一、六面顶型超高压装置评述（论文文献综述）
郑州磨料磨具磨削研究所“顶锤”小组[1]（1977）在《六面顶型超高压装置评述》文中研究指明 合成金刚石和立方氮化硼等超硬材料,研究超高压下物态及物性所用的静态超高压设备,是由液压机、超高压装置,液压装置、电气装置及操纵台等部分构成的。 随着超高压合成技术的发展,对于静态超高压设备有了愈来愈高的要求,比如:为了提高单次产量及有益于大颗粒单晶的生长,希望扩大高压腔的容积;为了增加合成品种及改善
李裕民[2]（1991）在《六面顶硬质合金顶锤最佳几何参数的选择》文中进行了进一步梳理本文根据六面顶型超高压装置的特点和工作原理,通过对大质量支承原理、可塑性传压介质及密封问题的分析,并依据光弹实验及不同几何尺寸顶锤的寿命试验,从而找出了六面顶型顶锤较合理的几何参数。
王伯龙[3]（2016）在《预紧式多层交错剖分超高压模具研究》文中研究指明超高压技术是研究高压的产生和在高压作用下物质物理状态变化规律的一门科学,其在科学研究和工业生产中的应用越来越广泛。高压研究依赖各种高压装置,其中大腔体静态高压模具因具有样品空间大和稳定的高温高压环境等优点成为科研人员争相研究的热点,科研人员对于具有更高稳定压力的大腔体模具需求日益迫切,然而,大体积硬质合金制造加工困难成为限制高压模具大型化的主要因素。预紧式多层交错剖分超高压模具是一种新型的超高压模具,它是结合传统年轮式模具和剖分式圆筒容器的特点设计而成,由扇形块压缸、离散化预紧环和箍紧环三部分组成。其核心优势在于不仅具有年轮式模具稳定的温度场和压力场,同时还具有更高的承压能力和更大的腔体容积,因其需要的硬质合金体积小,从而解决了模具大型化的困难。本文采用数值模拟方法分析了预紧式多层交错剖分模具在受力时的应力分布情况,与年轮式模具做了对比分析,并且设计加工了相应的模具;根据扇形块压缸的受力特点设计了新型的双斜边扇形块压缸,探讨了压缸的承压能力并进行了实验验证;针对扇形块压缸的结构特点,对压缸进行了优化计算,并研究了扇形块压缸实际工作过程中的受力特点;分析了扇形块压缸内叶腊石介质受挤压的过程,并对腔体内叶腊石的应力分布进行了研究。本文主要研究内容及归纳如下:1.预紧式多层交错剖分超高压模具设计原理及结构特点预紧式多层交错剖分模具是在年轮式模具的基础上结合剖分式圆筒容器的优点设计设计而成,是一种可实现超高压模具大型化的方法。根据大质量支撑原理设计的压缸,作用在压缸内壁的压力会沿压缸径向方向扩散和离散扇形块之间摩擦力的影响而进一步ii减小,最终只有很小的压力作用在缩套筒体内壁。推导了两层筒体的配合尺寸关系,根据筒体尺寸和内壁压力大小计算了筒体之间的过盈配合尺寸,并且在有无内压作用时,分别计算了缩套筒体配合后的残余应力。2.预紧式多层交错剖分超高压模具有限元模型建立及应力分析基于预紧式多层交错剖分超高压模具的结构特点,探讨了在有限元软件ANSYS/Workbench中所需施加的边界条件;建立了预紧式多层交错剖分超高压模具的有限元模型,探讨模型中材料模型、单元类型、接触及摩擦条件的选择;采用静态隐式算法对其应力分布特点进行了分析,并与年轮式模具作对比。结果表明:预紧式多层交错剖分模具扇形块压缸的周向拉应力很小,等效应力和剪切应力同样明显减小;过盈配合缩套在一起的箍紧环在压缸受压前后的应力变化不大,通过调整剖分块的层数和块数可以调整箍紧环的受力,即使腔体内压力足够大仍能保证箍紧环的安全;预紧式多层交错剖分模具的承压能力是由压缸决定的,且压缸的切应力先于等效应力达到强度极限。3.双斜边扇形块压缸设计及应力分析扇形块压缸的内应力可以分为两部分,一部分为平均应力,一部分为偏应力,其中导致压缸失效的为偏应力,为使压缸内壁的偏应力减小,在扇形块前端进行倒直角处理,探讨了双斜边扇形块压缸的应力分布情况。结果表明:双斜边扇形块在受压时,斜边会给予扇形块一个侧向支撑力,在侧向支撑力的作用下,扇形块压缸的偏应力减小,从而降低了扇形块压缸的剪切应力和等效应力;双斜边扇形块压缸的承压能力显着增加,但外层箍紧环在受压时的压力与扇形块压缸模具相比变化很小;当压缸块数、斜边角度和斜边长度分别为6、20°和0.5 mm时,双斜边扇形块受压时具有最小的应力值。4.预紧式多层交错剖分超高压模具压缸优化为提高预紧式多层交错剖分超高压模具的承压能力,运用优化设计的方法对扇形块压缸的最优尺寸进行了计算,分析了压缸高径比、压缸高度比和压缸厚度比对压缸承压能力的影响。结果表明:扇形块压缸的承压能力由压缸高径比、压缸高度比和压缸厚度比三种共同决定,并且合理的范围分别为1到2、2.4到2.8和4.5到6.5。5.预紧式多层交错剖分超高压模具实验受力分析为验证模拟结果的准确性,分别对年轮式模具、预紧式多层交错剖分模具和双斜边扇形块压缸的预紧式多层交错剖分模具进行实验验证,相应的承压分别为328 KN、536KN和584 KN,预紧式多层交错剖分模具及其改进型模具的承压能力远大于年轮式模具。预紧式多层交错剖分模具实验测量的压力明显大于数值模拟的结果,数值模拟结果显示预紧式多层交错剖分模具的承压能力是年轮式模具的1.3倍左右,而实验测量所得结果为1.6倍左右。通过数值模拟分析试样“飞边”对扇形块压缸的影响,结果表明:试样在上下顶锤挤压过程中在扇形块缝隙中形成的“飞边”对扇形块侧面有侧向支撑的作用,在侧向支撑力的作用下压缸的承压能力均超过7.5 GPa,此数值与实验结果基本相同;优化后的扇形块压缸在“飞边”侧向支撑力的作用下,承压能力超过8.2 GPa。6.预紧式多层交错剖分超高压模具腔体内的传压介质应力分析为研究腔体内叶腊石介质在受压时的应力分布情况,选用普遍适用于岩土材料的Druker-Prager模型定义叶腊石的弹塑性本构关系,采用有限元方法对腔体内叶腊石受挤压的过程进行了分析。结果表明,在顶锤下表面叶腊石流动最大的区域具有最高的压力,叶腊石试样中心区域具有第二高的压力,并且沿径向和轴向方向逐渐减小;年轮式模具腔体内压力明显小于预紧式多层交错剖分模具腔体内压力,但两者腔体内的压力分布相同;以经过烧结的叶腊石粉末加工叶腊石试样进行实验验证,压缸破坏时的承压分别为328 KN和536 KN,模拟结果和实验结果与上文中的结果趋于一致。
杨池玉[4]（2020）在《中国高温高压合成钻石的电学与磁学性质研究》文中认为高温高压合成钻石（简称HPHT合成钻石）是具有优异物理性质的半导体材料和信号探测材料,在高新科技领域具有极大的应用潜力。但宝石学对HPHT合成钻石展开的研究较为局限,对其电学、磁学性质的关注基本为零,相关数据信息缺失。为此本文对国产HPHT合成钻石的电学和磁学性质进行了系统完整的研究,弥补了相关内容的空白,并为其实验室检测提供了新思路。本次研究选用具有代表性的不同颜色的国产HPHT合成钻石,利用超景深显微镜、激光共聚焦显微镜、偏光显微镜、体视显微镜对HPHT合成钻石的内外部特征进行了观察;利用X射线荧光能谱、光致发光光谱、霍尔效应测试系统、傅里叶变换显微红外光谱等测试技术,对HPHT合成钻石中的包裹体成分、晶格缺陷、杂质元素的含量和分布及其对导电性的影响等进行了系统研究;并利用超导量子干涉仪磁学测量系统对钻石的磁学性质进行了定量分析,得出以下结论:宝石级钻石的导电性主要取决于硼元素的含量及分布特征,无色HPHT合成钻石中硼元素的含量为00.1ppm,随着硼元素浓度的增高,钻石的导电能力增强。硼元素在钻石晶格中优先占据（111）晶面,且富集在表面,硼元素的分布分区导致了导电性的不均一。无色HPHT合成钻石、天然钻石、CVD合成钻石的电阻率分别为:2.7×105、4.17×1012、1.9×1012Ω·cm,无色HPHT合成钻石的导电性明显优于天然钻石和CVD合成钻石,可作为鉴定HPHT合成钻石的依据。由于含有金属触媒残余,HPHT合成钻石显示铁磁性,且净度级别较差的能够被手持磁铁吸引。天然钻石、CVD、HPHT合成钻石的磁化率均为3.403.80×10-8。天然钻石和CVD合成钻石显示抗磁性,无磁滞现象。HPHT合成钻石的磁性特征受内部磁性包裹体影响,净度级别为VVS以上的HPHT合成钻石显示抗磁性,VS及以下则显示铁磁性。随着净度级别降低,其饱和磁化强度增大,可达到10-1 emu/g;矫顽磁场增高,可达到102Oe;剩余磁化强度也增大,可达到10-2emu/g。但不同净度级别的HPHT合成钻石均具有磁滞现象,根据是否具有磁滞现象能有效区分HPHT合成钻石和天然钻石、CVD合成钻石。
刘志卫[5]（2014）在《多层交错剖分式超高压模具设计及其数值模拟》文中指出超高压技术在现代科学研究和工业生产中发挥着不可替代的重要作用。而模具作为超高压设备的核心部件，不但要能承受足够高的压力，还要能提供足够大的腔体容积。因为大容积的腔体不但能够提供足够的样品空间，还能形成稳定且梯度较小的压力场和温度场。可见模具大型化是现代超高压技术发展的必然要求，但目前模具大型化所面临的主要问题就是大件硬质合金制造加工困难。多层交错剖分式超高压模具是一种新型的组合模具。它主要有剖分块和支撑环构成，无需使用大件硬质合金。不但提高了腔体内的压力，而且还扩大了腔体的容积，适于模具大型化制造。本文通过有限元软件对多层交错剖分式超高压模具进行研究。对比分析了多层交错剖分式模具和年轮式模具的应力分布特征，并进一步对多层交错剖分式模具结构进行了优化。探讨了模具各部件的破裂机理，预测了模具的承压能力，并进行了相关的实验验证。通过电-热-结构耦合计算，分析了温度对多层交错剖分式模具应力及其腔体容积的影响。为多层交错剖分式模具的设计、加工和制造提供理论依据。本文研究的主要内容和结论如下：1.多层交错剖分式超高压模具原理和特点。多层交错剖分式模具依据未裂先分的思想对缸体和预紧环进行剖分，从结构上解决了超高压模具大型化所面临的问题。根据倍压原理使作用在压缸内壁处较大的压力分散作用于外层支撑环内壁。通过摩擦阻力的作用进一步减小剖分块对支撑环的接触压力。并采用解析法对多层交错剖分式模具进行了力学分析，推导出内部压力向支撑环传递的力学模型，为模具初步设计提供了依据。2.多层交错剖分式超高压模具应力分析及结构优化。对多层交错剖分式超高压模具有限元模型建立过程中所涉及的边界条件进行了介绍，并建立了基于ANSYS/Workbench的有限元模型。采用静态隐式算法对多层交错剖分式模具的应力特点进行了分析，探讨了其各部件的失效准则，并与年轮式模具进行了对比。另外还对多层交错剖分式模具结构做了进一步改进。结果表明：多层剖分式模具压缸的周向应力要远小于年轮式模具的周向应力，尽管其外层支撑环存在应力集中现象，但总体上仍处于优势；剖分块数从内到外不断减小，能够同时降低支撑环和压缸应力；通过增加剖分层数和摩擦系数，能够进一步减小支撑环应力；通过修改支撑环内壁轮廓形状可以避免出现应力集中现象，进而使支撑环受力更均匀；在压缸剖分块内壁与锥面的结合处采用圆角过渡能够消除该区域的应力峰值，并且压缸内壁为平面或者凸面时，能够显着降低其应力值。3.预紧力对多层交错剖分式超高压模具容积变化的影响。基于多层交错剖分式模具特有的结构，探讨了其预紧力的施加方法，不但可以通过层间或层内过盈来实现预紧力的施加，而且还可以采用钢丝或钢带缠绕剖分块组合体来实现预紧力的施加。并以层间过盈为例，分析了预紧力的施加对多错层交错剖分式模具腔体容积的影响。结果表明：通过施加预紧力的方法，可以大幅度减小腔体在内壁压力作用下的容积增大量，并且采用双层支撑环的效果更佳。另外，经过对具有不同尺寸腔体的模具进行研究发现：压缸径向位移随腔体半径的增加而增加，但在预紧力作用下，其增加幅度较小，并且值也小。例如，在5400MPa压力作用下，腔体半径为50mm多层交错剖分式模具施加合适的预紧力后，其内壁的径向位移仅为0.15mm。4.多层交错剖分式超高压模具承压能力计算。通过响应面法对多层交错剖分式模具的承压能力进行了计算，分析了模具尺寸、剖分层数以及预紧力对承压能力的影响，并与年轮式模具进行了对比。研究表明：当多层交错剖分式模具尺寸或层数不足时，其承压能力由其支撑环的强度决定，当多层交错剖分式模具尺寸或层数足够时，其承压能力由其压缸的强度决定；施加预紧力后，压缸等效应力随着其内壁作用力的增大呈现先减小再增大的趋势，但最终与未施加预紧力时的等效应力趋于一致，支撑环一直处于较高应力状态，不会因压缸内壁压力的加载而出现明显变化；预紧力的施加基本上不会影响多层交错剖分式模具的最终承压能力；经过有限元计算，多层交错剖分式模具内壁的承压能力约是年轮式模具的1.5倍，能够轻易地达到8GPa；相应的物理实验也表明多层交错剖分式模具的承压能力要远高于年轮式模具。5.温度和压力对多层交错剖分式超高压模具性能的影响。通过对多层交错剖分式模具进行多物理场耦合计算，分析了温度和压力载荷对多层交错剖分式模具性能的影响。结果表明：腔体温度为1500℃时，缸体温度约为213℃；温度载荷对压缸应力基本没有影响，压缸的应力值与压缸内壁的压力载荷呈非线性增加关系；温度载荷和压力载荷对腔体容积的变化都有影响，并且都呈现非线性增加关系；当模具没有施加预紧力时，温度载荷对支撑环应力基本无影响，支撑环应力与压力载荷呈非线性增加关系；当模具施加预紧力时，支撑环应力与温度载荷呈非线性减小关系，与压力载荷基本无关；施加预紧力的多层交错剖分式模具，其腔体容积变化率较小，更适于高质量金刚石的合成。
依卓[6]（2019）在《双层剖分式超高压模具结构设计与有限元分析》文中研究说明超高压装置在固体地球科学、凝聚态物理、材料化学等科学研究和金刚石等超硬材料的工业生产中发挥着不可替代的作用。随着科学研究的不断深入和工业生产水平的提高,对超高压装置的要求也在提高,目前迫切需要一种同时具有高压力极限和大腔体的超高压装置。但其受到超高压装置的核心部件,即超高压模具的承压能力以及腔体大型化时所需大尺寸硬质合金制造的限制。因此,开展新型超高压模具结构设计对高压科学研究和金刚石的工业生产具有重要意义。剖分式超高压模具是基于未裂先分思想提出的一种新型模具结构,通过将传统的年轮式模具进行剖分,能够有效降低压缸内壁的周向拉应力,提高模具的承压能力。同时可以显着减小硬质合金压缸的尺寸,从而解决大尺寸硬质合金制造的难题,使模具腔体易于实现大型化。剖分式超高压模具作为一种全新的模具结构,虽然已有一定的研究工作,但仍存在一些不足之处,亟需进一步的合理设计和深入研究。本文研究与设计了一种双层剖分式超高压模具,通过有限元法对双层剖分式模具进行应力和变形分析、承压能力预测,对剖分层结构进行了优化设计,并进行了相关的实验验证,旨在为剖分式超高压模具的合理设计和实际应用提供理论依据。本文研究的主要内容和结论如下:1.双层剖分式超高压模具结构设计及力学分析对双层剖分式模具的设计原理和技术特点进行了分析;基于厚壁筒理论对双层剖分式模具进行了相关的力学分析,讨论了多层组合圆筒的最佳设计原则,推导了层间过盈量的计算方法;确定了双层剖分式模具的几何尺寸。2.双层剖分式超高压模具有限元模型构建及过盈装配过程分析探讨了材料及失效准则的选取、过盈接触算法的处理、分析单元的选择、加载条件的简化等问题,建立了双层剖分式超高压模具的有限元模型。采用静力隐式算法对双层剖分式模具的过盈装配过程进行了有限元分析,研究了压缸和支撑环在过盈装配状态下的变形情况和应力分布特点。3.双层剖分式超高压模具高压载荷下的有限元分析通过有限元法研究了双层剖分式模具在高压载荷作用下的应力分布特点,并与年轮式模具进行比较分析。结果表明,双层剖分式模具压缸的周向拉应力明显小于年轮式模具,压缸应力状态得到改善,其Mises应力和最大剪应力均有所降低;但支撑的应力与年轮式模具相差不大。对比研究了单层剖分式模具、双层剖分式模具和多层剖分式模具压缸和支撑环的应力、位移分布特点。结果表明,双层剖分式模具与单层剖分式模具的应力相似,从模具加工制造的角度考虑,应尽可能多层地将模具进行剖分,但多层剖分时会造成外侧支撑环的应力和压缸剖分块的径向位移增大,这表明双层剖分式模具结构更为合理。对双层剖分式模具的极限承压能力进行了预测,其最大承压能力分别为5.66GPa和6.57GPa。采用破坏性实验对年轮式模具和双层剖分式模具的承压能力进行测试,实验结果表明,与年轮式模具相比,双层剖分式模具的承压能力提高了19.1%。4.双层剖分式超高压模具结构优化设计研究设计了内方外圆、内圆外方、内方外方三种剖分层组合结构,研究了三种组合结构下模具的应力分布特点,并与优化前的内圆外圆组合结构进行了对比分析。结果表明:采用内方外圆组合结构时,压缸的应力显着降低,但是第一层支撑环的应力略有增大;采用内圆外方组合结构时,压缸的应力基本没有变化,而第一层支撑环出现了明显的应力集中;采用内方外方组合结构时,压缸的应力显着降低,而第一层支撑环同样出现了明显的应力集中。针对采用内方外方组合结构时第一层支撑环出现的应力集中现象,提出一种基于变过盈量配合的结构方法,研究了四种变过盈量形式对减小应力集中的影响。结果表明,支撑环剖分块的内壁采用弧面结构或者多段连续平面结构时,其应力集中均显着减小;与采用圆形压缸时相比,其应力最大可降低18.1%。对采用内方外方组合结构时双层剖分式模具的承压能力进行了预测,其最大承压能力为8.91GPa,与腔体和压缸均为圆形时的双层剖分式模具相比,提高了35.6%。分别通过压缸和支撑环剖分块的破坏性实验对有限元分析结果进行了验证,实验结果与有限元分析结果基本一致。5.剖分块数量对双层剖分式超高压模具的影响研究设计了具有不同剖分块数量的双层剖分式模具结构,采用有限元法研究了剖分块数量对模具应力分布和腔体变形的影响。结果表明,剖分块数量为3时,压缸的应力较大,且腔体变形严重,说明剖分块数量为3的双层剖分式结构是不合理的。随着剖分块数量从4增加到10,压缸的应力逐渐增大,模具的承压能力也相应地降低;同时压缸剖分块的径向位移逐渐减小,腔体变形减小。随着剖分块数量的增加,第一层支撑环的应力可以保持在较低的水平,但第二层支撑环的应力逐渐增大,四层支撑环之间的应力不均匀程度增加。这表明,剖分块的数量并非越多或者越少越好,当剖分块较多或者较少时均有各自的优势和不足。采用有限元法对具有不同剖分块数量双层剖分式模具的极限承压能力进行了预测,并以剖分块数量为4和8的双层剖分式模具为研究对象进行了选择性验证实验,实验结果与有限元分析结果基本一致。6.四含八双层剖分式超高压模具结构设计研究基于剖分块数量的研究,设计了一种四含八双层剖分式模具,研究了平行剖分和交错剖分两种剖分面布置形式模具应力和压缸剖分块的径向位移分布特点。结果表明:剖分面布置形式对模具应力和压缸剖分块位移的影响很小;四含八双层剖分式模具能够获得与压缸和支撑环剖分块数量均为8时基本相同的压缸应力和位移水平,同时可以获得与压缸和支撑环剖分块数量均为4时基本相同的支撑环应力水平。研究了腔体高径比、压缸尺寸、过盈量、压缸锥角以及模具端面角对四含八双层剖分式模具应力以及压缸剖分块径向位移的影响。在此基础上,尝试设计了一种结构紧凑型双层剖分式模具。有限元分析结果表明,对于四含八双层剖分式模具,可采用三层支撑环,在支撑环材料性能得到充分利用的同时,使模具结构更加紧凑,减小支撑环尺寸,降低模具的加工难度和制造成本。
郑日升[7]（2011）在《叶蜡石流变学与六面顶超高压技术研究》文中研究表明叶蜡石是一种层状结构的粘土矿物,在层状结构硅酸盐矿物中叶蜡石含水最少,这一结构和组成决定了它优良的物理化学性质,内摩擦系数小,耐火度高,导热系数小,在加热过程中脱水温度范围宽、体积稳定,内摩擦系数随承受压力增大而增大等特点。叶蜡石是一优良的固态传压介质。、叶蜡石在冶金、建材、轻工、化工、石油、电器工业部门和农业上都有广泛应用。论文通过研究叶蜡石在六面顶超高压下的流变规律,系统探讨了叶蜡石在六面顶超高压装置中对实现传压和密封的作用机理,系统总结近五十年来六面顶超高压技术的研究成果,对超高压设备、超高压模具和传压介质的设计提供了科学依据。论文提出了六面顶超高压技术“终态对称”理论,完善了超高压腔体与传压介质结构的设计方法,并在高温高压工业化合成金刚石方面得到了成功应用。研究成果对开发新的传压介质,充分挖掘六面顶超高压设备的潜力,研究新的高温高压超硬材料合成技术有着重要的指导意义。论文研究的主要工作和取得的创新成果如下：1.首次对六面顶超高压腔体进行分区域研究,测定叶蜡石在超高压条件下的压力-位移曲线和压力-流变量关系曲线,分析叶蜡石在六面顶超高压腔体内的流动和压缩过程,揭示了叶蜡石在六面顶超高压条件下的塑性流变和高压等静压压缩规律。2.首次建立了叶蜡石内摩擦系数、流变量等参数与硬质合金顶锤结构尺寸的关系模型,分析了各参数的功能和作用,为六面顶超高压腔体结构设计提供了科学依据和具体计算方法；3.实验发现在六面顶超高压腔体内,叶蜡石在较低压力下首先完成塑性变形,随即进入弹性压缩过程。在超高压条件下叶蜡石的密度大于常压下的矿石密度。六面顶锤面尺寸对叶蜡石的密封效果影响最大,从理论和实验两个方面证明了大腔体具有更好的密封性能。这一结论为超高压腔体结构设计提供了实验支持和可供参考的理论依据。4.首次用数学语言表达了六面顶超高压模具设计的形状补强原理和应力补强原理。深入研究了“三心合一”原理,对六面顶超高压装置设计、加工、使用和维护具有指导作用。5.通过研究叶蜡石流变规律,提出了“终态对称”理论。超高压腔体结构应有利于传压和满足密封等合成条件的要求。同时,为了满足静力平衡条件,超高压腔体工作的初始状态可以不对称。但最终状态必须是对称的。“终态对称”理论为建立硬质合金顶锤和叶蜡石块结构尺寸配合关系,及设计新型六面顶超高压腔体结构提供了理论依据和具体计算方法。6.系统阐述了六面顶超高压技术的“终态对称”理论,为传压介质和超高压腔体的结构设计提供了理论基础,并按照新的理论设计金刚石合成腔体结构,取得了良好的应用效果。按照“终态对称”理论,用Φ560mm缸径的六面顶压机,将超高压腔设计从Φ42mm扩大到Φ48mm,提高产能30%以上,顶锤消耗降低至合成每万克拉金刚石消耗0.5公斤硬质合金的水平,不仅让设备的潜能得到了充分挥发,而且保证了超高压腔体工作更稳定。
韩奇钢,班庆初[8]（2015）在《小型超高压装置的设计原理及研究进展》文中研究指明高压研究对于寻找高压新相、制备新材料、探索地球深部奥秘具有重要的意义,但高压研究的发展却受到高压技术水平的制约。针对小型超高压装置,简要回顾了普遍使用的金刚石对顶砧（Diamond Anvil Cell,DAC）、Paris-Edinburgh Press（P-E型压力装置）的发展历史,论述了DAC、P-E型压力装置、Palm Cubic-Anvil Cell（P-CAC）、Miniature Cubic-Anvil Cell（M-CAC）等小型超高压装置的设计原理与研究进展,总结了小型高压装置存在的问题,并对其发展趋势进行了展望。
赵亮[9]（2018）在《剖分式超高压模具的设计与研究》文中指出随着高压物理、地球科学和高压化学的发展,以及对超硬材料需求的不断增长,人们对超高压设备的要求也在不断提高。超高压模具在生产实践中是产生超高压力的核心部件,除了需要有承受超高压力的能力外,还需要有足够大的合成空间以满足使用要求。超高压模具大型化是现代高压设备发展的重要趋势,大型化的高压模具不但能够提高单次的合成产量,最重要的是可以提升合成产品的品质。然而,在目前的技术条件下,高压模具大型化过程中面临的最主要的问题是较大尺寸硬质合金的生产加工难度较高,成本较大,而且质量不能得到保证,这些因素限制了模具大型化的发展进程。为了降低高压模具硬质合金压缸的制造难度、提高模具承压能力,同时降低模具大型化难度,设计了剖分式超高压模具。该模具在充分考虑大质量支承和侧向支承原理的基础上结合了传统的厚壁圆筒容器的结构特点,是一种新型的超高压模具。该模具主要包含三个部分:内部离散的硬质合金压缸、中间的高强钢离散块和外部的高强钢支撑环。该结构可以有效的消除压缸周向应力,降低压缸应力水平,使模具的极限承压能力得到较大程度提高。最重要的是降低了零件尺寸,易于扩大腔体容积,降低模具使用成本。本文通过有限元分析方法对剖分式高压模具进行一系列的研究和优化,对比内壁为弧面和平面两种类型腔体的应力状态,对不同离散程度的压缸进行了应力分析,比较支撑环离散条件下的应力特点,对具有离散化压缸和离散化支撑环的高压模具优化,为剖分式超高压模具的设计、加工和应用提供理论依据和参考。本文主要研究内容和结论如下:1.剖分式超高压模具设计和结构分析剖分式高压模具是应用大质量和侧向支承原理同时结合厚壁圆筒的结构特点设计而成,是一种实现超高压模具大型化的新思路。压缸内壁有两种形式,一种是弧面内壁,与年轮式压缸相比,降低了压缸应力水平;另外一种是平面内壁,与前两种相比能够进一步消除压缸应力。剖分式超高压模具是一种全新的超高压模具结构,对其进行了相关的力学分析,推导出工作载荷传递特点,对相关参数的计算和相关设计原则进行介绍,为超高压模具的设计提供理论指导。2.剖分式超高压模具有限元模型建立根据所涉及高压模具的结构特点,应用有限元分析软件Ansys/Workbench对其进行有限元的模型建立。对建立模型中的单元格类型、边界条件、材料参数模型和接触以及摩擦条件等进行探讨。应用静态隐式算法对年轮式模具和弧面剖分式高压模具在预紧状态和施加载荷状态下的应力分布情况进行分析,年轮式模具压缸内壁都会产生很高的应力,周向应力是导致年轮式压缸破坏的主要因素,而弧面型剖分式模具应力水平较低。为进一步降低离散化压缸的应力水平,将弧面压缸优化为平面式压缸。通过比较分析表明,剖分式压缸对支撑环的应力影响很小。3.剖分式结构压缸的应力分析对比年轮式压缸和剖分式压缸在施加载荷条件下的应力分布情况。数值模拟结果表明,弧面型剖分式离散化压缸应力远远小于年轮式压缸,弧面剖分式的压缸能够有效地降低压缸所受等效应力、最大切应力和周向应力。将弧面压缸优化为平面式压缸后进一步降低了压缸应力水平,使压缸在支撑环预紧作用和内部工作载荷的作用下处于类似静水压力环境,降低了压缸所受切应力。硬质合金剖分块在支撑环的预紧作用下相互挤压,并且产生摩擦作用,增强了侧向支撑效果,使剖分式压缸的承压能力得到增强。模拟结果表明,三种模具的极限承压能力分别为5.1GPa、5.9GPa和7.6GPa。模具极限承压能力测试结果表明,年轮式压缸、弧面型剖分式压缸和平面型剖分式压缸在破坏时所对应液压油的压力分别为7.5MPa、9.4MPa和12.4MPa。4.压缸离散化对模具应力的影响在模具大型化中可以根据模具的具体尺寸来决定压缸的剖分块数,对于平面型剖分式模具随着离散程度的增加压缸应力逐渐升高,同时讨论预紧力对压缸应力的影响。对不同离散程度的压缸的极限承压能力进行预测,最后模拟结果通过实验进行验证。在选取剖分块数时,应该结合具体的模具尺寸和生产应用情况,当模具尺寸较小时剖分块数不易过多,而当压缸的尺寸较大时,为降低硬质合金的加工制造难度宜选用离散程度大的压缸。选取合适的离散化程度的压缸对高压模具的设计和生产应用具有重大意义。5.支撑环离散对模具的影响将高强钢支撑环同样进行离散化,可以使模具大型化难度更低。数值模拟结果表明,在支撑环离散程度较低时,应力变化很小,通过比较分析后可以发现,支撑环的离散程度不易过大。讨论了不同摩擦系数时,支撑环的应力变化,在制作支撑环零件时,应该综合考虑加工制造成本使零件表面粗糙度降低。为限制内部离散部分的径向位移,提出了将模具端面由平面变为斜面的方法。将支撑环离散化易于实现模具大腔体。6.剖分式超高压模具的优化为使剖分式高压模具的应力分布更加合理,应用目标参数优化设计的方法对模具进行最优尺寸计算。分析了压缸高径比、高度比、压缸外径以及压缸锥角和端面角度对结构受力的影响,得到在一定条件下的各个参数最佳值,为剖分式超高压模具的设计提供参考。
韩奇钢[10]（2010）在《WC硬质合金顶锤的理论研究与设计》文中研究指明以有限元法作为结构分析手段,建立了高压碳化钨顶砧（顶锤）的有限元力学模型。在六面顶顶锤工作的超高压条件下,完成了六面顶顶锤几何参数的模拟分析及优化设计,为金刚石六面顶压机关键零部件——碳化钨顶锤的设计与分析提供了一套较为完整的解决方案。1.以碳化钨顶锤小斜边末尾处节点所在位置为参考点确立了碳化钨顶锤的破裂判据。分析结果表明碳化钨顶锤的传压效率伴随着斜边宽度的增加以及斜边角度的减小而降低;加热顶锤的热剪切应力值较非加热锤的热剪切应力值高出18%,在理论上解释了加热顶锤使用寿命比非加热顶锤使用寿命低的实验事实。2.基于贾晓鹏教授的“双斜边碳化钨顶锤”的设计构想,以有限元法和金刚石高压合成实验为手段进行了设计构想的理论研究与实验验证,成功设计出一系列新型贾氏双斜边碳化钨顶锤。贾氏双斜边碳化钨顶锤能够提高碳化钨顶锤的传压效率,降低超硬材料合成所需的油压值。贾氏双斜边碳化钨顶锤能够在低油压值时成功合成出高品级工业金刚石和优质宝石级金刚石。3.基于贾晓鹏教授的“复合式顶锤”的设计构想,以多层压力容器设计理论为基础,运用有限元法对大腔体六面顶压机配套顶锤进行优化分析,设计出一系列新型贾氏碳化钨复合顶锤。在不降低高压腔体密封性和顶锤性能的前提下,贾氏碳化钨复合顶锤的碳化钨锤头重量较原有碳化钨顶锤大幅度缩小,但其抗冲击能力却得到加强;贾氏碳化钨复合顶锤能够成功合成出高品级工业金刚石和优质宝石级金刚石。4.优化设计出几种新型功能碳化钨顶锤,分析结果表明新型圆角碳化钨顶锤,能够降低应力集中效应,相同使用条件下,圆角顶锤使用寿命能够较传统顶锤大幅提高。6-2式一体“四棱锥”形碳化钨顶锤,在不改变铰链式六面顶压机液压系统的前提下,其可获得的极限腔体压力可达到9.56 GPa,将极限腔体压力较传统顶锤升高44.2%。为了增大六面顶压机合成腔体而设计的异形碳化钨顶锤能够获得5-6 GPa的腔体压力,可以提供优质工业金刚石、立方氮化硼等超硬材料所需的合成条件。
二、六面顶型超高压装置评述（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、六面顶型超高压装置评述（论文提纲范文）
（3）预紧式多层交错剖分超高压模具研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究背景 |
| 1.3 超高压产生原理 |
| 1.4 超高压装置设计原理 |
| 1.4.1 大质量支撑原理 |
| 1.4.2 侧向支撑原理 |
| 1.5 超高压装置研究现状 |
| 1.5.1 活塞缸式超高压装置 |
| 1.5.2 对顶砧式超高压装置 |
| 1.5.3 顶锤-缸式超高压装置 |
| 1.5.4 多顶锤式超高压装置 |
| 1.5.5 剖分式圆筒容器 |
| 1.5.6 多层交错剖分式模具 |
| 1.6 选题意义及主要研究内容 |
| 1.6.1 选题意义 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 第二章 预紧式多层交错剖分超高压模具设计原理及装置 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 预紧式多层交错剖分超高压模具 |
| 2.2.1 设计结构 |
| 2.2.2 设计原理 |
| 2.3 预紧式多层交错剖分超高压模具力学分析 |
| 2.3.1 缩套筒体尺寸计算 |
| 2.3.2 缩套筒体界面过盈量计算 |
| 2.3.3 缩套筒体残余应力 |
| 2.4 预紧式多层交错剖分超高压模具实验装置 |
| 2.5 预紧式多层交错剖分超高压模具装置特点 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 预紧式多层交错剖分超高压模具有限元建模方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有限元分析方法 |
| 3.3 有限元模型建立 |
| 3.3.1 几何模型 |
| 3.3.2 单元选择 |
| 3.3.3 边界条件 |
| 3.3.4 材料参数 |
| 3.3.5 接触与摩擦条件 |
| 3.4 实验顶锤的设计及强度校核 |
| 3.4.1 碳化钨顶锤几何模型的建立 |
| 3.4.2 顶锤及箍紧环强度 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 预紧式多层交错剖分超高压模具数值模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 应力加载方式及锥半角确定 |
| 4.2.1 模具尺寸及过盈装配 |
| 4.2.2 压缸最佳锥角确定 |
| 4.3 预紧式多层交错剖分超高压模具组装 |
| 4.3.1 模具尺寸及过盈装配 |
| 4.3.2 模具组装后的应力分布 |
| 4.4 预紧式多层交错剖分模具与年轮式模具应力分析 |
| 4.4.1 周向应力分布 |
| 4.4.2 径向应力分布 |
| 4.5 预紧式多层交错剖分超高压模具实验验证 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 双斜边扇形块压缸的预紧式多层交错剖分超高压模具的设计及实验验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 双斜边扇形块压缸设计构想 |
| 5.3 双斜边扇形块压缸的设计 |
| 5.3.1 剖分块数的选择 |
| 5.3.2 斜边角度的影响 |
| 5.3.3 斜边长度的影响 |
| 5.4 双斜边扇形块压缸超高压模具应力分析 |
| 5.4.1 周向应力分布 |
| 5.4.2 径向应力分布 |
| 5.5 双斜边扇形块压缸的实验验证 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 预紧式多层交错剖分超高压模具结构优化及实验受力分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 优化设计 |
| 6.3 压缸结构的优化 |
| 6.3.1 压缸高径比优化 |
| 6.3.2 压缸高度比优化 |
| 6.3.3 压缸厚度比优化 |
| 6.4 压缸实验应力及其数值模拟分析 |
| 6.4.1 实验结果分析 |
| 6.4.2 数值模拟结果与实验结果比较 |
| 6.5 优化后扇形块压缸的承压能力 |
| 6.6 小结 |
| 第七章 预紧式多层交错剖分超高压模具腔体内叶腊石应力分析 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 有限元建模 |
| 7.2.1 有限元模型建立 |
| 7.2.2 接触及材料参数 |
| 7.3 叶腊石本构模型 |
| 7.4 压缸应力分布 |
| 7.4.1 压缸等效应力 |
| 7.4.2 压缸内壁应力分析 |
| 7.5 叶腊石块内压力分布 |
| 7.6 实验验证 |
| 7.7 小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文及主要成果 |
| 致谢 |
（4）中国高温高压合成钻石的电学与磁学性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 合成钻石的发展及现状 |
| 1.2.1 HPHT合成钻石的发展历史 |
| 1.2.2 钻石-石墨相图的发展 |
| 1.2.3 合成钻石的方法 |
| 1.2.4 HPHT合成钻石的主要生产商概况 |
| 1.3 工作量统计 |
| 2 高温高压合成钻石的生长 |
| 2.1 钻石的晶体结构 |
| 2.2 HPHT合成钻石的生长机理 |
| 2.2.1 溶剂学说 |
| 2.2.2 溶剂-触媒学说 |
| 2.2.3 固相转化学说 |
| 2.3 高温高压合成钻石的生长设备与技术发展 |
| 2.3.1 HPHT合成钻石的生长装置 |
| 2.3.2 反应舱结构 |
| 2.3.3 HPHT合成钻石生长原料 |
| 3 高温高压合成钻石的宝石学特征 |
| 3.1 实验样品 |
| 3.2 HPHT合成钻石的表面形貌 |
| 3.3 HPHT合成钻石的异常消光 |
| 3.4 HPHT合成钻石的发光特征 |
| 3.5 钻石的晶格缺陷 |
| 3.6 HPHT合成钻石的谱学特征 |
| 3.6.1 HPHT合成钻石的红外光谱 |
| 3.6.2 HPHT合成钻石的拉曼光谱 |
| 3.6.3 HPHT合成钻石的激光拉曼光致发光光谱 |
| 4 高温高压合成钻石的电学性质 |
| 4.1 钻石半导体材料的研究现状 |
| 4.1.1 钻石材料的P-型掺杂 |
| 4.1.2 钻石材料的N-型掺杂 |
| 4.1.3 钻石材料的元素共掺杂 |
| 4.2 含硼钻石的谱学特征 |
| 4.2.1 拉曼光谱 |
| 4.2.2 红外光谱 |
| 4.3 高温高压合成钻石的导电性和杂质元素的关系 |
| 4.3.1 无色HPHT合成钻石 |
| 4.3.2 黄色HPHT合成钻石 |
| 4.4 高温高压合成钻石的电学性质及其和硼元素分布的关联 |
| 4.4.1 HPHT合成钻石中硼杂质元素分布特征 |
| 4.4.2 霍尔效应测试 |
| 4.5 HPHT、CVD合成钻石和天然钻石的导电性比较 |
| 4.6 小结 |
| 5 高温高压合成钻石的磁学性质 |
| 5.1 钻石磁性性质的研究现状 |
| 5.2 钻石的磁性来源 |
| 5.2.1 HPHT合成钻石中的包裹体 |
| 5.2.2 包裹体化学成分分析 |
| 5.3 手持磁铁测试 |
| 5.4 磁学参数定量测试 |
| 5.4.1 实验原理 |
| 5.4.2 实验结果分析 |
| 5.5 小结 |
| 6 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）多层交错剖分式超高压模具设计及其数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超高压技术研究意义 |
| 1.2 超高压技术的发展 |
| 1.3 超高压产生原理和装置概述 |
| 1.3.1 超高压产生原理 |
| 1.3.2 超高压装置概述 |
| 1.4 有限元法在超高压装置领域中的应用 |
| 1.5 选题意义及主要研究内容 |
| 1.5.1 选题意义 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 1.6 小结 |
| 第二章 多层交错剖分式超高压模具及其传压分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多层交错剖分式超高压模具设计 |
| 2.2.1 设计思想 |
| 2.2.2 基本原理 |
| 2.2.3 技术特点 |
| 2.3 剖分式超高压模具力学分析 |
| 2.3.1 强度计算 |
| 2.3.2 摩擦阻力分析 |
| 2.4 多层交错剖分式超高压模具实验装置 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 多层交错剖分式超高压模具有限元分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有限元分析基础 |
| 3.2.1 有限元基本思想 |
| 3.2.2 有限元计算的求解算法 |
| 3.3 多层交错剖分式超高压模具有限元模型 |
| 3.3.1 有限元模型的建立 |
| 3.3.2 边界条件的处理 |
| 3.3.3 单元类型的选择 |
| 3.3.4 材料及其模型的选择 |
| 3.3.5 接触和摩擦 |
| 3.4 加载方式的比较和锥半角的确定 |
| 3.4.1 加载方式对应力的影响 |
| 3.4.2 压缸体最佳锥半角的确定 |
| 3.5 多层交错剖分式与年轮式模具应力分析 |
| 3.5.1 周向应力分布 |
| 3.5.2 径向应力分布 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 多层交错剖分式超高压模具结构优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 优化设计方法 |
| 4.2.1 数学模型 |
| 4.2.2 响应面模型 |
| 4.3 支撑环结构优化 |
| 4.3.1 剖分块数对应力的影响 |
| 4.3.2 层数对应力的影响 |
| 4.3.3 摩擦对应力的影响 |
| 4.3.4 修正的支撑环结构 |
| 4.4 压缸结构的优化 |
| 4.4.1 腔体高径比 |
| 4.4.2 锥面形状 |
| 4.4.3 直孔型腔体 |
| 4.4.4 异型腔体 |
| 4.5 多层交错剖分式超高压模具承压能力计算 |
| 4.5.1 模具尺寸的影响 |
| 4.5.2 模具层数的影响 |
| 4.5.3 优化后多层交错剖分式模具的承压能力 |
| 4.6 多层交错剖分式超高压模具实验验证 |
| 4.7 小结 |
| 第五章 施加预紧力的多层交错剖分式超高压模具 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 预紧力的实施 |
| 5.2.1 预紧力的施加方式 |
| 5.2.2 过盈量的计算 |
| 5.3 预紧力对模具腔体容积的影响 |
| 5.3.1 预紧力的实施方式对法向位移的影响 |
| 5.3.2 不同腔体尺寸的法向位移 |
| 5.4 预紧力对模具应力的影响 |
| 5.4.1 对压缸剖分块应力的影响 |
| 5.4.2 对支撑环应力的影响 |
| 5.5 预紧力对承压能力的影响 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 多层交错剖分式超高压模具耦合分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 耦合分析模型 |
| 6.3 温度场分析 |
| 6.3.1 腔体温度场 |
| 6.3.2 模具温度场分析 |
| 6.4 温度对模具的影响 |
| 6.4.1 温度对压缸应力的影响 |
| 6.4.2 温度对支撑环应力的影响 |
| 6.4.3 温度对压缸位移的影响 |
| 6.5 合成态时的模具应力与位移分析 |
| 6.5.1 压缸应力场 |
| 6.5.2 支撑环应力 |
| 6.5.3 压缸位移 |
| 6.6 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文及主要成果 |
| 致谢 |
（6）双层剖分式超高压模具结构设计与有限元分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 超高压装置概述 |
| 1.2.1 超高压技术发展简述 |
| 1.2.2 超高压装置设计原理 |
| 1.2.3 典型超高压装置简介 |
| 1.3 超高压装置在合成金刚石中的应用 |
| 1.4 有限元分析在超高压装置研究中的应用 |
| 1.5 选题意义及主要研究内容 |
| 1.5.1 选题意义 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 1.6 小结 |
| 第2章 双层剖分式超高压模具结构设计及理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 双层剖分式超高压模具结构设计 |
| 2.2.1 设计依据 |
| 2.2.2 设计方法 |
| 2.3 双层剖分式超高压模具理论研究 |
| 2.3.1 单层圆筒应力分析 |
| 2.3.2 双层圆筒应力分析 |
| 2.3.3 多层组合圆筒应力分析 |
| 2.4 双层剖分式式超高压模具实验装置 |
| 2.4.1 双层剖分式超高压模具尺寸的确定 |
| 2.4.2 双层剖分式超高压实验装置设计 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 双层剖分式超高压模具有限元模型及过盈装配分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 变分法建立有限元方程 |
| 3.3 双层剖分式超高压模具有限元模型的建立 |
| 3.3.1 材料模型 |
| 3.3.2 几何模型 |
| 3.3.3 接触算法及摩擦条件 |
| 3.3.4 边界条件及压力载荷 |
| 3.3.5 分析单元类型及网格 |
| 3.4 双层剖分式超高压模具过盈装配过程有限元分析 |
| 3.4.1 变形分析 |
| 3.4.2 压缸应力分布 |
| 3.4.3 支撑环应力分布 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 双层剖分式超高压模具高压载荷下的有限元分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 超高压模具有限元分析 |
| 4.2.1 压缸应力 |
| 4.2.2 第一层支撑环应力 |
| 4.2.3 第二至四层支撑环应力 |
| 4.3 不同超高压模具剖分层数的有限元分析 |
| 4.3.1 压缸应力 |
| 4.3.2 支撑环应力 |
| 4.3.3 腔体变形 |
| 4.4 双层剖分式超高压模具承压能力分析 |
| 4.5 实验验证 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 双层剖分式超高压模具优化结构比较研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 超高压模具剖分层优化结构设计 |
| 5.3 双层剖分式超高压模具有限元分析 |
| 5.3.1 压缸应力 |
| 5.3.2 第一层支撑环应力 |
| 5.3.3 第二至四层支撑环应力 |
| 5.4 基于变过盈量配合的第一层支撑环结构优化设计 |
| 5.4.1 第一层支撑环结构优化设计方法 |
| 5.4.2 压缸应力分析 |
| 5.4.3 第一层支撑环应力分析 |
| 5.4.4 第二至四层支撑环应力分析 |
| 5.4.5 模具径向应力分析 |
| 5.5 双层剖分式超高压模具承压能力分析 |
| 5.6 实验验证 |
| 5.6.1 第一层支撑环极限承载压力 |
| 5.6.2 超高压模具的极限承压能力 |
| 5.7 小结 |
| 第6章 剖分块数量对双层剖分式超高压模具的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 不同剖分块数量的双层剖分式超高压模具结构 |
| 6.3 超高压模具有限元分析 |
| 6.3.1 压缸应力 |
| 6.3.2 压缸腔体变形 |
| 6.3.3 第一层支撑环应力 |
| 6.3.4 第二至四层支撑环应力 |
| 6.3.5 超高压模具承压能力 |
| 6.4 实验验证 |
| 6.5 小结 |
| 第7章 四含八双层剖分式超高压模具结构设计研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 四含八双层剖分式超高压模具结构设计 |
| 7.3 四含八双层剖分式超高压模具有限元分析 |
| 7.3.1 压缸应力 |
| 7.3.2 压缸腔体变形 |
| 7.3.3 支撑环应力 |
| 7.4 结构参数对四含八双层剖分式超高压模具的影响 |
| 7.4.1 压缸尺寸 |
| 7.4.2 腔体高径比 |
| 7.4.3 过盈量 |
| 7.4.4 压缸锥角 |
| 7.4.5 模具端面角度 |
| 7.5 结构紧凑型双层剖分式超高压模具尝试 |
| 7.6 本章小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表学术论文及主要成果 |
| 致谢 |
（7）叶蜡石流变学与六面顶超高压技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究叶蜡石流变规律是完善超高压技术的重要工作 |
| 1.2 叶蜡石矿物学特征 |
| 1.3 叶蜡石资源分布及叶蜡石矿物的分类与应用 |
| 1.4 叶蜡石的结构 |
| 1.5 叶蜡石的力学性质 |
| 1.6 叶蜡石的热学性质及介电性能 |
| 1.7 叶蜡石在固态传压介质方面的应用 |
| 1.8 复合传压介质研究 |
| 1.9 超高压技术发展概况 |
| 1.10 选题的依据和意义 |
| 1.11 论文的主要工作和创新点 |
| 第2章 六面顶超高压设备与模具设计和叶蜡石流变规律实验方法研究 |
| 2.1 六面顶超高压设备设计原理研究 |
| 2.1.1 六面顶超高压系统中的静力平衡问题 |
| 2.1.2 六面顶压机加工精度对超高压系统的影响 |
| 2.1.3 六面顶压机结构刚性对超高压系统的影响 |
| 2.1.4 六面顶压机应该具备的性能讨论 |
| 2.2 模具设计原理研究 |
| 2.2.1 切应力补强原理 |
| 2.2.2 侧向支撑原理 |
| 2.2.3 应力分布与应力集中问题 |
| 2.2.4 硬质合金内部缺陷的影响 |
| 2.2.5 讨论 |
| 2.3 叶蜡石流变学的基本概念 |
| 2.4 六面顶超高压腔的构成 |
| 2.5 超高压下叶蜡石流变过程的基本分析 |
| 2.6 顶锤应力分布的基本分析 |
| 2.7 顶锤和叶蜡石结构尺寸的配合问题研究 |
| 2.8 压缩体积和飞边体积的计算 |
| 2.8.1 φ320缸径六面顶压机使用过的腔体结构 |
| 2.8.2 φ400缸径六面顶压机使用过的腔体结构 |
| 2.8.3 φ500mm缸径六面顶压机使用过的腔体结构 |
| 2.9 叶蜡石流变规律研究方法 |
| 第3章 叶蜡石流变量与超高压腔体尺寸的关系研究 |
| 3.1 φ320缸径六面顶超高压装置中叶蜡石的流变实验 |
| 3.1.1 实验条件和方法 |
| 3.1.2 实验结果与讨论 |
| 3.2 φ400缸径六面顶超高压装置中叶蜡石流变实验 |
| 3.2.1 实验条件和方法 |
| 3.2.2 实验结果与讨论 |
| 3.3 φ420缸径六面顶压机上的实验 |
| 3.3.1 实验条件和方法 |
| 3.3.2 实验结果 |
| 3.4 Φ500缸径超高压装置中叶蜡石流变实验 |
| 3.4.1 实验条件和方法 |
| 3.4.2 实验结果 |
| 3.5 锤面尺寸对剪切飞边的压力影响 |
| 3.6 流出量与摩擦角的关系 |
| 3.7 超高压下叶蜡石塑性流变与密封问题讨论 |
| 3.8 小结 |
| 第4章 叶蜡压缩位移与压力的关系研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验条件与实验方法 |
| 4.2.1 实验设备 |
| 4.2.2 实验原材料 |
| 4.2.3 实验方法 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 升压位移-压力关系 |
| 4.3.2 卸压位移-压力关系 |
| 4.4 压缩密度及飞边密度与压缩位移的关系 |
| 4.5 位移曲线和密度曲线的应用意义 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 金刚石合成块的压缩位移与压力的关系研究 |
| 5.1 实验方法 |
| 5.2 实验结果分析与讨论 |
| 5.2.1 合成块升压位移-压力关系 |
| 5.2.2 合成块卸压位移-压力关系 |
| 5.3 各向压缩率一致问题讨论 |
| 5.3.1 塑性变形量与传压、密封的关系 |
| 5.3.2 金刚石合成块的各向压缩率和反弹量对超高压状态的影响 |
| 5.3.3 超高压系统的密封可靠性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 六面顶超高压装置中的“三心合一”要求与“终态 #84对称”理论研究 |
| 6.1 超高压设备对中、同步问题的历史回顾 |
| 6.1.1 上世纪六十年代至八十年代初的概念 |
| 6.1.2 上世纪八十年代至九十年代初的概念 |
| 6.1.3 上世纪九十年代中后期的概念-----对中新认识时期 |
| 6.2 “三心合一”讨论 |
| 6.2.1 三个“中心”的空间关系 |
| 6.2.2 三个中心的相对位置对设备和模具受力状态的影响 |
| 6.3 六面顶超高压装置的对中问题讨论 |
| 6.3.1 六面顶压机的空间静力平衡问题 |
| 6.3.2 模具汇力中心与设备中心的重合问题 |
| 6.3.3 物料中心与模具汇力中心的重合问题 |
| 6.3.4 实现“三心合一”的技术途径 |
| 6.4 “终态对称”理论概括 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 新型腔体结构合成金刚石技术研究 |
| 7.1 应用“终态对称”理论设计金刚石合成腔体结构 |
| 7.2 新型腔体结构实验方案 |
| 7.2.1 实验设备 |
| 7.2.2 锤块尺寸设计 |
| 7.2.3 合成工艺曲线 |
| 7.3 合成效果 |
| 7.3.1 合成金刚石粒度分布及粗粒粒度占有率 |
| 7.3.2 高品质金刚石占有率及实际金刚石 |
| 7.3.3 高品质金刚石占有率 |
| 7.3.4 高品质金刚石TI、TTI |
| 7.4 顶锤消耗 |
| 7.5 讨论 |
| 第8章 结论 |
| 8.1 六面顶超高压下叶蜡石流变规律实验方法研究成果 |
| 8.2 六面顶超高压技术研究的重要结果 |
| 8.3 “终态对称”理论在金刚石合成方面的应用结果 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）小型超高压装置的设计原理及研究进展（论文提纲范文）
| 1引言 |
| 2 DAC装置的设计原理与研究进展 |
| 3 P-E型压力装置的设计原理及研究进展 |
| 4小型六面顶超高压装置的设计原理及研究进展 |
| 4.1 C-DAC装置 |
| 4.2 P-CAC装置 |
| 4.3 C-CAC装置 |
| 5结论与展望 |
（9）剖分式超高压模具的设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高压技术 |
| 1.2.1 超高压研究背景 |
| 1.2.2 超高压发生原理 |
| 1.3 超高压装置的设计原理 |
| 1.3.1 大质量支承原理 |
| 1.3.2 侧向支承原理 |
| 1.4 超高压装置简介 |
| 1.4.1 两顶锤式超高压结构 |
| 1.4.2 多顶锤超高压装置 |
| 1.4.3 剖分式超高压容器 |
| 1.5 有限元方法在超高压技术中的应用 |
| 1.6 课题意义及主要研究内容 |
| 1.6.1 课题意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第二章 剖分式超高压模具的设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 剖分式超高压模具 |
| 2.2.1 设计思想 |
| 2.2.2 设计原理 |
| 2.2.3 技术特点 |
| 2.3 厚壁圆筒的力学分析 |
| 2.3.1 单层圆筒的受力 |
| 2.3.2 多层厚壁圆筒的受力 |
| 2.4 剖分式超高压模具的应力分析 |
| 2.4.1 年轮式超高压模具压缸内壁的受力分析 |
| 2.4.2 剖分式模具剖分块受力分析 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 剖分式超高压模具的有限元建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有限元分析方法简介 |
| 3.3 有限元建模 |
| 3.3.1 几何模型 |
| 3.3.2 网格单元选择 |
| 3.3.3 载荷与边界条件 |
| 3.3.4 材料的选择 |
| 3.3.5 接触与摩擦条件 |
| 3.4 失效准则的选取 |
| 3.5 硬质合金顶锤的设计 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 剖分式超高压模具的数值模拟分析与比较 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 剖分式超高压模具结构尺寸 |
| 4.3 剖分式压缸的应力分析 |
| 4.3.1 预紧状态 |
| 4.3.2 工作状态 |
| 4.3.3 对压缸的优化 |
| 4.4 压缸内壁应力分析 |
| 4.5 实验验证 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 压缸离散化程度对模具的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 压缸离散程度对应力的影响 |
| 5.2.1 等效应力分布 |
| 5.2.2 最大剪切应力分布 |
| 5.2.3 压缸内壁应力分布研究 |
| 5.2.4 支撑环应力 |
| 5.2.5 预紧力对压缸的影响 |
| 5.3 极限承压能力 |
| 5.4 实验验证 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 支撑环离散对模具的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 剖分层数 |
| 6.3 剖分层数对应力的影响 |
| 6.3.1 支撑环应力研究 |
| 6.3.2 径向应力分布 |
| 6.3.3 支撑环离散对位移的影响 |
| 6.4 具有两层支撑环的模具 |
| 6.5 多层离散化高压模具斜端面 |
| 6.6 小结 |
| 第七章 剖分式超高压模具的优化 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 结构优化设计方法 |
| 7.3 剖分式高压模具结构的优化 |
| 7.4 参数对应力的影响 |
| 7.4.1 压缸高径比 |
| 7.4.2 压缸高度比 |
| 7.4.3 压缸外径 |
| 7.4.4 压缸锥角与端面角度 |
| 7.5 优化后的压缸应力 |
| 7.6 小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表学术论文及主要研究成果 |
| 致谢 |
（10）WC硬质合金顶锤的理论研究与设计（论文提纲范文）
| 提要 |
| Summary |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 引言 |
| §1.2 高压装置设计原理 |
| §1.2.1 大质量支撑原理 |
| §1.2.2 侧向支撑原理 |
| §1.3 人工合成金刚石的高压技术发展回顾 |
| §1.3.1 Bridgman式高压装置 |
| §1.3.2 凹砧式两面顶高压装置 |
| §1.3.3 Belt式高压装置 |
| §1.3.4 四面顶(Tetrahedral Anvil)高压装置 |
| §1.3.5铰链式六面顶高压装置 |
| §1.4 中国人工合成金刚石行业研究现状 |
| §1.5 论文选题及研究意义 |
| §1.6 本课题所研究的主要内容 |
| 第二章 铰链式六面顶高温高压合成技术 |
| §2.1 引言 |
| §2.2 铰链式六面顶高温高压装置 |
| §2.2.1 装置简介 |
| §2.2.2 压机构造 |
| §2.2.3 油压及加热控制 |
| §2.2.4 顶锤特点 |
| §2.3 高压设备的高精度控制系统 |
| §2.3.1 压力控制系统 |
| §2.3.2 温度控制系统 |
| §2.4 压力和温度的定标 |
| §2.4.1 压力定标 |
| §2.4.2 温度定标 |
| §2.5 传压介质 |
| §2.5.1 叶蜡石 |
| §2.5.2 白云石 |
| §2.5.3 氯化钠 |
| §2.6 本章小结 |
| 第三章 构建碳化钨顶锤的理论分析模型 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 碳化钨顶锤几何模型的建立 |
| §3.3 碳化钨顶锤有限元模型的建立 |
| §3.3.1 有限元法简介 |
| §3.3.2 碳化钨顶锤有限元模型 |
| §3.4 本章小结 |
| 第四章 传统碳化钨顶锤性能的有限元分析 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 碳化钨顶锤破裂判据的确立 |
| §4.2.1 有限元模型 |
| §4.2.2 计算结果与讨论 |
| §4.3 碳化钨顶锤的斜边参数的模拟分析 |
| §4.3.1 有限元模型 |
| §4.3.2 计算结果与讨论 |
| §4.4 温度对碳化钨顶锤性能的影响 |
| §4.4.1 有限元模型 |
| §4.4.2 计算结果与讨论 |
| §4.4.3 实验验证 |
| §4.5 本章小结 |
| 第五章 贾氏双斜边碳化钨顶锤的设计构想的理论研究与实验验证.. |
| §5.1 引言 |
| §5.2 贾氏双斜边碳化钨顶锤设计构想的理论研究 |
| §5.2.1 理论基础 |
| §5.2.2 设计原则 |
| §5.2.3 有限元分析 |
| §5.3 贾氏双斜边碳化钨顶锤设计思想的实验验证 |
| §5.3.1 腔体压力与温度的定标 |
| §5.3.2 金刚石合成中的应用 |
| §5.4 理论模拟结果与实验验证结果的对比分析 |
| §5.5 本章小结 |
| 第六章 贾氏碳化钨复合顶锤的设计构想的理论研究与实验验证 |
| §6.1 引言 |
| §6.2 贾氏碳化钨复合顶锤设计构想的理论基础及设计原则 |
| §6.2.1 理论基础 |
| §6.2.2 设计原则 |
| §6.3 贾氏碳化钨复合顶锤过盈量选取的理论分析与实验验证 |
| §6.3.1 理论分析 |
| §6.3.2 实验验证 |
| §6.4 贾氏碳化钨复合顶锤极限性能的理论分析与实验验证 |
| §6.4.1 理论分析 |
| §6.4.2 实验验证 |
| §6.5 理论模拟结果与实验验证结果的对比分析 |
| §6.6 本章小结 |
| 第七章 几种新型功能碳化钨顶锤的设计与研究 |
| §7.1 引言 |
| §7.2 圆角碳化钨顶锤的设计与研究 |
| §7.2.1 几何模型 |
| §7.2.2 有限元模型 |
| §7.2.3 计算结果与讨论 |
| §7.3 6-2式一体“四棱锥”形碳化钨顶锤的设计与研究 |
| §7.3.1 几何模型 |
| §7.3.2 有限元模型 |
| §7.3.3 计算结果与讨论 |
| §7.4 异型碳化钨顶锤的设计与研究 |
| §7.4.1 几何模型 |
| §7.4.2 有限元模型 |
| §7.4.3 计算结果与讨论 |
| §7.5 本章小结 |
| 第八章 结论和展望 |
| §8.1 结论 |
| §8.2 展望 |
| 附录 优化设计软件介绍及安装 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表撰写文章列表 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 摘要 |
| Abstract |
四、六面顶型超高压装置评述（论文参考文献）
- [1]六面顶型超高压装置评述[J]. 郑州磨料磨具磨削研究所“顶锤”小组. 人造金刚石, 1977(S1)
- [2]六面顶硬质合金顶锤最佳几何参数的选择[J]. 李裕民. 磨料磨具与磨削, 1991(03)
- [3]预紧式多层交错剖分超高压模具研究[D]. 王伯龙. 吉林大学, 2016(08)
- [4]中国高温高压合成钻石的电学与磁学性质研究[D]. 杨池玉. 中国地质大学(北京), 2020(11)
- [5]多层交错剖分式超高压模具设计及其数值模拟[D]. 刘志卫. 吉林大学, 2014(09)
- [6]双层剖分式超高压模具结构设计与有限元分析[D]. 依卓. 吉林大学, 2019(12)
- [7]叶蜡石流变学与六面顶超高压技术研究[D]. 郑日升. 中南大学, 2011(12)
- [8]小型超高压装置的设计原理及研究进展[J]. 韩奇钢,班庆初. 高压物理学报, 2015(05)
- [9]剖分式超高压模具的设计与研究[D]. 赵亮. 吉林大学, 2018(04)
- [10]WC硬质合金顶锤的理论研究与设计[D]. 韩奇钢. 吉林大学, 2010(01)