磨料对陶瓷摩擦材料摩擦性能的影响

研究了3种不同硬度的磨料(碳化硅、氧化铝、硅酸锆)及其含量对陶瓷摩擦材料摩擦性能的影响.磨料在摩擦材料中的主要作用是改变摩擦和磨损机制,从无磨料时的粘合摩擦磨损机制转变为磨料存在的磨粒摩擦磨损机制.磨料的硬度越大,磨粒摩擦效应越大,提高摩擦因数的效果越好,但磨损率也越大,对摩擦盘的破坏也越严重.实验结果表明,磨料含量对摩擦因数的影响存在一个临界值,约为0.056(体积分数).磨料含量低于临界值,对摩擦因数的提高作用非常明显,而高于临界值,对提高摩擦因数的作用减弱.     

新型耐磨钢ANM450在煤矿矿井水环境下的腐蚀磨损行为*

对新研制的含Ti低合金耐磨钢ANM450和对比钢Hardox450进行组织、相结构及硬度研究。基于煤矿井下工况环境,模拟配制偏酸性、偏碱性和高矿化度3种模拟矿井水,并以去离子水作为对比,通过湿砂磨料磨损试验对2种耐磨钢的腐蚀磨损性能和机制,以及腐蚀对磨损的作用机制进行研究。研究结果表明：新型耐磨钢ANM450的组织为板条状马氏体,沿轧制方向弥散分布有TiC颗粒;在4种模拟矿井水中,新型耐磨钢ANM450的耐腐蚀磨损性能优于对比钢Hardox450,其中TiC颗粒起到细化晶粒和阻碍磨粒滑动的作用;在40、100、140 N 3种载荷下,新型耐磨钢ANM450的腐蚀促进磨损率都要高于Hardox450,这表明新型耐磨钢ANM450的腐蚀磨损交互作用大于Hardox450。     

钢质摩擦副在微-纳米固体添加剂磨合油中磨合机制研究

基于45#调质钢齿轮滚滑副和45#淬火钢销/45#调质钢滑动副的大量磨合试验结果,分析了钢质摩擦副在微-纳米磨合油中油液温度、摩擦副表面性质和磨合平衡状态机制,以及磨合平衡状态的判定方法。研究结果表明:微米尺度的磨料对磨合磨损主要起到磨粒磨损的作用,纳米尺度的磨料对磨合磨损表面起到填充、嵌入和熔融作用,以及加剧粘着磨损作用。微米和纳米尺度的磨料混合在一起,在不同工况条件下,或对磨合磨损起到促进作用,或起到延缓作用。磨合完成后,摩擦副表面几何、物理和化学性质都可以得到有效改进。磨合平衡状态时各工况参数都趋于稳定状态,这些参数直接反映磨合磨损平衡状态,可以用来判定磨合磨损状态。     

齿轮传动系统磨粒演变规律试验研究

齿轮摩擦副产生的磨粒携带多种磨损机理产生的特征,这些特征随磨损过程不断变化,最终表现为磨粒演变行为,反映齿轮磨损的所有信息。研究磨粒在磨损过程中的演变规律有助于揭示磨损机理的交互作用,对提高齿轮磨损状态诊断结果准确性具有重要作用。通过小型齿轮传动系统实验平台,模拟工业机组运行工况,在齿轮系统全寿命周期内利用油液分析技术获取润滑油中磨粒和理化数据,对获取的磨粒进行分类并统计各类型磨粒在各监测阶段中所占的数量百分比,分析各类型磨粒的变化趋势。结果表明:疲劳磨损机理是齿轮传动系统的主要磨损机理,产生的疲劳磨粒和疲劳剥块占较大比例;疲劳磨损具有促进磨料磨损和腐蚀磨损的作用;滑动磨损磨粒的产生表明齿面磨损已趋严重;氧化物磨粒主要来源于其他磨损机理产生的磨粒,油中水分的增加是促使其他类型磨粒转变为氧化物磨粒的主因;黑色氧化物来源于润滑不良条件下齿面疲劳区域脱落材料,可认为是疲劳磨粒转变而成,反映了齿轮传动系统磨损严重。     

磨料水射流加工去除模型研究

采用ANSYS Fluent对磨粒流场进行瞬态CFD仿真,得到射流过程中磨粒的分布和速度;并研究射流加工区磨粒运动机制,研究表明,新型后混合式磨料水射流加工中磨粒很容易穿过射流加工的静压区直接与工件发生作用进而去除材料。建立磨粒冲击塑性材料的冲击变形磨损模型,并结合Finnie塑性剪切磨损去除模型建立磨料水射流加工去除模型,模型表明,射流加工中心区域的材料去除量最高。根据新型后混合式磨料水射流系统进行塑性材料的磨料水射流加工试验,结果表明,射流加工中心区域材料去除最高,这是由于射流加工中心区域磨粒冲击角度较大、磨粒速度较高,材料以冲击变形磨损去除为主;远离射流冲击中心区域材料去除较低,材料以剪切磨损去除为主,与磨料水射流加工去除模型是完全一致的,证实磨料水射流加工去除模型的正确性。     

研磨铝矿球磨机衬板的失效分析

用扫描电镜等方法对研磨铝矿对球磨机衬板进行了失效分析。在热强碱腐蚀和冲击磨料磨损的综合作用下,高应力磨料磨损是衬板的主要失效机制,但未见应力腐蚀开裂现象。     

三体磨料塑变磨损中磨粒运动方式的研究

对三体磨料磨损中磨粒的运动方式做了进一步的理论分析，基于三体磨料磨损中塑变疲劳磨损起主要作用，为突出塑变疲劳磨损的作用，选择圆形磨料进行研究，分析了圆整磨料在三体磨料磨损界面中滚动、滑动的判定，提出了相对滑动界面的判定。     

锰白铜合金/W_2C复合涂层磨损机制研究

采用无压浸渍工艺,在45#钢表面制备出2种锰白铜合金/W2C复合涂层;考察了比压、转速及W2C颗粒尺寸对涂层与石油钻机的一种新型刹车材料对磨的耐磨性的影响,并分析了涂层的磨损过程与磨损机制。结果表明:涂层的磨损机制是W2C颗粒的疲劳磨损以及摩擦表面氧化锰薄膜和表面膜的生成、长大、破裂(撕裂)、剥落、再生的动态磨损过程,也是磨粒磨损、疲劳磨损、黏着磨损、塑性变形和氧化磨损等磨损机制的综合作用。     

生物柴油对柴油机的腐蚀磨损及其机制分析

在一台四缸直喷式柴油机上进行了生物柴油与普通柴油的磨损性能对比试验,运用L2020透反射双色铁谱显微镜观察了磨损试验时润滑油中的磨粒形貌特征,分析了柴油机在应用生物柴油时的腐蚀磨损及其机制.结果表明,生物柴油中的酸性物质、水分等杂质将导致发动机的腐蚀磨损.     

钻井液中磨损颗粒在永磁场中的沉降特点

套管磨损在线监测可以通过对钻井液中磨损颗粒的收集和分析来实现.为实现钻井液中磨损颗粒的在线监测,讨论了钻井液中磨损颗粒在受到磁场作用时的沉降特点,分析了影响磨粒沉降运动的各种因素,建立了相应的运动方程,并通过数值分析进行了模拟,为钻井液中磨粒在线监测装置的磁场设计提供了依据.研究结果表明,钻井液中套管磨损磨粒有一定的运动规律,利用其运动方程进行数值计算,可以得出不同磁场条件下颗粒的速度、位移与时间之间的关系;磨粒的沉积规律的分析结果说明,磨粒、钻井液、磁场、磨粒在钻井液中的初始位置等多种因素对颗粒的沉降位置均有影响.     

基于虚拟样机的空间连杆引纬机构分析

为了研究空间连杆机构中参数对引纬曲线的影响,利用ADAMS软件针对空间连杆引纬机构建立了虚拟样机模型,对其中的a,b参数采用定量分析.分析结果表明,可以通过改变a,b参数值来调节引纬行程的结论.     

由一种齿轮连杆机构驱动的槽轮机构

提出用一种齿轮连杆机构来驱动槽轮机构以改善其动力学性能，并引入了转向圆的概念对这一机构进行了运动分析和参数分析．     

武器击发机构典型失效机理灵敏度分析

灵敏度分析在设计和修改、优化设计、产品维护等方面都起着非常重要的作用,灵敏度分析的方法是一种可以获得零部件灵敏度的数值方法。基于iSIGHT-FD多学科优化软件,分别运用了拉丁方和正交数组的试验设计方法对武器击发机构典型失效机理,即摩擦力引起的击发机构失效情况进行了分析。     

一种冗余驱动协调机构的偏载稳定性分析

针对冗余重载驱动器存在偏载的问题,提出一种具备偏载自协调的冗余驱动机构设计方案。根据机构几何约束关系,建立该机构的位置约束方程及速度、加速度关系式,运用虚功形式的动力学普遍方程,建立该机构的动力学模型。在此基础上,运用拉格朗日定理和李雅普诺夫稳定性理论,对该机构的偏载稳定性进行分析,得出了该机构稳定性与协调杆结构弯曲角之间的关系。基于所建立的动力学模型,运用相平面法,及对驱动器偏载率进行分析,分析了某一具体机构实例的偏载稳定性,分析结果验证了理论结果的正确性。研究结果表明,在协调杆结构弯曲角大于180°的条件下,当受扰动产生偏载时,该机构可以通过自动调节,保持其运动稳定性,且具有回复到匀载状态的趋势。     

空间RSSR机构向球面4R机构的转化

根据空间RSSR机构建立机构运动的数学模型,推导出空间RSSR机构的位移方程。同时分析空间RSSR机构转化为球面4R机构的必要条件,并从理论上证明通过对机构设计参数的特殊选取,空间RSSR机构可以转化为轴线相交一点的球面4R机构,然后推导出空间RSSR机构为主动曲柄件时,空间RSSR机构转化为4R机构的各个设计参数应满足的条件,为实际工程应用提供理论依据。根据空间RSSR机构转化为球面4R机构的方法,通过理论计算和试验仿真分析,设计出适应高速剑杆织机的空间引纬机构。以高速剑杆织机的空间引纬机构设计为实例,对以空间4R机构代替空间RSSR机构的设计方法进行验证,验证结果显示,该方法设计的球面4R机构能够满足空间RSSR机构的运动规律要求,并具有更好的运动性能以及可加工性与可装配性。从结构、工艺、维护以及运动学与动力学性能等方面比较空间RSSR机构和球面4R机构的性能与特点,结果显示了使用球面4R机构代替空间RSSR机构的优越性,并为将来空间复杂驱动机构的设计提供了参考。     

平面闭链机构约束不确定性影响及自调结构的分析

论文提出了平面约束不确定性及其对平面闭链机构性能影响的概念,较深入、系统的研究了平面约束不确定性的影响度和考虑运动副元素的形位误差时系统的弹性变形、运动副反力的计算方法与变化规律,为误差控制及消除过约束措施的采取提供了依据.     

铁电材料光伏机理及其光伏性能的调控机制

铁电材料因自身极化电场的存在而具有独特的光伏性能,在诸多领域应用广泛,特别是在光伏发电方面.从窄带隙铁电材料的制备方法、氧缺位自掺杂增强可见光吸收、复合异质结构建、多极轴分子铁电体制备、外加极化场调控铁电材料内部电畴朝向与分布等方面综述了铁电材料内电场的产生机理(光伏机理)及其调控机制对铁电材料光伏性能的影响,指出了通过调控内电场提高光伏性能的研究方向.     

柔性空间扑翼机构的刚柔耦合动力特性分析

针对目前扑翼驱动机构无法以简单结构实现复杂仿生运动问题,由空间四杆机构出发,引入柔性杆件设计思路,设计了一种柔性空间扑翼驱动机构。在单驱动条件下,实现了翅翼的扑动-扭转-挥摆耦合运动。建立了机构的运动学和气动力计算模型,求解了机构在运动过程中扑动角、扭转角、挥摆角以及翅翼所受的气动力变化。根据机构特性,在Adams中建立了考虑动力学特性与机构强度的刚柔耦合模型,分析了机构的运动轨迹、运动特性及柔性杆件的应力变化情况。结果表明,该驱动机构具有运动对称性与稳定性,翅翼实现了扑动-扭转-挥摆的耦合仿生运动,同时又满足了柔性机构的强度设计要求。     

开门机构中反平行四边形机构的性能分析

无线遥控式自动升降储物柜是湖南省第五届大学生机械设计创新大赛的作品,主要有两大功能,一是自动升降功能,二是自动开关门功能.自动开关门功能是采用反平行四边形机构实现的,针对这一机构的运动特性及力学性能进行了分析并得出最佳的运动方案.     

柱销式双螺母行星滚柱丝杠预紧机理研究

为了实现行星滚柱丝杠正反转双向精密驱动,迫切需要开展含预紧的行星滚柱丝杠传动研究。构建了一种柱销式双螺母行星滚柱丝杠无背隙传动构型。它利用双螺母的相对转角提供预紧力,并使用柱销固定该转角从而维持预紧力。建立了包含有双螺母、双滚柱以及丝杠螺纹双向受载状态的静力学模型。提出了仅受预紧力与考虑外载荷时,柱销式双螺母行星滚柱丝杠的受力和变形计算方法。通过与有限元模型载荷分布和预紧力计算结果的对比,验证了所建模型的正确性。分析了初始预紧力对螺母相对转角和柱销剪切力的影响,以及不同外载荷作用下,螺母预紧力、柱销剪切力和螺纹载荷分布的变化。结果表明,较小的螺母相对转角便会产生较大的初始预紧力,柱销剪切力远小于初始预紧力或外载荷。当外载荷增加时,螺母#1所受预紧力和柱销剪切力均会增加,螺母#2所受预紧力会减小。使得螺母#2预紧力消失时的外载荷远大于初始预紧力。