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当高速粒子喷涂复杂曲面部件时,绝大部分粒子与部件表面将呈一定角度侵切,非垂直入射粒子对涂层形成及特性将产生重要影响.采用有限元数值计算方法,研究冷喷涂材料改性过程中铜粒子与铜基体非垂直碰撞的变形行为.针对单个粒子以相同入射速度不同入射角度的碰撞条件,探讨粒子与基体的结合强度、侵彻深度以及绝热剪切失稳的发生条件.结果表明:有角度碰撞相对于理想垂直碰撞,冷喷涂沉积效果的情况是恶化的,随着入射角度的增大,粒子侵彻深度逐渐减少,粒子与基体的结合强度也逐渐减弱,甚至不会嵌入基体而发生脱离.发生绝热剪切失稳的条件是入射速度的法向分量大于碰撞过程的临界速度.

关键词: 冷喷涂 , 非垂直碰撞 , 绝热剪切失稳 , 数值模拟

新型材料改性方法——常温超音速冷喷涂制备功能涂层

王晓放 , 黄钟岳 , 王德真 , 杨凤珍 , 孙涛

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2002.05.010

介绍一种新型材料表面改性技术--冷喷涂技术,即气体在常温下或在有限加热温度下,利用超音速气流将涂层粉末喷射到基板形成保护涂层.相对热喷涂技术而言,其不存在高温氧化、气化、晶化等影响涂层性能的效应出现,具有独到之处.结合工程实际简化建模,并完成气、固两相射流的流场计算结果.定量研究了冷喷涂试验中两相射流流动对涂层效果的影响程度.还对该试验装置进行了锌粉、陶瓷粉的膜制备试验,取得了预期效果.

关键词: 表面改性 , 超音速 , 两相流 , 冷喷涂

冷喷涂工艺中射流过程的数值模拟研究

王以飞 , 王晓放 , 黄钟岳 , 王德真

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2003.01.009

在冷喷涂材料表面改性技术研究中,喷嘴出口的超音速气流射流流场直接影响喷涂的效果和喷涂质量,故喷嘴出口后射流的流场数值计算分析非常重要.通过对数学模型的工程简化,完成气相射流流场的数值模拟,给出可压缩气体压力、温度和速度分布,根据计算结果,完成对实验的优化设计.

关键词: 冷喷涂 , 可压缩射流 , 数值模拟

冷喷涂材料改性技术中粒子与基板结合过程的研究

丁丽 , 王晓放 , 孙涛 , 陈友义 , 李文亚

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2004.10.009

针对单个粉末粒子以不同速度与基板的相互作用过程进行数值模拟分析.结果表明:冷喷涂过程粉末粒子以一定速度撞击基板,产生瞬间温升、高压,形成半球结合面;冲击速度越大,撞击后粒子与基板的变形程度越大,越容易实现两者的结合,应力与应变过程出现突变是粒子与基板结构结合的关键,变化值越大,结合越牢固.模拟结果与试验结果吻合.

关键词: 冷喷涂技术 , 结合机理 , 数值模拟 , 粒子冲击

喷嘴出口截面形状对冷喷涂涂层性能影响的数值分析

王晓放 , 李芳 , 赵爱娃 , 吴杰

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2006.12.025

制备冷喷涂涂层的沉积速度、有效喷涂面积及均匀程度与喷嘴出口截面形状有重要关联.通过对冷喷涂射流流场的数值模拟,比对了不同喷嘴截面形状的流场特点.结果表明:矩型喷嘴截面形状有利于大面积均匀涂层生成,相同条件下,所制备涂层的性能优于圆型喷嘴,这与相关试验结果吻合较好.

关键词: 冷喷涂 , 喷嘴截面 , 数值模拟

基于Euler法的冷喷涂粒子与基体高速冲击过程数值分析

殷硕 , 王晓放

材料热处理学报

利用非线性动力分析软件LS-DYNA,对冷喷涂中铜粒子与铜基体的碰撞过程进行了数值分析.研究冷喷涂过程中沉积粒子与被喷涂基体的变形行为.结果表明:使用Lagrange法,当粒子撞击速度过大时,网格的过度畸变会导致计算的终止,其计算结果与实验结果相比有一定差距.而采用Euler法计算得到的铜粒子与铜基体在碰撞结束后的沉积形貌与实验观察吻合很好,表明模拟结果相对于Lagrange法的计算结果更为精确.此外,Euler法能准确的模拟多粒子共同撞击基体的过程,数值计算得到的多粒子涂层内部结构与实验结果也能很好的吻合.

关键词: 冷喷涂 , 数值模拟 , Euler法 , 多粒子 , 高速冲击

科学评价,务实求真——熊晓英等作者的论文编后记

无

材料科学与工程学报

本刊2012年第五期第801页刊登了熊晓英等作者的论文,这是本刊编辑部自创刊以来收到的第一篇这样的论文,该文对本刊在材料科学期刊中所处的地位及面临问题、发展方向作出如此客观、中肯的评价与指引,均使编辑部成员十分感动。今年恰是本刊创刊30周年纪念,谨以此《编后记》供奉广大读者,

关键词: 科学评价 , 论文 , 作者 , 务实 , 科学期刊 , 编辑部 , 创刊

基于组态王的包钢耐火配料系统设计

胡万里

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2010.01.023

介绍了利用组态王作为监控,可编程控制器作为下位机,实现了耐火厂散料配料系统的自动化生产,该系统具有手动功能和自动功能,手动功能具有现场手动和上位机手动功能,自动功能具有全自动和半自动功能.该系统可实现配方和配料制度的任意更改,投资低,故障少,自动化程度高.

关键词: 组态王 , 配料 , 上位机

“王”字型左手材料结构的设计与仿真

孙振 , 竹有章 , 何星 , 杨成莱 , 李磐石

材料科学与工程学报

针对目前由金属开口谐振环与金属杆构成的左手材料结构存在构造比较复杂、工艺实现较难的缺点,设计实现了一种基于金属条的改进结构一”王”字型结构.通过理论分析和电磁仿真软件Ansoft HFSS 10模拟仿真,利用散射参量法提取参数结果表明该结构可以在X波段实现介电常数和磁导率同时为负.讨论研究了该左手结构的金属条宽度、中间缺口宽度、中间条宽度三个结构尺寸参数变化对谐振频率和透射峰幅值的影响,结果表明三个参数的变化都会对二者产生影响,其中金属条宽度改变对透射峰值影响幅度相对较大,缺口宽度改变对谐振频率影响幅度相对较大.

关键词: 金属条 , 左手材料 , 负折射率 , 谐振频率 , S参数