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相似文献
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1.
脆性光学材料的超声磨削实验研究   总被引:7,自引:0,他引:7  
分别采用超声磨削和普通磨削加工方法加工了几种脆性光学材料,研究了几种主要工艺参数对工件加工表面粗糙度的影响。结果表明,超声频率和振幅、金刚石磨料粒度、切深、工具的横向进给速度和旋转速度等工艺参数对表面粗糙度的影响较大。通过比较发现,超声磨削方法比普通磨削方法具有更好的加工表面粗糙度,更高的材料去除率,以及更低的工具磨损量。  相似文献   

2.
Cutting force is one of the most important output variables in rotary ultrasonic machining (RUM) of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) composites. Many experimental investigations on cutting force in RUM of CFRP have been reported. However, in the literature, there are no cutting force models for RUM of CFRP. This paper develops a mechanistic predictive model for cutting force in RUM of CFRP. The material removal mechanism of CFRP in RUM has been analyzed first. The model is based on the assumption that brittle fracture is the dominant mode of material removal. CFRP micromechanical analysis has been conducted to represent CFRP as an equivalent homogeneous material to obtain the mechanical properties of CFRP from its components. Based on this model, relationships between input variables (including ultrasonic vibration amplitude, tool rotation speed, feedrate, abrasive size, and abrasive concentration) and cutting force can be predicted. The relationships between input variables and important intermediate variables (indentation depth, effective contact time, and maximum impact force of single abrasive grain) have been investigated to explain predicted trends of cutting force. Experiments are conducted to verify the model, and experimental results agree well with predicted trends from this model.  相似文献   

3.
Preliminary study on rotary ultrasonic machining of CFRP/Ti stacks   总被引:1,自引:0,他引:1  
Reported drilling methods for CFRP/Ti stacks include twist drilling, end milling, core grinding, and their derived methods. The literature does not have any report on drilling of CFRP/Ti stacks using rotary ultrasonic machining (RUM). This paper, for the first time, reports a study on drilling of CFRP/Ti stacks using RUM. It also compares results on drilling of CFRP/Ti stacks using RUM with reported results on drilling of CFRP/Ti stacks using other methods. When drilling CFRP/Ti stacks using RUM, cutting force, torque, and CFRP surface roughness were lower, hole size variation was smaller, CFRP groove depth was smaller, tool life was longer, and there was no obvious Ti exit burr and CFRP entrance delamination. Ti surface roughness when drilling of CFRP/Ti stacks using RUM was about the same as those when using other methods.  相似文献   

4.
苏法刚  梁静秋  梁中翥  朱万彬 《物理学报》2011,60(5):57802-057802
光辐射吸收材料不同的表面形貌对入射光具有不同的多重反射吸收效果,对光辐射的吸收有较大的影响,合适的表面形貌可以提高光辐射有效吸收率.本文通过光线追迹的方法对V形表面、正弦表面、具有正态倾角(平均倾角)分布的表面以及具有正态高度分布的表面进行模拟, 分析了这四种表面对光辐射吸收率的提升效果及其入射角特性.通过倾角分布分析,得出不同表面形貌提升吸收率共同的必要条件,即倾角中心分布至少大于30°,并指出V形表面在正入射时对吸收率提升的优越性. 关键词: 光吸收材料 表面形貌 吸收率 表面倾角分布  相似文献   

5.
宋永锋  李雄兵  史亦韦  倪培君 《物理学报》2016,65(21):214301-214301
超声背散射法可通过多晶体金属内部的空间方差信号,实现微观结构参数的无损评价,但表面粗糙度对评价模型的精度及实用性存在显著影响.基于高斯声束理论推导垂直入射粗糙界面的纵波声场,以此研究声能的Wigner分布规律;在超声的波长远大于粗糙度的前提下,构造表面粗糙度修正系数,并建立粗糙界面的单次散射响应模型,揭示粗糙度对超声波背向散射的影响规律.用304不锈钢制备轮廓均方根值为0.159μm的光滑试块和25.722μm的粗糙试块开展超声背散射实验,结果表明模型在粗糙度修正前后均可实现光滑试块的晶粒尺寸有效评价,但未经修正的传统模型对粗糙试块的晶粒尺寸评价结果与金相法结果的相对误差高达-21.35%,而本模型的评价结果与金相法结果符合得很好,相对误差仅为1.35%.可见,本模型能有效补偿粗糙度引起的超声背散射信号衰减,从而提高晶粒尺寸无损评价的精度.  相似文献   

6.
王敬时  徐晓东  刘晓峻  许钢灿 《物理学报》2008,57(12):7765-7769
利用激光激发声表面波的理论模型,研究了被激发宽带声表面波在具有表面微裂纹缺陷金属材料上的传播特性.对具有不同形状的表面缺陷模型进行了数值分析.结果表明:表面微裂纹缺陷有明显的低通效应,缺陷深度越大高频截止频率就越低,缺陷深度与低通滤波的截止频率呈近似线性关系;缺陷的宽度增大对表面波透射能量有明显的衰减作用. 关键词: 激光超声 声表面波 有限元方法 低通滤波器  相似文献   

7.
超声波波型转换与表面波的检测   总被引:1,自引:0,他引:1  
张连芳  柯伟平 《物理实验》2006,26(2):8-10,17
分析了超声波纵波、横波、表面波3种波型的产生条件和声速关系,检测了超声波在固体表面的波型转换,并测量了声表面波的速度,讨论了声表面波在超声延迟线方面的应用.  相似文献   

8.
响应面法的杆式超声电机有限元模型修正   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
陶征  刘旭  胡斌 《声学学报》2017,42(3):305-310
现有杆式超声电机的有限元模型大都采用连续复合材料的简化结构形式,忽略了实际超声电机各部件间的接触特性,导致计算结果与实验结果具有较大偏差。针对该问题,提出了一种采用响应面法的杆式超声电机有限元模型修正方法,来获得高精度的有限元模型。该方法考虑了超声电机螺栓预紧力及各部件接触界面的法向接触刚度和摩擦系数,筛选出显著影响电机工作模态的参数,建立响应面模型替代超声电机的有限元模型实现快速计算结构响应的目的,并以实验模态分析结果为目标对模型进行修正。修正结果表明,修正后的模型模态频率的平均误差由修正前的1.20%降到0.21%,模型精度得到明显改善,表明以响应面的有限元模型修正方法对杆式超声电机以及类似夹心式压电振子的设计具有应用价值。  相似文献   

9.
鲍丙豪  骆英 《物理学报》2011,60(1):17508-017508
将磁致伸缩材料及压电材料本构方程与运动方程结合,考虑压电材料具有的高输出阻抗的特点及测试设备的有限输入阻抗和传输信号引线电容对磁电效应输出电压的影响,推出了Terfenol-D巨磁伸材料与横向极化Pb(Zr1-xTix)O3压电材料的磁电效应理论,研制了由一维磁伸材料构成的三明治结构元件并对其性能进行了测试,采用考虑了测试系统有限输入阻抗后建立的磁电效应理论结果与实验结果更符合.理论结果表明磁电元件在有限输入阻抗 关键词: 磁电效应 有限输入阻抗 压电/磁伸复合 一维磁伸材料  相似文献   

10.
The propagation characteristics of flexural waves in periodic grid structures designed with the idea of phononic crystals are investigated by combining the Bloch theorem with the finite element method. This combined analysis yields phase constant surfaces, which predict the location and the extension of band gaps, as well as the directions and the regions of wave propagation at assigned frequencies. The predictions are validated by computation and experimental analysis of the harmonic responses of a finite structure with 11× 11 unit cells. The flexural wave is localized at the point of excitation in band gaps, while the directional behaviour occurs at particular frequencies in pass bands. These studies provide guidelines to designing periodic structures for vibration attenuation.  相似文献   

11.
为了提高低温制冷机整机效率,基于力的平衡及电压平衡方程理论,分析了线性压缩机电机效率及电功转化为活塞表面声功效率的影响因素;并对线性压缩机效率进行了实验测量;理论与实验吻合较好;电机效率、电功转化为声功效率测量值与理论值偏差分别在3%及7%以内.最后对冷指确定时线性压缩机的优化设计方法进行了总结.  相似文献   

12.
纳米通道内气体剪切流动的分子动力学模拟   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
张冉  谢文佳  常青  李桦 《物理学报》2018,67(8):84701-084701
采用分子动力学模拟方法研究了表面力场对纳米通道内气体剪切流动的影响规律.结果显示通道内的气体流动分为两个区域:受壁面力场影响的近壁区域和不受壁面力场影响的主流区域.近壁区域内,气体流动特性和气体动力学理论预测差别很大,密度和速度急剧增大并出现峰值,正应力变化剧烈且各向异性,剪切应力在距壁面一个分子直径处出现突变.主流区域的气体流动特性与气体动力学理论预测相符合,该区域内的密度、正应力与剪切应力均为恒定值,速度分布亦符合应力-应变的线性响应关系.不同通道高度及密度下,近壁区域的归一化密度、速度及应力分布一致,表明近壁区域的气体流动特性仅由壁面力场所决定.随着壁面对气体分子势能作用的增强,气体分子在近壁区域的密度和速度随之增大,直至形成吸附层,导致速度滑移消失.通过剪切应力与切向动量适应系数(TMAC)的关系,得到不同壁面势能作用下的TMAC值,结果表明壁面对气体分子的势能作用越强,气体分子越容易在壁面发生漫反射.  相似文献   

13.
In this paper,we analyze the stress and electric field intensity factors affected by residual surface stress for conducting cracks in piezoelectric nanomaterials.The problem is reduced to a system of non-linear singular integral equations,whose solution is determined by iteration technique.Numerical results indicate that the residual surface stress can significantly alter the crack tip fields at nanometer length scales.Due to the residual surface stress,281he electric field can produce stress around crack tip.This suggests a strong electromechanical coupling crack tip field for nanoscale piezoelectric materials.Such a finding is considerably different from the classical fracture mechanics results.A transit electric field to stress load ratio is identified,for which influences of residual surface stresses vanish.The research is useful for the applications of nanoscale piezoelectric devices.  相似文献   

14.
A theoretical analysis of and experimental observations on a parallel incident laser-induced deposition rate are reported. Our theory predicts that the maximum deposition rate depends on the photo-traveling length, the scattering cross section of the reactant gases and their partial pressure. This result is applied to SiO2 deposition using monosilane and nitrous oxide for reactant gases, and is compared with experimental results. We show that the deposition rate of SiO2 films as a function of the incident light power and the partial pressure of reactant gases predicted by the present theory well explains our experimental results. A supply-limitation phenomenon of the reactant gases and a method of estimating deposition efficiencies are also discussed.  相似文献   

15.
针对声表面波传感器在生物检测中的性能评价与优化,提出一种快捷验证适用于生物传感器的声表面波器件质量负载灵敏度的实时检测方法。首先基于二维近似假设和周期性边界条件,建立了以石英为压电基底材料、SiO2为波导层的Love波传感器的三维有限元分析模型,从理论上验证了波导层对Love波传感器灵敏度的影响。在实验上,通过MEMS工艺制备以ST-90°X石英为基底的声表面波传感器,通过磁控溅射镀膜技术在其表面生长不同厚度的SiO2波导层。利用热蒸镀技术在器件延迟线区域生长铝薄膜作为质量负载效应,利用Tetramethylammonium Hydroxide (TMAH)溶液对铝的缓慢腐蚀效果,模拟质量负载从有到无的逆过程,从而实现对声表面波传感器的灵敏度验证与评价,并从实验上探究不同厚度波导层对Love波传感器灵敏度的影响及其最佳波导层厚度。  相似文献   

16.
可压缩混合层光学传输效应理论分析与实验研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
甘才俊  李烺  马汉东  熊红亮 《物理学报》2014,63(5):54703-054703
利用量级分析和风洞实验研究了可压缩混合层流动第二发展阶段气动光学效应的规律性.理论分析主要针对二维大尺度结构存在时视线误差(boresight error,BSE)与混合层流场及其特征参数之间的关系进行了讨论.研究结果表明:在混合层发展的第二阶段,时均BSE与对流马赫数呈现出复杂的非线性关系;同时还发现流场中的湍动能和混合层界面处的雷诺应力分布也是影响时均BSE的重要因素;采用细光束穿越混合层流场的风洞试验结果主要证实了时均BSE与对流马赫数之间的非线性关系.  相似文献   

17.
Wear resistant fcc-rich surface layers were produced on cemented carbides by nitridation of W-Ti-Ta-Nb-Co-C compositions at 1400 °C in nitrogen atmosphere. A 15 ± 3 μm thick (Ti,Ta,Nb,W)(C,N) top-layer formed on the surface of the cemented carbides. The driving force for formation of the fcc-rich layers was the difference in nitrogen activity between the sintering atmosphere and the cemented carbide bulk, which promoted in-diffusion of nitrogen and out-diffusion of Ti, Ta and Nb. The diffusion-controlled process was modeled by DICTRA considering that all diffusion occurred in the liquid binder phase of a dispersed system model with a labyrinth factor of λ(f) = f. Good agreement between experimental and simulations regarding layer thickness, phase fraction distribution and element profiles was obtained for the presented model.  相似文献   

18.
针对常用电阻应变片法的点测结果不易反映构件表面应变场分布的问题,将光弹性贴片方法应用于材料表面应变场测量。制作了光弹性贴片,并标定光弹性贴片的材料条纹值,通过几种典型形状光弹性贴片试件的加载实验掌握应力场分布的条纹图像判读方法。开展光弹性贴片在简支钢梁的应变场测量应用,在薄弱点位置光弹性贴片法相比电阻应变片法应变值偏差在5%以内。对C30混凝土试块进行4.4 MPa~39.6 MPa的应力加载过程中,有效监测到混凝土表面裂缝产生、稳定扩展及失稳破坏过程中的条纹图像变化过程。实验表明,光弹性贴片方法可以直观可靠地测量金属及混凝土的表面应力场变化。  相似文献   

19.
李方浩  章海军  张冬仙 《物理学报》2013,62(22):224209-224209
开展了用于新型激光驱动马达的环形定子的激光致表面波机理及实验研究. 提出一种带有凹槽阵列结构的环形定子新设计, 建立了激光在环形定子表面激发表面波的物理模型, 揭示了影响表面波幅值的关键因素; 采用一种新颖的激光致表面波可视化探测方法, 在波长1053 nm, 脉宽30 ns, 单脉冲能量1 mJ的激光激发下, 对表面波在铜质环形定子表面的传播特性进行了可视化探测实验. 理论与实验研究表明: 当激发光斑的位置紧邻凹槽阵列时, 沿着圆环向凹槽方向传播的表面波会被齿状凹槽阵列迅速衰减和吸收, 而沿着圆环向远离凹槽方向传播的表面波能够持续传递, 从而首次实现了激光致表面波在环形定子上的单向传播; 而对没有凹槽阵列结构的圆环进行的对比实验表明, 激光致表面波在圆环表面双向传播, 最终因相互混叠和串扰等而处于混乱状态. 由激光在该种环形定子表面激发出的单向表面波, 可望在光致表面波马达及驱动机构中获得应用. 关键词: 激光致表面波 环形定子 表面波可视化 激光驱动  相似文献   

20.
舒瑜  张建民  徐可为 《物理学报》2006,55(8):4103-4110
采用改进分析型嵌入原子法计算了Pt(110)表面自吸附原子的能量和法向力.当Pt吸附原子位于Pt(110)表面第一层原子的二重对称洞位上0.11nm时最稳定.Pt吸附原子的最佳迁移路径是由一个二重对称洞位沿密排方向迁移到最近邻的另一个二重对称洞位.在吸附原子远离表面的过程中,将依次经过排斥、过渡和吸引等三个区域.在排斥区和过渡区,由于吸附原子与表面原子间强的相互作用势,吸附原子的能量和法向力的形貌图均为(110)面原子排列的复形,与对势理论和嵌入原子法得到的结果一致.在吸引区,由于多体相互作用及晶体中原子 关键词: 金属表面 自吸附 能量 力  相似文献   

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