爆炸硬化的110Mn13钢高接触应力下的初期耐磨性

在设计出高接触应力往复磨损试验条件的基础上,采用金相组织分析、物相分析、表面硬度及梯度测定、耐磨性测定和磨损后表面形貌观察等手段研究了爆炸硬化处理后110Mn13高碳高锰钢的组织和高接触应力下的初期耐磨性能.结果表明:经爆炸硬化处理后的高锰钢,表层组织仍为奥氏体组织.但其表层具有一定厚度的变形层,表面硬度由爆炸硬化处理前水韧态高锰钢的311 HV提高到爆炸硬化处理后的557 HV,提高了79.1％,硬化层厚度约为12.5 mm.在高接触应力往复磨损条件下,爆炸硬化处理后水韧态高锰钢的体积损失量明显低于爆炸硬化处理前,由0.410mm3降低到0.167 mm3,降幅59.3％.高的表面硬度是爆炸硬化处理后高锰钢初期耐磨性提高的主要原因.     

风沙环境下不同强度等级砂浆冲蚀磨损试验研究

针对戈壁风沙流环境特点,采用气流挟沙喷射法,对不同强度等级砂浆进行冲蚀磨损实验,研究冲蚀参数和砂浆强度对冲蚀磨损的影响.实验结果表明,砂浆试样的冲蚀率随冲蚀速度的增大而增大;在低速冲蚀时,强度对冲蚀率影响较小,而在高速冲蚀时,影响较大;各试样速度指数在2.1~2.8之间,与脆性材料的冲蚀磨损预测值相一致.砂浆靶材在45°攻角冲蚀时冲蚀率最低,而在90°攻角冲蚀时冲蚀率最高,符合脆性材料的冲蚀规律.砂浆试样的冲蚀量随冲蚀时间近似呈线性关系增大,不存在冲蚀孕育期.砂浆试样的冲蚀磨损机制为选择性冲蚀磨损.     

原位自生(TiC+TiB)/Ti6Al4V在300℃干滑动摩擦磨损机制

选用颗粒状TiC和条状TiB复合增强的钛基复合材料,在300℃环境温度和不同载荷下的干滑动摩擦磨损行为及其磨损机制进行研究.利用SEM、ESS、XRD等分析手段,对磨损面、剖面,磨屑等进行观察与分析;总体上复合材料磨损率降低,且增强相含量高的磨损率也低,摩擦系数小而稳定.磨损表面存在氧化物,存在磨屑脱落后的痕迹,从磨损剖面可看到一定厚度的塑性变形层及磨损过程中形成的摩擦层,对磨屑的研究中看到,小载荷时形成尺寸不超过10μm的氧化物粉末磨屑、随载荷增加开始形成10～ 25 μm的粒状磨屑、甚至出现尺寸更大的片状剥落磨屑,从而分析得出,小载荷时以氧化磨损为主,存在轻微的磨粒磨损,载荷较大时则以剥层磨损为主,并存着轻微的氧化磨损.     

TiN涂层的滑动磨损特性

研究了 3Cr2 W8V基体离子镀 Ti N涂层的滑动磨损特性。分析了涂层的磨损机理。结果表明 :Ti N涂层的耐磨性明显高于 3Cr2 W8V基体。涂层的主要磨损机制为磨粒磨损和疲劳剥落。当试验载荷从 4 90 N到 980 N时 ,涂层的磨损率上升 ,而从 980 N上升到 1 4 70 N时 ,各涂层的磨损率下降 ,其原因是磨损机制发生了变化 ,前者以磨粒损为主 ,氧化磨损为辅 ;而后者以氧化磨损为主。     

受电弓滑板载流磨损机理演变过程试验研究

为了研究高速弓网系统材料载流摩擦磨损行为,采用高速环-块式载流磨损试验机,研究了载流200 A、法向载荷70 N、滑动速度80~160 km/h条件下,纯碳滑板/铜合金接触线之间电弧放电现象和纯碳滑板的载流磨损特性,并用光学显微镜来观察滑板磨损表面形貌.研究结果表明:随着试验时间的增加,滑板振动和电弧放电现象逐渐加剧,电弧放电频率先增加后逐渐趋于稳定,电弧平均单次放电能量也增加,滑板磨损量缓慢增加后快速上升;当滑动速度为160 km/h时,试验时间50 min的磨损率(0.037 27 g/km)是试验时间10 min磨损率(0.013 40 g/km)的3倍;高速载流条件下,滑板磨损机理随着试验的进行发生了由轻微机械磨损到重机械磨损伴随轻微电弧侵蚀,最后转变为机械磨损和电弧侵蚀共存状态的变化.      

轮轨滚滑磨损试验研究

在自行研制的ＤＬＧ１／１５型轮轨模拟试验机上，在不同车轮硬度、不同冲角，不同速度等试验条件下，研究了轮轨滚滑运行条件下的磨损率变化规律，结果表明，车轮表面硬度提高，其磨损率明显减小，而对钢轨磨损则几乎没有影响，这为机车轮缘局部淬火延寿技术研究提高了理论依据，冲角加大，车轮的磨损明显加剧；车轮转速较大时，按运行时间计其磨损率也较大，但若按运行行程计，车轮磨损率就较小。     

冷作模具钢的低应力磨粒磨损特性

本文通过三种冷作模具钢LDI、65Nb和Crl2MoV的橡胶轮磨损试验和松散磨粒磨损试验,以及磨损表面的SEM形貌观察,分析了试验钢的低应力磨粒磨损特性,同时研究了组织和力学性能对耐磨性的影响。结果表明:低应力磨粒磨损的耐磨性主要取决于材料的硬度,淬火态组织的耐磨性最好。     

弹性金属塑料复合材料的干摩擦特性

在MPX－2000盘销式摩擦磨损试验机上,研究了弹性金属塑料复合材料在干滑动条件下的摩擦磨损特性,结果表明：在给定的试验条件下,EMP复合材料与40#锻钢对摩时,相同滑动速度下摩擦因数随载荷的升高而减小,相同载荷下滑动速度等摩擦因数反而低,当试验转速分别1102r/min和370r/min时,其摩擦因数最后分别基本稳定为0．074和0．082,而磨损率随载荷的升高而增大,高速时的磨损率比低速时的大,结合磨损表面的扫描电子显微镜分析,给出了EMP复合材料磨损的主要过程,并据此解释了该材料的上述现象。     

石墨对酚醛树脂材料摩擦性能的影响

用定速摩擦实验机,研究了摩擦速度为200～3000 r/min,石墨含量为0％～20％条件下,石墨在酚醛树脂基材料中的摩擦磨损行为.结果表明:添加15％的石墨可以有效提高材料的摩擦系数稳定性,摩擦系数和磨损率分别降低了56.9％和83.2％,当石墨含量超过15％,对摩擦系数的影响不明显.酚醛树脂材料在摩擦过程中受到摩擦对偶材料硬质点的强切削力作用下,发生黏着撕裂形成犁沟,摩擦系数不稳定,磨损率较高;石墨的添加有助于在磨损表面形成致密的润滑层,起到稳定摩擦系数和提高耐磨性的作用.     

二硫化钼填充乙烯基树脂的摩擦学性能

研究了不同质量分数的二硫化钼（MoS2）填充乙烯基树脂（VER）复合材料及所成转移膜在不同转速、载荷下的摩擦学性能,并对摩擦表面形貌进行了分析．结果表明：MoS2含量低于15％和高于35％时主要磨损机制分别为粘着磨损和轻微犁削式的磨粒磨损,且都不随转速的变化而改变;但MoS2含量处于15％～35％时主要磨损机制为粘着磨损、疲劳剥落式的磨粒磨损,且随转速的增加而减弱．另外,MoS2含量低于25％时摩擦系数随载荷增加而增大,高于25％时却随载荷增加而减小,磨损率均变化不大．对偶盘上形成的转移膜能有效降低摩擦磨损,随着MoS2含量的增加,转移膜的减摩时问逐渐延长,而摩擦系数基本不变;随着载荷的增加,转移膜的摩擦系数逐渐降低,减摩时间则大幅度缩短．     

Three-dimensional numerical simulation of splat formation on substrates in plasma spraying

Plasma sprayed coatings are built up by the accumulation of splats formed by the impacting, spreading and solidifying of molten droplets on the substrate. A three-dimensional computational model including heat transfer and solidification is established to simulate the formation process of a single splat using the computational fluid dynamics (CFD) software, FLUENT. The fluid flow and energy equations are discretized and solved according to typical finite volume method on an unstructured grid. A volume of fluid (VOF) tracking algorithm is used to track the droplet flow with free surface. In order to understand the splat formation mechanism, the process of splat formation caused by impacting and spreading of a molten nickel droplet on a polished mild steel surface is simulated. On this basis, the simulations of impact of a molten droplet on substrate with different conditions including the surface morphology, thermal conductivity, initial temperature of the substrate and the thermal contact resistance are presented. The results clearly show the effect of those parameters on the shape of the final splat and splash behaviors.     

风沙冲蚀下钢结构涂层的界面应力与破坏准则

为表征和评价风沙冲蚀作用下钢结构涂层界面结合强度，以西北地区风沙流特征为背景，利用接触力学和界面力学理论建立了在风沙冲蚀作用下钢结构涂层的界面应力表达式.结合断裂力学理论和有限元分析方法，确定了钢结构涂层的界面起裂位置.在起裂位置处建立了考虑压应力影响的界面应力破坏准则.研究结果表明：当冲蚀角度为30°和60°时，最大界面剪应力分别位于冲蚀点前侧200 mm和180 mm处，最大界面压应力分别位于冲蚀点前侧100 mm和50 mm处，涂层界面的起裂位置为最大界面剪应力处.风沙冲蚀作用下涂层的界面应力破坏准则与莫尔-库伦强度准则相似，斜率的大小取决于沙粒的冲蚀角度，且当冲蚀角度为30°和60°时，斜率大小分别为-0.599和-0.467.     

Petal failure characteristics of a conical projectile penetrating a thin plate at high oblique angle

In order to determine the impact depth of a conical projectile impacting a thin plate at high oblique angle, the residual velocity of the projectile after penetrating must be known. Based on the petal failure mode of the conical projectile impacting the thin plate at high oblique angle, the energy consumption mode of the target was determined. During the perforation process, the energy consumption of the target was completed by the saucerization, the power work of the petals, the propagation of radial cracks and petal bending. The energy formula was deduced for each energy dissipation mode and the energy consumed in the impact process was determined. The residual velocity and the ballistic limit velocity of the projectile were deduced by energy conservation principle. Comparison of the analytical results of the residual velocity to the numerical results demonstrates the accuracy and reliability of the analytical formula.     

基于水面机器人的溢油回收处理装置搭载平台的建模与分析

通过基于水面机器人的溢油回收处理装置搭载平台的摆动模型的建立,运用Matlab数值仿真的方法,分析在波浪影响下船摆动时,影响吊重摆角变化的因素.结果表明,吊重做复杂的规律变化,摆角随绳长变短而变大,随回收船摆动角速度变大而变大.据此我们可以综合考虑,设计出合理的结构,有效的保证平台工作的平稳性以及安全性.     

Structural Behavior of Continuous Prestressed Steel Fiber Reinforced High Strength Concrete Beam

The flexural behaviors of continuous fully and partially prestressed steel fiber reinforced high strength concrete beams are studied by experiment and nonlinear finite element analysis. Three levels of partial prestress ratio (PPR) are considered, and three pairs of two-span continuous beams with box sections varying in size are designed. The major parameters involved in the study include the PPR and the fiber location. It is concluded that the prestressed high strength concrete beam exhibits satisfactory ductility; the influences of steel fiber on the crack behaviors for partially prestressed beams are not as obvious as those for fully prestressed ones; steel fibers can improve the structural stiffness after cracking for fully prestressed high strength concrete beams; the moment redistribution from mid-span to intermediate support in the first stage should be mainly considered in practical design.     

高水头船闸阀门开启过程水力特性仿真研究

采用动网格技术和VOF方法对高水头船闸阀门开启过程进行非恒定流三维紊流数值模拟,研究阀门段水流急变分离的流态、流速、压力等水力特性参数的时空演化规律,以及出现空蚀与流激振动的危险区域和时刻。研究表明,阀门工作最不利开度是0.4,阀门后狭缝、阀门下底缘及跌坎角处是流噪声源,也是空蚀风险区;开度0.5时突扩体顶板上游侧区域有负压,有空蚀风险;空蚀最危险区域在突扩体升坎反弧末端,最不利工况下,开度0.8时负压高达120.75 kPa。建议进一步对突扩体型进行优化,运行中采用阀门快开方式减小负压持续时间,采取工程措施加强空蚀区的防护。     

纳米化对1Cr17不锈钢耐高温氧化的影响

喷丸处理可以使铁素体不锈钢1Cr17实现表面自身纳米化.对不同工艺的试样进行在高温空气介质中的耐氧化试验,结果表明1Cr17不锈钢经纳米化喷丸后,在氧化20 h后材料的表面可以形成一层富Cr的致密的内氧化物层,有效的防止了材料的进一步氧化.喷丸后又经过退火的试样,在氧化12 h时表面就形成了一层致密的内氧化物层,因为退火可以有效地释放因为喷丸而产生的压应力,可以更好地促进Cr向表面的扩散,更快的在合金表面形成富Cr的氧化物,从而显著提高了合金的抗高温氧化性.     

纳米化对1Cr17不锈钢耐高温氧化的影响

喷丸处理可以使铁素体不锈钢1Cr17实现表面自身纳米化.对不同工艺的试样进行在高温空气介质中的耐氧化试验,结果表明1Cr17不锈钢经纳米化喷丸后,在氧化20 h后材料的表面可以形成一层富Cr的致密的内氧化物层,有效的防止了材料的进一步氧化.喷丸后又经过退火的试样,在氧化12 h时表面就形成了一层致密的内氧化物层,因为退火可以有效地释放因为喷丸而产生的压应力,可以更好地促进Cr向表面的扩散,更快的在合金表面形成富Cr的氧化物,从而显著提高了合金的抗高温氧化性.     

堰塞坝溯源冲刷规律研究

为了进一步认识堰塞湖泄流过程中的溯源冲刷规律,参考唐家山堰塞湖设计了室内水槽试验。结合试验结果进行纵剖面形态演变模拟,得到的冲刷初期形态与实际情况吻合较好。对比分析了入库流量和坝体级配对溯源冲刷速度和累计溯源冲刷量的影响。结果表明:溯源冲刷速度和累计溯源冲刷量与入库流量正相关,与坝体粗沙含量反相关;冲刷速度随着时间的推进而减小;入库流量和坝体级配影响溃口形成的过程,总的累计溯源冲刷量在各种条件下相差不大。     

高锰钢与钢轨钢二次闪光对焊接头弯曲疲劳的研究

对高锰钢对钢轨锣二次闪光对焊接头的疲劳性能进行了研究,并对其断口形貌进行了扫描电镜观察,研究结果表明：高锰钢与钢轨钢二次闪光对焊接头具有较高的弯曲疲劳性能,其疲劳强度超过了高锰钢母材。