中文名 | 微結(jié)構(gòu)的納米切削機(jī)理及其力學(xué)特性基礎(chǔ)理論研究 | 依托單位 | 哈爾濱工業(yè)大學(xué) |
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項目類別 | 面上項目 | 項目負(fù)責(zé)人 | 梁迎春 |
本項目以超大規(guī)模分子動力學(xué)并行計算技術(shù)、蒙特卡羅方法、微觀斷裂力學(xué)理論為依據(jù),建立微結(jié)構(gòu)件表面形成過程的離散仿真模型。然后,采用并行分子動力學(xué)方法對微結(jié)構(gòu)超精密加工過程進(jìn)行模擬仿真,將表面吸附和馳豫效應(yīng)作用于微結(jié)構(gòu)工件,獲得具有非理想表面和亞表層的微構(gòu)件模型。在此基礎(chǔ)上,建立起考慮加工過程影響因素的微結(jié)構(gòu)件力學(xué)模型,在分子或分子團(tuán)的尺度上研究微結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度及動態(tài)特性,進(jìn)而分析非理想微結(jié)構(gòu)的殘余應(yīng)力、加工變質(zhì)層和加工缺陷等因素對微構(gòu)件力學(xué)行為的影響。同時,以掃描探針顯微鏡為主要實驗設(shè)備,對微結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行加工和測試等試驗,將仿真與實驗結(jié)果進(jìn)行比較分析,驗證理論分析的正確性。本項目的研究將為建立微結(jié)構(gòu)分析的理論體系和設(shè)計準(zhǔn)則奠定重要的基礎(chǔ),對推進(jìn)微結(jié)構(gòu)的實用化具有現(xiàn)實的理論意義和實用價值。 2100433B
批準(zhǔn)號 |
50675050 |
項目名稱 |
微結(jié)構(gòu)的納米切削機(jī)理及其力學(xué)特性基礎(chǔ)理論研究 |
項目類別 |
面上項目 |
申請代碼 |
E0509 |
項目負(fù)責(zé)人 |
梁迎春 |
負(fù)責(zé)人職稱 |
教授 |
依托單位 |
哈爾濱工業(yè)大學(xué) |
研究期限 |
2007-01-01 至 2009-12-31 |
支持經(jīng)費 |
25(萬元) |
車床銑床加工中心等。金屬切削加工是用從工件上切除多余材料,從而獲得形狀、尺寸精度及表面質(zhì)量等合乎要求的零件的加工過程。實現(xiàn)這一切削過程必須具備三個條件:工件 與之間要有相對運動,即切削運動;材料必須具...
水溶性切削液與切削油相比,主要存在著性質(zhì)易于變化,長時間維持理想狀態(tài)較為困難等問題。這是由于它以水為母體,易受各種微生物的侵害及各種化學(xué)因素的影響。切削油是直接使用,潤滑極壓性最好,冷卻性與防銹性次之...
切削油和切削液的區(qū)別如下:1、切削液一般是水溶性的,是可以兌水加工的一種金屬加工液。需要用純水、去離子水或者自來水稀釋一定比例的濃度進(jìn)行切削;2、切削油是非溶于水的純油加工的一種金屬加工油,切削油可以...
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評分: 4.5
依據(jù)木材切削的基本知識及有限元分析方法設(shè)計刀具,首先利用ANSYS對刀具進(jìn)行建模,然后對刀具進(jìn)行模擬加載和結(jié)果分析,從而確定刀具前角可取57°~62°,后角可取8°~13°,最后通過超薄木片切削機(jī)實際加工加以驗證。最終結(jié)果證明所采用的刀具設(shè)計方法可行,木片切削質(zhì)量和效率能滿足加工要求。
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評分: 4.4
各種零件的加工方法各有不同,要了解零配件的加工工藝首先要掌握切削機(jī)床的性能以及加工的主要工藝,如何把切削機(jī)床結(jié)構(gòu)和機(jī)械加工方法相互融合是本課題探討的主要問題。在金屬加工過程中齒輪的加工最為特殊,其加工方法種類繁多。同時在機(jī)械加工方面具有代表性,在加工過程中出現(xiàn)了特種加工,特種加工方法有著獨特的加工原理和特點,想要深入的了解其加工方法的不同,就要從齒輪加工的設(shè)計入手來研究機(jī)械加工方法。
木質(zhì)素基納米材料的制備給制漿造紙廢液中回收的工業(yè)木質(zhì)素提供既新穎又廣闊的應(yīng)用前景,同時開辟了木質(zhì)素產(chǎn)品高附加值應(yīng)用的一個新領(lǐng)域。而制備木質(zhì)素基納米材料的關(guān)鍵科學(xué)問題就是木質(zhì)素兩親聚合物的微結(jié)構(gòu)研究及其調(diào)控機(jī)制。本項目擬通過堿木質(zhì)素改性制備木質(zhì)素兩親聚合物,研究堿木質(zhì)素微結(jié)構(gòu)對反應(yīng)效率的影響,揭示木質(zhì)素兩親聚合物微結(jié)構(gòu)對吸附特征、分散性能等方面的影響規(guī)律,為木質(zhì)素的高效改性及應(yīng)用提供基礎(chǔ);進(jìn)一步探索木質(zhì)素兩親聚合物微結(jié)構(gòu)對制備木質(zhì)素基納米材料的影響,實現(xiàn)微結(jié)構(gòu)從“無序”到“有序”的轉(zhuǎn)化,并探索其轉(zhuǎn)化條件和轉(zhuǎn)化機(jī)制,可望在理論及應(yīng)用方面獲得突破性的進(jìn)展,為新型木質(zhì)素基納米材料的制備提供理論基礎(chǔ)與應(yīng)用指導(dǎo)。本項目的實施對于可再生資源的高值利用及環(huán)境保護(hù)均具有重大的意義。
項目通過研究木質(zhì)素的溶液行為,準(zhǔn)確測定木質(zhì)素的物性參數(shù),建立了木質(zhì)素兩親聚合物的微結(jié)構(gòu)模型及其調(diào)控機(jī)制;進(jìn)一步通過分子間作用力分析,調(diào)控木質(zhì)素的聚集與解聚,揭示了木質(zhì)素微結(jié)構(gòu)對其功能改性,吸附分散性能和納米材料制備的影響規(guī)律;在此基礎(chǔ)上,通過接枝聚合、雜化復(fù)合、超分子自組裝等技術(shù)制備系列木質(zhì)素納米材料與復(fù)合材料,并探索在染料分散、農(nóng)藥控釋和抗光解、材料增韌與抗紫外老化、天然防曬護(hù)膚等領(lǐng)域的應(yīng)用。相關(guān)研究為工業(yè)木質(zhì)素和造紙黑液的資源化高效利用開辟了新的方向,取得一批國內(nèi)領(lǐng)先,國際先進(jìn)的研究成果。項目在研期間共發(fā)表論文58篇,授權(quán)中國發(fā)明專利10項,申請中國發(fā)明專利16項,獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎1項,中國專利優(yōu)秀獎2項,廣東省專利金獎1項。培養(yǎng)中青年學(xué)術(shù)帶頭人1人,培養(yǎng)研究生21人(其中博士研究生3人,碩士研究生18人)。
微結(jié)構(gòu)光纖作為一種新型光纖,有許多獨特特性,在光纖激光器和放大器應(yīng)用中也有與眾不同的優(yōu)勢。
微結(jié)構(gòu)光纖可獲得非常大的模場面積,可以根據(jù)需要靈活地設(shè)計光纖模場面積。例如多孔微結(jié)構(gòu)光纖可通過改變孔間距調(diào)節(jié)有效模場面積,調(diào)節(jié)范圍可到800。瓣形微結(jié)構(gòu)光纖可通過光纖瓣數(shù)、折射率差、折射率系數(shù)、內(nèi)外半徑來調(diào)節(jié)有效模場面積,調(diào)節(jié)范圍可達(dá)900。具有大模場面積的光纖可降低功率密度和非線性效應(yīng),并提高連續(xù)波和脈沖激光器系統(tǒng)的標(biāo)定功率,這對開發(fā)光纖激光器和放大器非常有利,即能經(jīng)受更高的功率,又不會達(dá)到使器件損傷的功率密度。大芯徑光纖還可調(diào)節(jié)波導(dǎo)色散,使單模截止移到更短的波長,并擴(kuò)大有用的傳輸光譜。
對于光子晶體光纖而言,其一個重要特點是其可以靈活控制的色散特性。就光子晶體光纖的結(jié)構(gòu)特征來說,它對波導(dǎo)色散有較高的控制性。常規(guī)光纖是在石英玻璃中摻雜而在截面內(nèi)形成一定的折射率分布制成的,由于材料不匹配會造成光纖損耗,因此纖芯和包層的折射率差不能過大.光子晶體光纖由單一材料(純二氧化硅)構(gòu)成,它不存在常規(guī)光纖的材料不匹配現(xiàn)象。通過合理調(diào)節(jié)空氣孔的尺寸和間距,可以獲得較大的折射率差,從而更有效的控制波導(dǎo)色散。因此,通過設(shè)法改進(jìn)PCF的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)就可以實現(xiàn)各種期望的色散特性。光子晶體光纖的一個重要特點是零色散點可以向短波長大大推進(jìn)。傳統(tǒng)常規(guī)單模光纖的零色散點通常在1310nm處。而通過合理的調(diào)節(jié)PCF的氣孔大小和間距,可以將零色散點移至800nm左右。零色散點向短波長移動,使得PCF能夠在波長低于1.3μm獲得反常色散(正色散),這是傳統(tǒng)階躍光纖無法做到的,該反常色散特性第一次為短波光孤子傳輸提供了可能。另外,通過適當(dāng)設(shè)計空氣孔的參數(shù),可以在極寬的波段范圍內(nèi)具有平坦色散瓣形微結(jié)構(gòu)光纖中,色散特性也可以靈活調(diào)節(jié)。基于微結(jié)構(gòu)瓣形微結(jié)構(gòu)光纖結(jié)構(gòu)的特殊性,它是由高折射率介質(zhì)n,作纖芯,高低折射率介質(zhì)(n、,n2)在角向周期性交錯排列作包層,形成一種花瓣形結(jié)構(gòu)。其包層的折射率分布可以等效成梯度折射率分布。通過改變nl,瓣數(shù)N,相對折射率差,折射率系數(shù)Y,內(nèi)半徑a和外半徑b,得到不同的色散曲線。K.S.Chiang等人就通過設(shè)置合理的光纖參數(shù),使得瓣形微結(jié)構(gòu)光纖在全波段單模,單模直徑達(dá)到34μm,并且基模的色散損耗始終小于10dB/m。