旋转密封两种热失稳现象的表征建模与特性研究

在车辆传动系统中的密封环,热失稳现象明显,为掌握热失稳的形成规律和影响机制,针对不同材料的密封环,进行热失稳建模计算与试验研究。根据密封环热失稳现象的特点,分别对局部高温热带和高温热点两种热失稳现象进行建模,基于伽辽金有限元方法,构建热-结构的耦合模型,把非均匀分布物理场及其扰动问题,转换为矩阵行列式进行求解,获得了不同密封材料发生热失稳的临界速度值。随着摩擦因数的增大,密封材料热失稳的临界速度值有下降的趋势。利用自主设计的密封环试验台进行试验分析和模型验证,设计了密封环局部高温热带和热点的试验验证方法,考察了聚酰亚胺和铜基粉末冶金材料密封环的热失稳试验过程,试验与计算结果具有一致性。对试验后的密封环,通过扫描电子显微镜观察密封表面形貌,符合局部高温热带和热点的特征,表明了密封环热失稳建模计算的有效性。     

等温密封环粗糙表面微观动态接触离散建模与状态分析

根据密封环的结构形式和服役特点,提出在微观尺度内密封环动态接触过程的离散建模方法。基于移动元胞自动机算法,结合复合材料密封环多种组成材料的特点,对密封摩擦副两粗糙表面局部接触区域进行离散建模。根据实际的工况条件加载相应载荷,通过可视化的模拟过程获得密封接触面微观动态响应,表达出磨损颗粒和润滑油组成的机械混合层的形成与演变过程,研究表明机械混合层对密封动态接触有显著影响,在混合摩擦过程中起到流体润滑和固体润滑的双重效果;同时定量模拟密封接触表面颗粒的旋转角和速度场,分析微观磨损颗粒运动规律;模拟计算获得瞬态摩擦因数曲线及其拟合曲线,通过与实测数据对比发现具有较高吻合度。表明微观动态接触离散模型在密封接触研究方面的适用性,是密封及其相关摩擦副微观接触状态分析的有效方法。     

特种车辆扭矩测试仪的研制

针对特种车辆旋转件扭矩测试环境的特殊性,致使普通扭矩仪难以安装使用的问题,基于应变式扭矩测试原理,以嵌入式设计为基本手段,采用自动调零技术和蓝牙无线传输技术,结合温度补偿和低功耗等技术,研制了此专用扭矩测试仪.该测试仪样机经试验室标定,相对误差≤1.4%.将样机安装于某坦克风扇轴进行试验,结果表明该仪器精度高、体积小、重量轻、功耗低、稳定可靠、安装灵活方便,具有良好的环境适应性.     

履带车辆传动轴三工况动态扭矩实时测试

结合某型号履带车辆传动系统的结构、传动特性和传动轴动态扭矩测试装置特点,建立了履带车辆传动轴动态扭矩实车测试平台以检验扭矩测试装置是否能够满足履带车辆传动系统宽范围动态载荷测试的需求.利用数理统计方法分别对履带车辆在起步过程、原地转向和随机行驶3种工况下的传动轴动态扭矩特性试验测试结果进行统计并与理论计算值进行对比分析.结果表明:不同工况下履带车辆动态扭矩测试值与计算值之间的误差满足测试需求,能够准确地反映动态扭矩测试装置的有效性和准确性.     

基于雨流法的机械疲劳分析

对于长期承受交变载荷的机器设备，除了振动和强度外，疲劳也是导致其损坏的常见原因之一，因此进行有效的疲劳分析，是保障设备安全运转的重要手段之一．论文介绍了基于德国IMC测试系统进行的雨流法的疲劳分析方法，通过得到的力矩事件数进行疲劳分析，从而优化结构设计．     

弹子加压机构涂层密封材料性能研究

针对弹子加压机构密封配合柱面使用环境恶劣、密封不良或锈蚀导致弹子盘运动卡滞的问题,研究了镍包石墨和镍包二硫化钼两种涂层密封材料性能,通过氧-乙炔火焰喷涂方法制备了涂层试样,通过金相显微镜、显微硬度计对涂层微观形貌和硬度进行了检测;采用拉伸试验法研究了涂层结合强度;采用斜坡法和拖磨法分别研究了涂层静摩擦系数和动摩擦系数.结果表明:镍包二硫化钼涂层和镍包石墨涂层金相组织均匀,镍包二硫化钼涂层与镍包石墨涂层相比显微硬度高了26.2%、结合强度高了4%、动摩擦片系数低了11%,为弹子加压机构配合柱面密封材料选择提供了依据.     

复合材料密封环局部高温热带生成的有限元建模与影响因素

结合密封环的工作特点和结构形式,提出密封环在接触过程中局部高温热带生成的模拟方法。基于伽辽金有限元算法,构建密封系统的热传导、热流密度、温度场扰动等非均匀特性的物理模型,及其各物理场之间的耦合关系,将密封环局部高温热带的热不稳定问题转化为矩阵行列式,并进行求解,可以获得在不同的摩擦条件下,发生局部高温热带的临界速度值。同时,模拟计算获得了临界速度与摩擦因数、弹性模量、导热系数、热膨胀系数和密封环尺寸的关系曲线。除导热系数外,其余几个因素对生成高温热带的临界速度影响较大。利用密封系统试验台进行结果分析和模型验证,在高温热带的临界速度方面,试验结果与模拟计算保持一致。通过扫描电子显微镜进行密封表面形貌分析,在试验速度高于临界速度的条件下进行试验后,密封表面出现明显的带状磨痕,与高温热带特征有较高的吻合度,表明有限元离散模型在密封热不稳定研究方面的适用性。     

车辆传动装置嵌入式无线扭矩测试系统研究

针对车辆传动装置狭小约束空间、较大振动冲击、较多油污以及严酷恶劣的试验环境特点,提出一种基于Zigbee通讯技术的车辆传动装置旋转件、往复件近距离无线扭矩测试系统;采用MAX1452信号处理器将标定参数写入MAX1452内部的EEPROM,实现高温自动补偿;采用Zigbee协议实现模块间的近程无线通讯;采用CAN总线实现模块间的有线传输;经测试证明,该系统误差≤2(,性能可靠,现已成功应用于车辆的扭矩测试中,为设计仿真及故障分析提供依据。     

加速度传感器静态标定数据无线采集系统的设计

在传统加速度传感器静态标定设备的基础上,设计了一种无线数据采集系统.该系统以低功耗射频芯片CC2430为硬件核心,LabVIEW 8.20为系统软件开发平台.加速度传感器产生的电压信号经过无线收发模块中CC2430内部A/D采样,通过天线发送出去;与PC机相连的无线收发模块接收到数据后,通过USB口传输数据.系统具有功耗低、安装简便、数据存储和显示等功能,简化了数据采集过程,提高了采集效率.     

二氧化碳在汽枪上的应用

介绍二氧化碳的物理，化学性质，阐述了利用二氧化碳作为汽枪动力的原理，通过对弹簧活塞式汽步枪与二氧化碳步枪初速对比试验数据以及不同气温下二氧化碳汽步枪初速测试数据进行了数理分析，论证了二氧化碳作为汽枪动力的可行性，并对二氧化碳气枪的一般结构设计和安全设计提出了具体建议。