功率、焊接速度、脉冲周期以及装配间隙对焊缝成形及熔深的影响规律，并对蒙皮骨架激光焊接接头力学性能及显微组织进行了分析，形成了蒙皮骨架结构试验件的焊接工艺规程。最后，研制了具有强制冷却效果并可旋转柔性压紧的焊接夹具，控制空气舵产品焊接变形。在此基础上，进一步优化空气舵产品激光焊接路径，采用双面四次焊接路径控制焊接变形量最终实现产品变形控制。