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大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室2017-2018年度开放课题申请指南

 

大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室为国内外优秀研究人员提供良好的实验条件。实验室开放课题基金用于资助围绕实验室研究方向、创新性强、具有良好应用前景的基础研究或应用基础研究课题,研究范围主要包括:精密/超精密加工理论与技术、特种加工及复合加工理论与技术、精密测量与加工过程数字化控制、微系统与微制造四个方向。结合本实验室近年来的科研工作需求与发展,拟定下列课题为2017-2018年度优先资助开放课题(申请指南)。每个开放课题经费的额度为4~6万元,其中80%经费拨付申请人所在单位,用于课题的研究;20%经费留在本重点实验室,用于申请人利用实验室条件开展课题相关研究所需经费。课题研究周期以二年为限。

精密与特种加工教育部重点实验室热忱欢迎国内外从事相关领域研究的科技工作者来实验室进行客座或合作研究,本实验室随时受理开放课题的申请。2017-2018年度开放课题如下,申请截止日期为20170630日。

【课题1】超薄激光晶体高效低损伤固结磨料加工技术研究

激光晶体主要应用于高能激光系统中,要求其表面必须是无损伤超光滑表面;随着高能激光系统应用领域的不断拓展,军用、民用需求量增加,高效加工是迫切需求。针对目前超薄激光晶体超精密加工的塌边、工序复杂等问题,提出高效低损伤固结磨料加工激光晶体的工艺方法,探索解决超薄激光晶体加工塌边难题的工艺途径。

课题主要内容包括:基于材料特性的固结磨料研磨和抛光垫设计、研抛过程中超薄晶体应力应变场、激光晶体亚表面损伤评价、固结磨料垫性能和工艺参数试验研究,为超薄激光晶体高效低损伤加工提供技术基础。

【课题2】声波辅助剪切增稠高效超精密抛光基础研究

 航空航天领域高精度精密轴承及其滚珠等曲面零件要求极高的加工精度和极低的表面粗糙度,现有精密加工方法存在效率偏低、粗糙度不宜达到要求,且产品一致性不稳定等亟待解决的难题,为此以高分子材料学、流变学、振动学等理论为依据,提出一种基于“声波辅助剪切增稠效应”的高效超精密抛光方法,探索曲面零件的超精密抛光加工新方法。

课题主要内容包括:研究抛光液的声波辅助剪切增稠效应的变化规律,揭示加工区域声波辅助剪切增稠机制,制备声波辅助剪切增稠高效抛光液,分析工艺参数对加工效率和加工质量的影响规律,实现曲面的高效高质量抛光。

【课题3】芳纶纤维增强复合材料铣削加工机理的研究

芳纶纤维增强复合材料由于其韧性大且导热系数低,属典型的难加工材料,其二次加工存在抽丝、拉毛、分层、翻边、烧焦、尺寸收缩、孔表面粗糙、出入口材料隆起等诸多加工缺陷,且切削加工中刀具极易出现破损情况,严重降低了加工效率和加工成本,制约了芳纶纤维增强复合材料在高新技术产业中的大规模应用。

课题主要内容包括:芳纶纤维增强复合材料铣削表面创成机理、毛刺消减与控制策略、新型刀具设计制造与技术等,实现芳纶纤维复合材料我毛刺高效加工。

【课题4】高性能流体功能零部件设计与精密特种加工方法研究

为提高喷咀、电磁伺服阀、真空泵等流体功能零部件性能,需要从抗蚀、耐磨损、轻小型化以及数字化等目标出发,解决新材料选取、新结构设计以及新工艺开发等难题,以达到提高功效、拓展应用或提高寿命的需求。

课题主要内容包括:建立二维雷诺方程以及一维流体模型,分析小孔流道或型腔等新结构在动态条件下的流阻与流体功能零部件的动力学特性,探索基于切削、束流或电化学等精密特种加工方法的三维轴对称零部件加工策略,为高性能流体功能零部件的设计加工提供理论方法和技术途径。

【课题5】基于Legendre多项式展开法的功能梯度材料频散特性研究

功能梯度材料(FGM)作为一种关键基础材料,消除了与基体间的非连续性界面,广泛应用于航空航天、机械工程与生物医学等领域。但随着研究的不断深入,如何发展出一种FGM力学性能的非破坏性检测方法,实现FGM沿梯度方向力学参数的量化表征,尚存在诸如大频厚积以及材料特性参数梯度变化等问题。

课题主要内容包括:建立全局坐标系,采用Legendre正交多项式级数展开法,对Lamb波沿功能梯度板传播时的频散方程进行理论推导,将求解问题可转化为特征值问题,并基于此对功能梯度材料的频散曲线与材料特性参数进行理论与实验研究。

【课题6 面向光通信的无源集成光子芯片复杂制造技术研究

无源集成光子芯片是目前及未来大容量、高速率、智能光通信网络系统的基础核心之一。光子芯片的制造,是光学原理融合与机械制造的过程,是光波信号在【光学-零件】界面实现预期光学行为——分波/合束、滤波、开关等——的制造过程。本课题拟以平面光波导分路器和阵列波导光栅两种典型光通信集成芯片制造展开研究。

课题主要内容包括:查明制造过程中能量(如衬底加热温度、射频功率、工艺气体流量、反应腔体温度等)-信息(如温度控制信号、射频功率控制信号、工艺气体流量控制信号等多达上千个控制信号)-物质(如晶圆衬底、光学薄膜、工艺气体等)相互作用机制、光波导纳米级精度创成机制与规律、光学-零件界面光波传输行为,提出典型光子集成芯片制造技术和工艺。

【课题7精密磨床主轴系统振动不确定性分析及精度稳定性优化

精密磨床在加工过程中的振动是导致加工精度受到影响的主要因素。在磨床磨削过程中,磨削力的微小变化或其他不确定性因素的干扰都会引起主轴系统载荷变化,从而影响加工精度的稳定性。由于精密磨床结构复杂、运行环境微振动不确定性强、整机及关键零部件样本少、试验数据不足且差异大,导致磨床加工精度稳定性差且精度可靠性难以评估。为此,拟开展数据信息缺失情况下对精密磨床磨削力等不确定性因素对主轴振动特性及加工精度的不确定波动水平研究。

课题主要内容包括:开展主轴系统的稳定性随外界不确定性因素的变化规律研究,提出结构、几何、材料参数及环境不确定性因素等的优化控制策略,探索降低主轴旋转时磨削力波动水平的技术途径,为提升系统的抗干扰能力及磨削精度的稳定性提供技术基础。

【课题8基于锥形螺杆微型挤出单元设计的新型FDM 3D打印技术

熔融沉积成型(FDM)是目前发展最为迅速的3D打印技术之一,但是,现FDM 3D打印技术还存在原材料种类少、材料成本高、喷头易堵塞、出丝不稳定、打印精度低等亟待解决的问题。本课题拟采用微型的大锥度单螺杆挤出单元代替目前FDM所用的送料和挤出系统,直接使用粒料或粉料,使原材料少经历一次固态-熔融态-固态的转变过程,提高打印精度。

课题主要内容包括:通过FDM 3D打印工艺实验,研究挤出参数对制件成型精度的影响和聚合物堆砌方式对制件凝聚态结构和性能的影响,分析聚合物在锥形螺杆中的输送、熔融和均化过程的形态演变规律,形成一种可以使用多种原料的高精度新型FDM 3D打印技术。

 

 
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