圆柱齿超环面行星蜗杆传动的压力角

运用空间啮合理论建立圆柱齿超环面行星蜗杆传动的啮合方程,给出行星轮和内齿圈压力角的计算公式,并分析各压力角的影响因素.采用4因素3水平的正交表,进行方案设计,得到机构压力角的主要影响因素和变化规律.行星轮和内齿圈压力角随行星轮转角改变而改变,行星轮压力角受行星轮半径的影响最大,而内齿圈压力角则受传动比的影响最大,滚子半径对两压力角影响均为最小.行星轮压力角和超环面内齿圈压力角的最大值一般发生在啮合过程的中点.选择合理的参数就可以使机构的压力角达到理想水平,从而使机构的效率达到最大.为完善超环面行星蜗杆传动的设计与制造提供理论依据.     

基于虚拟仪器技术的多功能摩擦磨损试验机的研制

摩擦磨损试验机是摩擦学研究必不可少的重要试验工具,但目前大多摩擦磨损试验机功能简单、工况参数不可控或可控性不好。阐述多功能摩擦磨损试验机的研制和其主要功能特点。试验机采用交流伺服技术直接驱动,速度闭环可控;静载荷通过压缩加载弹簧实现,使用可控激振器进行动载荷加载,加载操作简单易控;由润滑油泵控制润滑液的添加。这些参数由计算机实现自动控制,能很好地模拟实际工况。测控系统软件在虚拟仪器技术基础上采用Lab-VIEW平台开发,实现对数据的自动实时采集、处理和结果显示等功能。试验证明该试验机能很好地模拟实际工况,满足多种摩擦学研究需要。     

非规则泥沙颗粒流动堆积过程中接触模型参数研究

采用离散元法研究颗粒的流动与堆积过程时,物性参数和接触参数的选择是否合理直接影响着模拟结果的准确性。对于非规则颗粒而言,这些参数的选取尤为重要。以非规则泥沙颗粒为例,根据其形状和大小的不同建立了四种颗粒模型。设计了一系列试验来标定泥沙颗粒的密度、恢复系数、静摩擦系数、内摩擦系数,并通过试验与模拟相结合的方法标定了颗粒间滚动摩擦系数。通过试验和离散元仿真的手段对比了顶层泥沙在V型箱和L型箱中的流动过程,结果表明试验与仿真得到的运动轨迹吻合,验证了所采用的测定物料参数和接触参数方法的可行性和参数选择的合理性。     

二-(N-苯基乙酰胺基)黄原酸二醇酯的合成及其摩擦学性能

为了找到既环保又具有优良抗磨抗氧化性的极压添加剂,合成了3种新型无灰无磷环境友好型润滑油添加剂二-(N-苯基乙酰胺基)黄原酸二醇酯.采用1H NMR,13C NMR,IR,UV和元素分析对其结构进行了表征,在热重分析仪上考察了其热稳定性能,利用四球机考察了其作为添加剂在液体石蜡中的承载能力和添加剂浓度、摩擦时间以及载荷对抗磨性能的影响,对摩擦表面进行了SEM(带EDS)分析.结果表明,3种添加剂的热稳定性能良好,均可以明显改善液体石蜡的承载能力和抗磨性能,其机理是在摩擦过程中发生摩擦化学反应,生成了含硫的保护膜.     

基于离散元法的锥形筒仓中颗粒流体的数学模拟

采用离散元法对ABS塑料球在筒仓内的流动进行数值模拟,并测定了ABS球的回弹及休止角等微观物性参数,验证了离散元模型中颗粒接触参数的正确性. 基于正交实验法考察了锥形改流体参数对料流的影响,分析了仓壁压力分布规律. 结果表明,锥形改流体参数对物料流型的影响顺序为锥形改流体倾角>锥形改流体距卸料口的高度>锥形改流体高度;锥形改流体倾角<120o时中心流无法转变为整体流. 添加合适的改流体后仓壁所受最大压力减小为原来的一半,最大压力位置上移.     

超环面行星蜗杆传动机构的精度分析

运用空间啮合原理求出超环面行星蜗杆机构含误差的啮合方程,求出各误差的影响系数。综合考虑加工成本、尺寸因素、装配性能等工程实际,结合各误差的影响系数,提出了超环面行星蜗杆机构改进最佳极限偏差分配法,对超环面传动关键零件误差进行合理分配,并给出实际算例。以上研究为超环面行星蜗杆机构的精度规范打下基础,将促进超环面行星蜗杆传动机构在工程实际中的推广应用。     

Ni-P-Al2O3复合涂层划痕试验中的表面裂纹分析

为了揭示Ni-P-Al2O3复合涂层的失效机理,对Ni-P-Al2O3复合涂层进行划痕试验和划痕过程的有限元模拟。划痕试验表明在Ni-P-Al2O3复合涂层的划痕表面上产生了一定间隔距离的横向表面裂纹。划痕过程的有限元模拟揭示在划痕过程的不同阶段涂层表面和界面上应力分布规律,揭示涂层表面裂纹产生的模式和形成的机理。划痕过程分为划针尖端压入涂层表面、在涂层表面上滑动和从涂层表面升高等3个阶段。前两个阶段由于划针尖端对涂层表面的作用,在涂层表面形成划痕沟槽,引起涂层表面产生裂纹。应力分析表明在划痕过程中涂层表面裂纹形成有两种方式。第一种方式是首先在涂层界面产生裂纹,然后裂纹向表面扩展形成表面裂纹;第二种方式是涂层表面直接形成表面裂纹。表面裂纹是最大拉应力引起的,因此,表面裂纹是第一型裂纹。划针尖端从涂层表面升高后在涂层中留下了较大的残余应力,最大残余拉伸应力是出现在接触中心之下的界面上的第一残余主应力。这些结果将为涂层设计和应用提供依据。     

在复杂应力状态下厚壁圆筒的极限分析

应用双剪统一强度理论,考虑材料的拉压异性和同性,推导了在内压力和轴力联合作用下的厚壁圆筒的塑性极限载荷计算公式,并且绘制了其极限载荷线图。在这些计算公式中,当其系数取不同的值时,就能得到按Tresca屈服准则、线性逼近的Mises屈服准则和双剪应力屈服准则的计算结果。应用其极限载荷线图,根据其承受的载荷大小,就能判断厚壁圆筒是否达到了屈服极限状态。绘制了在不同屈服准则下的极限载荷线图,以便对其差异进行比较。     

基于离散元法预测碳化硅陶瓷的高温力学性能

采用离散元法建立并校准了碳化硅陶瓷的离散元模型,建立了脆性材料的热力学模型,模拟了不同温度下的单轴压缩试验及三点弯曲试验,分析了碳化硅陶瓷在不同温度下的应力-应变曲线、力学性能参数以及单轴压缩的破坏形态。结果表明:当温度低于500℃时,温度场对材料的力学响应及力学性能参数基本没有影响;但随着温度的逐渐升高,材料的弹性模量逐渐降低,泊松比逐渐增大,抗压强度和抗弯强度也随之降低,材料的破坏形态由脆性断裂逐渐向塑性变形转变,且在失效过程中伴随有软化现象。