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1. TA2/Q235B复合板去应力退火过程板形翘曲的机制及影响因素

王瑞, 赵志敏, 黄晶, 刘鑫, 冀相云, 苏春建

中国机械工程 2023, 34 (10): 1230-1240. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.10.013

摘要（343）

PDF （11513KB）（76）

为探究TA2/Q235B复合板去应力退火过程板形翘曲的机制及影响因素，进行Gleeble热模拟实验，获得了TA2、Q235B材料在不同工况下的真实应力与应变。采用数值方法确定了TA2和Q235B的JC本构模型参数，并结合温度、外载荷等边界条件建立了去应力退火的有限元仿真模型，采用热处理实验验证了所建立模型的准确性。结果表明一定的张力载荷可改善应变分布状态，但过大的张力载荷会导致残余应变局部集中，复合比与总厚度均会影响应力分布进而影响应变状态。

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2. 轻质铝合金轮毂分级淬火形性调控策略

池慧, 燕猛, 项鹏飞, 徐正琦, 安子军, 黄华贵,

中国机械工程 2023, 34 (10): 1214-1219,1229. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.10.011

摘要（248）

PDF （9521KB）（116）

为实现轻质铝合金轮毂的热处理变形精准调控，提出了喷淋+入水的新型分级区域淬火新工艺，通过搭建铝合金轮毂分级热处理试验平台及设计轮毂端面变形检测装置，对轻质铝合金轮毂热处理变形特性进行了详细分析。研究结果表明，轮毂内/外轮缘端面变形特性受轮毂结构刚度的影响，内轮缘变形呈现与外轮缘随动的变形特征；受轮毂换热不均匀、内部组织缺陷等影响，整体变形呈现一定的随机特性。在喷淋+入水的新型分级区域淬火新工艺下，轮毂典型监测点力学性能、硬度指标满足国标要求，轮毂外轮缘端面变形最大减幅达41.5%，新工艺可有效改善轻质铝合金轮毂的热处理轮毂端面变形情况。

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3. 电场驱动喷射沉积微3D打印高分辨率氮化铝陶瓷基电路

于志浩, 张广明, 李红珂, 段培开, 于尊, 台玉平, 李汶海, 许权, 赵佳伟, 兰红波

中国机械工程 2023, 34 (11): 1353-1363. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.11.011

摘要（230）

PDF （27598KB）（55）

现有技术在高分辨率高密度电路的低成本批量化制造上仍然面临巨大挑战，无法满足陶瓷基电路对高频、高速、高密度集成的要求。提出了一种结合牺牲层的电场驱动喷射沉积微3D打印高分辨率氮化铝陶瓷基电路的新方法,该方法利用牺牲层克服了因陶瓷表面粗糙导致的射流不稳定问题，并借助牺牲层表面疏水特性进一步缩小线宽，实现了高分辨率电路的制造。实验研究了打印参数（电压、气压、打印高度、打印速度）、牺牲层以及烧结工艺对打印银线线宽和形貌的影响并优化了工艺参数。最后，使用含银量70%（质量分数）的导电银浆结合优化的工艺参数，在氮化铝基材表面实现了多种复杂电路图案制造，包括线宽/线距为2/3的高密度高分辨率电路图案以及目前已报道的最小线宽为8.1 μm的导电银线。研究结果表明，结合牺牲层的电场驱动喷射沉积微尺度3D打印氮化铝陶瓷基电路新方法可为小型化、高功率陶瓷基集成电路低成本批量化制造提供有效途径。

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4. 镀锌量对低合金钢/5052铝合金感应静压焊接头微观组织与力学性能的影响

高恺, 李坤, 顾红历,

中国机械工程 2023, 34 (10): 1220-1229. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.10.012

摘要（222）

PDF （11566KB）（96）

运用感应静压焊接技术制备了三种不同镀锌量低合金钢与铝合金的搭接接头，研究不同镀锌量对感应静压焊接头界面连接状态、微观组织形貌以及力学性能的影响规律。结果表明，三种不同镀锌量搭接接头连接界面较平直，连接质量良好。接头中间界面区由靠近钢侧的Fe2Al5和靠近铝侧的FeAl3组成。对比三种不同镀锌量接头微观组织发现，Zn元素能改善钢铝界面初始润湿机制，强化低合金钢与铝合金之间的连接效果，提高搭接接头力学性能。当使用镀锌量为140 g/m2的低合金钢板进行焊接时，在焊趾位置发现了明显的富锌区缺陷，导致接头剪切性能急剧下降。低合金钢板与铝合金的搭接接头的剪切性能随着镀锌量的增加呈现出先提高后降低的趋势，挑选厚度适中的镀锌层对提高接头力学性能具有重要意义。

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5. 高强钢Q960E对接接头残余应力与焊接变形的数值模拟

骆文泽, 成慧梅, 刘红艳, 王义峰, 叶延洪, 邓德安

中国机械工程 2023, 34 (17): 2095-2105,2141. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.17.009

摘要（198）

PDF （10205KB）（122）

利用等强匹配焊丝和混合气体保护焊方法制备了Q960E低合金高强钢的多层多道对焊接头。采用实验法测量了焊接温度循环、焊接变形以及焊接残余应力，同时观察了焊接接头的微观组织，并测量了硬度分布。基于焊接接头的组织特征，以SYSWELD软件为平台，开发了考虑“热-组织-应力”多物理场耦合的热-弹-塑性有限元计算方法。重点考虑了热影响区的固态相变材料模型，采用JMAK方程描述加热阶段的奥氏体化过程，采用K-M关系模拟冷却阶段的马氏体相变过程，同时基于Leblond模型考虑了冷却过程中的相变诱导塑性。数值模拟结果与实验测量结果的对比表明，有限元模型得到的残余应力分布和焊接变形与实测数据吻合较好，同时数值模拟结果还证明了固态相变对Q960E钢对接接头热影响区的残余应力分布与大小均有显著的影响。

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6. 变速箱中间轴焊接结构多轴疲劳寿命分析方法

曹蕾蕾, 康凡军, 郭城臣, 宋绪丁, 吕文彻

中国机械工程 2023, 34 (13): 1605-0610,1627. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.13.010

摘要（182）

PDF （5864KB）（129）

重载车辆传动系统具有大速比、大扭矩的特点，其变速箱中间轴焊接结构承受复杂工作载荷，焊缝处易发生多轴疲劳破坏。为了更准确有效地对中间轴焊接结构的疲劳寿命进行评估，基于多轴结构应力法提出一种重载车辆变速箱中间轴焊接结构疲劳寿命分析方法，即建立含有焊缝细节的中间轴焊接结构有限元模型，求解得到焊缝危险点处的结构应力分量时间历程，并在结构应力平面上合成载荷路径，求得非比例加载路径的等效应力范围，最后结合主S-N曲线确定焊接结构的疲劳寿命。采用该方法分别对中间轴焊接结构的焊根、焊趾部位进行疲劳寿命分析并与疲劳台架试验结果进行对比，结果表明：分析得到的疲劳破坏位置和寿命值与疲劳台架试验结果均有良好的一致性，且焊根与焊趾寿命分析结果间的差异与已有文献多轴疲劳试验数据相一致，说明采用多轴结构应力法对变速箱中间轴焊接结构的疲劳寿命评估是可靠的。

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7. 高钢级管道焊缝材料应力应变本构关系确定方法

张东, 刘啸奔, 孔天威, 杨悦, 武学健, 吴锴, 张宏

中国机械工程 2023, 34 (17): 2106-2114. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.17.010

摘要（172）

PDF （6547KB）（87）

高钢级管道环焊缝作为油气管道关键薄弱环节一直受到工程界与科研界的关注，它作为一种典型的焊接结构具有明显的非均质性，这会导致环焊缝材料轴向力学性能无法准确测试，严重影响管道环焊缝安全评价的准确性。基于MATLAB-PYTHON-ABAQUS联合仿真提出了一种高钢级管道焊缝区材料应力应变本构关系优化反演方法。开展了4组不同缺口尺寸的单轴拉伸试验，得到了各试样的载荷位移曲线；利用贝叶斯正则化反向传播（BRBP）神经网络与灰狼优化算法（GWO）得到了焊缝区材料真实应力应变本构关系，并通过试验数据充分验证了本构关系的准确性，结果表明相对误差小于1%。所提出的反演思路同样适用于均质金属材料大应变范围应力应变曲线的测定。该反演方法的提出可为高钢级管道环焊缝安全评价提供准确的应力应变本构关系及强度匹配关系，进一步保障了油气管道的安全运行。

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8. 不同弯曲方法对辊弯成形回弹的影响研究

韩飞, 孙玮隆, 张若青

中国机械工程 2023, 34 (19): 2353-2361. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.19.010

摘要（172）

PDF （14189KB）（107）

为研究辊弯成形过程中不同弯曲方法对回弹的影响，采用试验与有限元仿真相结合的方法分析了不同弯曲方法、圆角半径、板材厚度对回弹的影响；对不同弯曲方法下辊弯成形过程中的应力应变分布情况进行分析，揭示了不同弯曲方法下辊弯成形的回弹机理。研究结果表明：根据不同弯曲方法（定半径法及定长度法）的工艺原理，各道次圆角半径与弯曲段弧长的设计差异是影响两者应力-应变分布以及回弹量不同的主要因素；定半径法回弹量随道次数的增加而增大，增幅也随之增大；定长度法回弹量随道次数的增加变化不明显，且幅值大于定半径法的幅值；在两种弯曲方法下，回弹量均出现随圆角半径增大而增大、板材厚度增大而减小的趋势。

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9. Cu-Diamond复合材料的多次电弧烧蚀性能研究

王飞, 凤仪, 李新朝, 刘铸汉

中国机械工程 2023, 34 (13): 1599-1604. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.13.009

摘要（166）

PDF （8853KB）（84）

采用真空热压烧结法制得金刚石分布均匀，且与铜基结合良好的Cu-Diamond复合材料（金刚石体积分数为5%）。在空气气氛中对Cu-5vol.%Diamond复合材料进行多次电弧烧蚀，通过场发射扫描电子显微镜（SEM）和三维激光共聚焦显微镜（3D LSCM）对烧蚀表面进行观察分析，利用能谱仪（EDS）和X射线光电子能谱仪（XPS）对烧蚀后的成分进行分析，结果表明，经过100次9 kV高电压电弧烧蚀后，复合材料烧蚀区域中的铜基体出现熔化和溅射，并被氧化成了CuO和Cu2O，同时金刚石颗粒较大幅度提高了该复合材料的抗电弧烧蚀能力。

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10. 弹线膛一体径向精锻成形身管内膛轴向褶皱缺陷的形成机理

杨宇召, 杨晨, 徐诚, 樊黎霞

中国机械工程 2023, 34 (16): 1991-2000,2008. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.16.013

摘要（164）

PDF （9744KB）（43）

弹线膛一体径向精锻工艺能同时成形身管的弹膛和线膛，内膛同轴度高，成形效率高，但该工艺成形的身管内壁会产生轴向的褶皱，褶皱在后续锻造中会演化成裂缝，从而严重影响身管的安全性。为了研究内膛褶皱缺陷的形成机理，建立了三维径向精锻有限元模型，设置进给速度、转速、锤头角度、夹持压力等多组工艺参数变量进行了仿真。仿真结果表明，内膛轴向褶皱是在锻造过程的下沉段形成的，其形成机理是由于四锤头之间存在间隙，导致每次锻打时同一截面工件径向发生不均匀变形，使得径向位移产生差异，经过多次锻打累积，内壁相邻节点的径向位移差就形成了轴向褶皱。同时研究表明，锤头角度越大，毛坯厚度越小，毛坯内径越小，则褶皱形成越晚。建立了以减径量为指标的下沉段褶皱成形判据，通过径向精锻实验验证了该判据的正确性。

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11. 红外热源辅助开放空间工业机器人熔融沉积成形装备设计与成形性能研究

杨飞, 蒋威, 陈诚, 黄志高, 周华民,

中国机械工程 2023, 34 (11): 1343-1352,1385. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.11.010

摘要（154）

PDF （15143KB）（50）

针对开放空间工业机器人熔融沉积成形（FDM）的关键问题，研发了基于6轴关节型机器人的FDM设备及控制系统。自主设计了可辅助加热的打印头，开发了打印控制系统和机器人控制系统。通过提出打印头挤出速度和机器人运动的同步匹配方法，实现了机器人FDM装备的稳定工作。然后提出了红外热源辅助工业机器人FDM成形方法，通过工艺试验研究了辅助热源参数对制件宏观力学性能和表面粗糙度的影响规律，通过微观结构表征分析了增强机理。研究结果表明：在开放空间环境下，红外热源可有效提高基材温度，显著增强分子链在股线界面处的扩散缠结、提高界面结合强度，使得层间结合强度增大17.6%、制件表面粗糙度降低58%，验证了红外热源辅助开放空间工业机器人熔融沉积成形方法的可行性和高效性。

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12. 考虑周向波形特性的航空管路弯曲成形起皱理论建模与临界成形半径分析

刘衡, 汪志能, 宾光富, 林伟明, 林姚辰, 马雁翔

中国机械工程 2023, 34 (16): 1982-1990. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.16.012

摘要（148）

PDF （3878KB）（77）

针对传统弯曲起皱理论模型忽略管材周向波形特性造成预测精度不高的难题，基于理论推导和参数拟合建立了管材起皱周向波形函数，结合管材弯曲应力特性建立了其成形起皱机理模型，采用有限元仿真以及实验方法验证了该理论模型的正确性。研究结果表明：新建理论模型的管材起皱预测准确度达到了94. 5%，较传统模型提高了12%，改善了传统模型预测精度不高的难题；弯曲半径越小，管材越易起皱。工程中为避免起皱，临界弯曲成形半径不应小于1.89倍管道直径。

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13. 基于不等分剪切模型的ZM5镁合金本构参数的逆向辨识

王伏林, 肖强, 来书宁, 唐能艺

中国机械工程 2023, 34 (19): 2362-2369. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.19.011

摘要（148）

PDF （4435KB）（75）

为了解决ZM5镁合金动态力学性能参数缺失的问题，提出基于不等分剪切模型的ZM5镁合金J-C本构参数逆向识别方法。根据金属切削理论建立主剪切区的应力、应变、应变率及温度分布模型，将正交切削试验和准静态拉伸试验相结合，采用混合粒子群算法确定ZM5镁合金的J-C本构参数，并应用于仿真。将所获得的仿真值与试验结果进行对比，所求得的J-C模型参数用于仿真能较好地反映实际切削试验中的切削力和切削温度，从而证明了所提出的逆向辨识方法的可行性。

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14. 超声辅助注射成形碳纤维增强聚丙烯制件性能研究

刘莹, 陈越, 赵雪利, 于同敏, 祝铁丽,

中国机械工程 2023, 34 (16): 1975-1981. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.16.011

摘要（130）

PDF （14149KB）（40）

利用自行研制的超声辅助注射成形系统，成形了碳纤维质量分数为20%的增强聚丙烯制件，并借助X射线衍射、扫描电镜观测以及拉伸试验等方法，研究了不同超声功率和模具温度、聚合物熔体温度及注射压力对制件内部的分子凝聚态结构与其力学性能的影响。结果表明，在较高的模具温度、较低的聚合物熔体温度及较小的注射压力下，施加功率600 W的超声振动，能够明显增大聚合物熔体的流动剪切速率，进而提高聚合物分子链和碳纤维的取向程度，促进晶核生成与晶体生长，使制件的拉伸强度得到明显提高。

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15. 钛合金型材多点三维热拉弯成形工艺及其微观组织演化

高嵩, 孙荧力, 李奇涵, 盈亮, 郝兆朋, 张邦成

中国机械工程 2023, 34 (24): 2986-2995,3014. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.24.010

摘要（119）

PDF （20050KB）（87）

为解决钛合金等难加工材料型材的三维弯曲成形问题，提出了多点三维热拉弯成形工艺并研制了成形装备。通过成形试验探索了预拉伸量、补拉伸量和成形温度等工艺参数对TC4钛合金L形截面型材的三维热拉弯成形规律，其中成形温度是影响回弹变形的最主要因素，当温度一定时，采用预拉伸量为100%εs、补拉伸量为20%εs时（εs为屈服应变参数），型材达到最佳的成形状态。基于成形试验和材料力学性能测试结果建立了预测多点三维热拉弯成形工艺成形过程和回弹过程的有限元仿真模型，回弹预测误差小于15%，验证了模型的有效性。此外，对成形前后的TC4钛合金进行了微观组织观测，研究结果表明，与初始未变形样件相比，三维热拉弯成形后的TC4钛合金产生了相变，（101-0）晶面织构强度显著提高，两相晶粒尺寸均有所减小，TC4钛合金成形件的塑性变形能力得到了提高，且几何必需位错密度有所增大。

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16. TC11钛合金整体叶轮铣削加工表面完整性研究

吴泽刚, 侯永峰, 苗清, 李靖, 张定华, 罗明,

中国机械工程 2023, 34 (23): 2862-2872. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.23.010

摘要（103）

PDF （11094KB）（50）

考虑叶轮真实加工参数，探究了切削速度、每齿进给量、行距、切深、冷却液对整体叶轮叶片的表面完整性（包括表面粗糙度、表面形貌、表面显微硬度、金相组织、残余应力）的影响。结果表明：行距和每齿进给量对叶片表面粗糙度影响最大，行距和每齿进给量越小，叶片表面粗糙度越小，当行距从0.3 mm减小至0.16 mm时，平均粗糙度Ra从0.64 μm减小至0.48 μm，当每齿进给量从0.1 mm减小至0.06 mm时，平均粗糙度从0.62 μm 减小至0.4 μm；行距和每齿进给量对表面形貌影响最为明显，随着行距和每齿进给量的增大，叶片表面的残留高度增大；切削参数选取相对合理，叶片表面没有产生划痕、划伤和毛刺等缺陷；在合理的参数条件下，叶片表面的力热水平较低，使得叶片表面的显微硬度变化不明显，各切削参数下表面平均硬度在335HV左右浮动，同时也没有产生区别于基体的变质层；叶片表层残余应力均表现为压应力，行距、切深对残余应力的影响较小；随切削速度和每齿进给的增大，表层压应力先增大后减小，沿深度方向表现出先微弱减小再增大到峰值最后到达基体的趋势，平行和垂直进给方向上最大残余应力分别可达275 MPa和400 MPa；水基冷却液在加工表层达到远大于油基冷却液的残余压应力，但残余应力在深度方向下降明显。

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17. 三层异种不等厚钢电阻点焊多场耦合模拟与分析

李坤航, 张思琦, 吴玮, 胡明卓, 孙娅铃, 熊鑫, 黄宏

中国机械工程 2023, 34 (24): 2996-3003. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.24.011

摘要（101）

PDF （12519KB）（79）

针对厚度1.0 mm的DC01、厚度1.2 mm和1.5 mm的DP590样片组，建立了电阻点焊的有限元模型，采用热场、电场、力场多场耦合分析了点焊过程能量分布和应力应变。试验结果表明：焊核尺寸的数值模拟计算结果与试验结果吻合良好，电流密度峰值随时间减小，其分布区域与两层板不同，与中板相比，在上板和下板分布的区域明显更大，电势变化说明点焊初期主要通过接触电阻产热，后期变成体电阻，温度在异种不等厚板材上分布不均匀，优先在中板下部和 DP590/DP590接触面上形核，熔核形成后中部受到压应力，母材区受到熔核拉应力，应变最大值存在于 DP590/DP590处。

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18. 面向航空航天的薄壁锥形筒件轧制成形过程几何状态综合控制方法

谢涵, 汪小凯, 韩星会, 华林, 张科, 郑戈飞

中国机械工程 2023, 34 (23): 2873-2880. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.23.011

摘要（90）

PDF （15727KB）（68）

针对航空航天薄壁锥形筒件轧制过程几何变形状态难以控制的问题，研究了薄壁锥形筒件轴线偏移、轴线倾斜、小端拉缩三种典型异常变形状态及形成机理，提出了基于筒件线速度反馈的锥辊运动协调控制方法，建立了锥形筒件轧制过程锥辊运动控制模型；提出了薄壁锥形筒件坯料优化设计方法，并建立了相应的芯辊倾斜进给控制策略，保证了锥形筒件直径长大速度的一致性，消除了因金属轴向和周向流动不匹配导致的小端拉缩现象；基于ABAQUS软件和VUAMP子程序开发，建立了集成所提控制方法和策略的薄壁锥形筒件轧制有限元模型。对比分析了常规规划控制、上述方法独立控制和综合控制下的筒件轧制成形效果，结果表明，综合控制方法下的轴线偏移量、圆度误差、同心度误差和倾斜角误差等指标相比于常规规划控制在整圆阶段内分别降低了93.6%、75.3%、95.1%、97.2%。

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19. 液压支撑单点渐进成形临界角研究

尚苗, 李言, 杨明顺, 郑建明, 景张帅

中国机械工程 2024, 35 (01): 181-189. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2024.01.017

摘要（59）

PDF （10422KB）（35）

单点渐进成形复杂形状的薄壁制件时，不均匀厚度分布是影响产品性能和成形质量的主要原因。将液压支撑引入单点渐进成形过程中，提出一种液压支撑单点渐进成形工艺，该工艺通过对悬空板材增加柔性支撑来促进厚度的均匀分布。在静压和变压的辅助支撑下，采用Al1060板材单点渐进成形不同壁角的圆锥台制件，通过数值模拟和实验研究定量分析静压参数与变压方案对厚度分布及厚度均匀临界角的影响规律。结果表明，对厚度均匀分布临界角的有利静压压力范围为0～0.18 MPa，最有利的静压压力值为0.17 MPa。与无支撑单点渐进成形相比，液压支撑单点渐进成形工艺可以使厚度均匀临界角增大7°，有效提升板材的厚度分布均匀性和成形性能。

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20. 高性能高聚物黏结炸药压制成型研究进展与展望

孙海涛, 詹梅, 樊晓光, 郭靖, 韩超, 张君

中国机械工程 2024, 35 (01): 160-180. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2024.01.016

摘要（56）

PDF （15209KB）（66）

压装型高聚物黏结炸药(PBX)因具有优异的爆轰性能和力学性能而被广泛应用于现代高效毁伤武器战斗部。未来作战环境和战略需求的不断变化，促使压装型PBX朝着高质量、高安全、高效率成型制造的方向发展。综述了压装型PBX在成型质量与性能调控、压制安全性、自动化制造三方面的相关研究现状及面临的问题。首先探讨了PBX在成型质量与性能调控方面的研究进展，包括炸药颗粒致密化演变规律与密度均匀性、损伤演化机制与界面性能调控、残余应力检测与调控；进而分析讨论了PBX的压制安全性以及在数字化和自动化制造方面的研究现状；最后基于对研究现状的分析，展望了PBX压制成型领域未来的发展趋势与面临的挑战。

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21. 跑道型线圈板料电磁成形磁场分布的调控

唐天宇, 黄亮, 徐佳辉, 孙怡然, 周巍,

中国机械工程 2024, 35 (02): 337-346. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2024.02.018

摘要（22）

PDF （10933KB）（15）

为有效调控跑道型线圈电磁成形过程中合金板料的变形行为，采用实验模拟与理论计算的方法揭示了板料与线圈装配的相对位置对电磁力、电流密度、变形速度和成形高度的影响规律，推导出线圈中心面空间磁感强度的工程计算模型。随着板料装配时偏置量的增大，电磁成形试样变形区的最大高度差逐渐减小，试样由“内低外高”转变为“外高内低”；电磁力密度峰值从板料内侧向中心移动。偏置量为2.5～3.0 mm时，两侧高度差存在最小值；偏置量为3.0 mm时，板料的横向变形速度趋近于0，电磁力沿板料中心轴对称分布。基于跑道型线圈磁感强度工程模型推导了磁感强度对称中心区位置与线圈直段半长、匝间距、中心距及板料装配间隙的关系，确定最佳偏置量为2.2~3.9 mm。该结果与模拟实验结果相符合，证实了模型的可靠性。

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22. 1180 MPa级超高强钢冷连轧过程的厚度综合控制技术

张文军, 王文奇, 张晓东, 林威, 张燕东, 白振华,

中国机械工程 2024, 35 (02): 347-353，370. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2024.02.019

摘要（19）

PDF （5696KB）（7）

针对超高强钢在冷轧过程中厚度波动大以及带头带尾厚度超差的问题，首先根据金属秒流量模型建立了厚度超差预测模型与辊缝调节量预估模型；随后开发了轧制过程中的厚度控制系统，并进行了辊缝调节量优化；最后建立了带钢头尾轧制过程中的轧制速度与张力优化模型。以国内某冷连轧机组的第1机架为技术应用对象，选择两种典型的超高强钢进行生产测试，测试结果表明：超高强钢AR4146E1与DU6220A1的厚度超差长度分别从70.3 m、36.89 m下降到了16.85 m、16.33 m。

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23. 超声振动辅助磨削CFRP复合材料薄管撕裂损伤研究

康仁科, 陆冰伟, 陈凯良, 李晟超, 戴晶滨, 董志刚鲍, 岩

中国机械工程 2024, 35 (03): 524-533，540. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2024.03.014

摘要（18）

PDF （17635KB）（10）

针对碳纤维增强复合材料(CFRP)薄管超声振动辅助磨削过程中存在撕裂损伤且形成原因不明确的问题，通过对M55J和T300复合材料薄管开展超声振动辅助磨削试验，探究了超声振幅、进给量及主轴转速对磨削力和撕裂尺寸的影响规律，通过对磨削过程的受力分析和对最大未变形切屑厚度的计算，分析了撕裂位置的形成原因和撕裂尺寸的变化规律。结果表明：磨削力随超声振幅的增大而减小，随进给量的增大而增大，与主轴转速的关联性较小；撕裂易出现于CFRP薄管内壁，其长度与高度随超声振幅的增大而减小，随进给量的增大而增大，随主轴转速的增大而减小。

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24. 聚四氟乙烯材料切削工艺和应用研究进展

倪敬, 崔智, 何利华, 付新, 朱泽飞

中国机械工程 2024, 35 (03): 498-514. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2024.03.012

摘要（12）

PDF （16200KB）（10）

聚四氟乙烯（polytetrafluoroethylene，PTFE）因其优异的物理化学性能而成为生产制造电子通信、航空航天等领域关键零部件的重要材料。相比模压烧结工艺，切削工艺能够更高效地加工结构较为复杂的PTFE零部件。然而，PTFE材料具有韧性强、回弹性高、导热性差和线膨胀系数大等特点，使得其切削加工质量难以保证，在一些特殊领域，对PTFE零部件的表面洁净度更是有极高的要求，这些都对PTFE材料的切削工艺提出了新的挑战。从PTFE材料的基础力学和物理化学等特性出发，总结了PTFE材料的切削加工性；结合聚合物切削理论及其研究方法分析了PTFE材料的切削去除机理；阐述了PTFE及其复合材料的车、铣、钻等切削加工工艺；最后概述了PTFE材料切削工艺在相关重要领域的应用现状，并从材料性能研究、基础切削理论研究、切削工艺探索等方面总结了现有研究和应用中存在的问题，对未来研究的发展趋势和研究重点进行了展望。

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25. 微流控芯片流体动压抛光工艺研究

付振峰, 王振忠, 王彪

中国机械工程 2024, 35 (03): 534-540. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2024.03.015

摘要（11）

PDF （6895KB）（7）

基于流体动压润滑理论设计了微结构抛光球，理论分析得出微结构在抛光球转动过程中会产生更大的流体动压力；利用Fluent分析了微结构类型、微结构尺寸对抛光产生的动压力的影响，通过MATLAB拟合Fluent的数据得到其产生的抛光力。得到微结构的较优参数后进行微流控芯片的区域抛光，微流控芯片平面区域表面粗糙度从1.330 nm降至0.658 nm，流道表面粗糙度从0.737 nm降至0.379 nm。由此可进一步探索流体动压抛光技术在微流控芯片确定性抛光中的应用。

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26. 基于动态磨损模型的汽车覆盖件模具磨损数值模拟研究

赵妍洁, 张双杰, 穆振凯, 王伟, 闫华军, 马世博, 张永辉

中国机械工程 2024, 35 (03): 515-523. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2024.03.013

摘要（10）

PDF （7871KB）（6）

针对某铝合金覆盖件冲模磨损失效问题，为更加准确地预测汽车覆盖件模具的使用寿命，基于Archard磨损模型建立了动态磨损模型。该模型耦合了动态磨损系数和表面硬度变化曲线，其中，磨损系数K转化为随接触压力和相对滑移速度变化的动态磨损系数，表面硬度考虑了磨损深度的变化。利用Python语言对ABAQUS软件进行二次开发，将动态磨损模型耦合到有限元模拟中，实现了考虑磨损系数和硬化层深度变化的汽车覆盖件模具磨损计算。通过对比分析凸凹模典型位置在成形过程中的动态磨损演化规律，并以模具最大磨损深度0.5 mm作为失效判据，得到该铝合金覆盖件冲压模具的使用寿命为635 428次。模具主要发生磨损的位置集中在模具合模线附近和大圆角处，在实际生产中需要对这些位置进行修模、调试，从而有效延长模具的使用寿命。

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