自修复电磁极工具电化学放电加工新方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51205137
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0509.加工制造
  • 结题年份:
    2015
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

Aluminum matrix composites (AMCs) are of great attraction for applications in many industries. However, their poor machinability has to a great extent, hindered the widespread use of these high performance materials. Recently, the Project Leader has employed the Electrochemical Discharge Machining (ECDM) method to shape AMCs, the results obtained so far are very promising. Notwithstanding the achievements of high material removal rates, the problem of electrode tool wear remains to be solved. Recognizing this, a novel ECDM method with a self-restorable electrode is proposed to overcome the tool wear problem as well as to enhance the performance of the traditional ECDM method. In the new method, the electrode tool is made of a magnetic material and is covered with a thin layer of magnetically bound metal powder. With such a purposely designed tool surface configuration, the magnetic tool is protected from damage caused by discharge sparks. Although the metal powder layer would deteriorate, fresh powders are continuously supplied to the magnetic tool with a powder restorable device using the principle of a printing technique. Moreover,taking the advantage of utilizing a electromagnetic electrode, the Lorenz force of the charged particles can improve machining efficiency and stability. The research, including theoretical studies of the machining mechanism of the new method based on electromagnetic and electrochemical discharge theories, particle dynamic and finite element method, with experimental verification. Special attention will be paid to the analysis of the formation of the discharge bubble and its discharge mechanism under the influence of a magnetic field and the metal powders, the analysis of dynamic characters of the electromagnetic electrode,and the analysis of the material removal mechanism. It is believed that the proposed new method can overcome the deficiencies of the traditional ECDM method, and thus provides a high efficient machining method with low tool wear for shaping difficult-to-machine AMC materials.
铝基复合材料是极具应用前景的工程材料,加工困难是限制其工业应用的瓶颈问题。申请者在前期研究中采用电化学放电法加工该类材料,获得了较高的加工效率,然而工具的持续损耗问题限制了该方法在实际加工中的应用。为此本项目提出一种自修复电磁极工具电化学放电复合加工的新方法,新方法不仅可利用工具表面不断建立的动态金属磁粉层来延缓工具本体的放电损耗,还可利用磁场对带电粒子的洛仑兹力来进一步促进材料的去除并提高加工过程的稳定性。本课题拟应用电磁学理论、电化学放电理论、颗粒动力学法和有限元法,通过理论、试验和模拟仿真相结合的方式对新方法的加工机理和规律进行深入研究,重点包括:在磁场及其吸附的磁粉影响下的气泡特征及相应的电化学放电规律;电磁极工具的动态特征及工作规律;复合加工过程中的材料去除机理。本项目的研究成功,将建立一种高效率、微损耗的加工新方法,从而有望解决铝基复合材料的加工难题,具有重要的理论和现实意义。

结项摘要

铝基复合材料是极具应用前景的工程材料,加工困难是限制其工业应用的瓶颈问题。为解决电化学放电法加工该类材料中工具持续损耗的问题本项目提出一种自修复电磁极工具电化学放电复合加工的新方法,新方法不仅可利用工具表面不断建立的动态金属磁粉层来延缓工具本体的放电损耗,还可利用磁场对带电粒子的洛仑兹力来进一步促进材料的去除并提高加工过程的稳定性。本课题应用了电磁学理论、电化学放电理论、和有限元法等方法通过理论、试验和模拟仿真相结合的方式对新方法的加工机理和规律进行深入研究,探索了在磁场及其吸附的磁粉影响下的电化学放电规律;研究了电磁极工具的动态特征及磁粉对工具的保护机理;探索了复合加工过程中的材料去除机理。本项目的研,初步建立一种高效率、微损耗的加工新方法,为解决铝基复合材料的加工难题奠定了基础。本研究还探索了掩膜辅助磁粉电化学放电法进行表面微织构制造以及采用了磁粉电火花沉积法制造功能涂层,均取得了一定的进展。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(0)
磨粒辅助电火花加工金属基复合材料实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    河北科技大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈日;刘江文;郭钟宁
  • 通讯作者:
    郭钟宁
电火花单脉冲放电加工的电热模型与实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    制造业自动化
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈日;郭钟宁;刘江文
  • 通讯作者:
    刘江文
A numerical model and computer simulation for machining particle reinforced metal matrix composites in EDM
电火花加工颗粒增强金属基复合材料的数值模型和计算机模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Materials Research Innovations
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    R. Chen;Z. N. Guo;J.W. Liu
  • 通讯作者:
    J.W. Liu
High speed abrasive electrical dischargemachining of particulate reinforced metal matrix composites
颗粒增强金属基复合材料的高速磨料放电加工
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    J.W.Liu;Y.Z.WU;T.M.Yue
  • 通讯作者:
    T.M.Yue
pulse electrochemical machining of large-lead ball nut raceway using a spherical cathod
使用球形阴极对大导程滚珠螺母滚道进行脉冲电化学加工
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    International Journal of Advanced Manufacturing Technology
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Y.J.Zhang;J.Qian;J.W.Liu;C.H.Liu
  • 通讯作者:
    C.H.Liu

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其他文献

五边形中空电极电火花加工颗粒增强金属基复合材料试验研究
  • DOI:
    10.16731/j.cnki.1671-3133.2017.11.002
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    现代制造工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    刘江文
电化学机械抛光颗粒型复合材料仿真及实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    制造技术与机床
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李远波;刘国跃;郭钟宁;王贺宾;刘江文
  • 通讯作者:
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互不溶Sn-Al合金中自发生长Sn纳米线及其作为锂离子电池负极的电化学性能(英文)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    电子显微学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡仁宗;刘辛;曾美琴;刘江文;朱敏
  • 通讯作者:
    朱敏
H13钢550℃复合渗铬工艺研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    热加工工艺
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    焦东玲;龚刚;罗承萍;曹辉亮;刘江文
  • 通讯作者:
    刘江文
掩膜电解加工小孔仿真分析及实验研究
  • DOI:
    10.19356/j.cnki.1001-3997.2018.08.045
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    机械设计与制造
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈少国;于兆勤;刘江文;郭钟宁
  • 通讯作者:
    郭钟宁

其他文献

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刘江文的其他基金

双组元Mg-TM调制结构储氢薄膜的控制制备与储氢特性
  • 批准号:
    51871098
  • 批准年份:
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    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Mg-TMOx-H薄膜脱氢转变与原位TEM研究
  • 批准号:
    51571091
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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