《机械制图》教学中的几点体会

《机械制图》课程是机械类专业的必修课。既有一定的理论性,又有一定的实践性,能培养学生根据国家标准绘图和读图的能力。文章根据《机械制图》教学大纲,结合笔者的教学经验,简要介绍了几种教学方法和教学手段,希望能够对《机械制图》的教学工作者有所帮助。     

含纳米氧化锌丁腈橡胶摩擦学行为的分子动力学模拟

运用分子动力学模拟方法研究纳米氧化锌改善丁腈橡胶摩擦学行为的微观机制,考察纳米氧化锌增强丁腈橡胶的原子运动速度、剪切动力学与摩擦因数。结果表明:在剪切条件下,纳米氧化锌增强丁腈橡胶分子链段沿剪切方向分布完整连续,纳米氧化锌的存在提高了丁腈橡胶分子链的刚性;纳米氧化锌增强丁腈橡胶上下摩擦界面的原子运动速度峰值分别比纯丁腈橡胶材料的低11.8%与37.1%,说明纳米氧化锌的存在限制了胶料摩擦表面原子的热力学运动,减小了胶料摩擦剪切变形的程度;与纯丁腈橡胶材料相比,纳米氧化锌增强丁腈橡胶具有更低的摩擦因数,纳米氧化锌的存在增强了橡胶分子链的结合力,提高了胶料抵御剪切变形的能力,改善了胶料的摩擦学性能。     

钻井液污染润滑脂对牙轮钻头轴承摩擦学性能的影响

高温或冲击载荷会引起钻井液泄漏进入复合锂基润滑脂,从而影响牙轮钻头滑动轴承润滑及摩擦磨损性能。采用MCR102旋转流变仪对含有不同质量分数钻井液的复合锂基润滑脂进行流变性测试,并采用MDW-1型摩擦磨损试验机开展牙轮钻头滑动轴承模拟工况下轴承单元摩擦学实验,研究钻井液质量分数对轴承摩擦磨损性能的影响。结果表明:钻井液的污染将降低润滑脂的黏度,改变润滑脂的流变性能;钻井液的污染总体上增大了滑动轴承单元摩擦因数及摩擦因数波动幅度,同时加大轴承的磨损,且在高转速下,润滑脂中较低含量的钻井液就会使滑动轴承单元的摩擦磨损达到最大值;钻井液中的超细碳酸钙和重晶石颗粒引起的磨粒磨损和犁沟效应,可能导致滑动轴承快速失效。     

高速列车制动片摩擦块尺寸对制动噪声特性的影响

同一工况下,在制动摩擦噪声试验机上使用3种不同尺寸的圆形摩擦块进行制动摩擦噪声对比试验,通过对不同摩擦块尺寸状态下的界面噪声信号进行等效声压级分析和频谱分析,研究摩擦块尺寸对制动噪声特性的影响;对界面磨损形貌采用光学显微镜和二维轮廓仪进行分析,并计算出摩擦界面上的摩擦弧长,以揭示摩擦块尺寸对制动噪声行为的影响机制。结果表明:在试验条件下,摩擦面积相同时,大圆形摩擦块能有效地抑制制动噪声,而中圆形和小圆形摩擦块的制动噪声强度较大;相较于大圆形摩擦块,中圆形和小圆形摩擦块表面出现明显犁沟和剥落等"不平顺"磨损因素会造成高强度的尖叫噪声;大圆形摩擦块相比于中圆形和小圆形摩擦块的摩擦弧长较短,这也是造成大圆形摩擦块状态下制动噪声强度减弱的一个重要因素。     

组合轮径差对地铁车辆动力学性能的影响

为了研究各种轮径差组合形式对地铁车辆动力学性能的影响,基于车辆系统动力学和赫兹非线性接触理论,建立地铁动车非线性动力学模型,分析各种轮径差组合工况下地铁车辆的临界速度、平稳性、安全性和磨耗功率及其变化规律。结果表明:在多种轮径差组合工况下,轮径差增大会使地铁车辆的临界速度有较大幅度降低,会使地铁车辆的横向平稳性和磨耗功率明显增大;轮径差对地铁车辆的垂向平稳性、轮轴横向力、轮轨垂向力、脱轨系数和轮重减载率影响较小;通过左、右曲线时,轮径差对磨耗功率增幅的影响存在差异,但变化规律一致。     

液黏传动摩擦副流固耦合传热分析

为探求液黏传动在充满工作油的流体阶段摩擦副温度分布情况,建立薄盘结构摩擦副热流固耦合模型,采用计算机流体仿真软件FLUENT对径向槽摩擦副进行数值模拟,得到摩擦副的温度云图。通过搭建液黏传动装置试验台,测得径向油槽摩擦副间油膜温度分布数据。结果表明:在径向方向上,随半径的增加,摩擦副温度逐渐增加且沟槽处温度低于无沟槽处;在圆周方向上,相同半径处摩擦副的沟槽区比无沟槽区温度高,表明沟槽可以有效地降低工作油的升温;在纯油膜阶段摩擦片升温明显高于对偶片升温。有限元分析和实验研究结果趋势基本一致,验证了理论分析的可靠性。     

基于ANSYS的凹凸管法兰系统密封性能研究

运用ANSYS有限元分析软件,建立凹凸管法兰系统的热-结构数值模型,对系统内各组件的应力与温度对系统密封性的影响规律进行分析。结果表明:法兰管道与螺栓外侧法兰外缘所受应力相对较小,螺栓内侧法兰所受应力相对较大;在预紧、预紧+内压、预紧+内压+温度3种工况下垫片的径向应力过渡方式均为由大变小再变大的变化趋势,且在预紧工况下垫片的压应力最大;自螺栓底面至顶面螺栓轴向应力呈逐渐增大再减小的变化趋势。     

织构参数对不锈钢与猪股骨间摩擦性能的影响

采用YLP-F20激光打标机在4Cr13不锈钢圆盘试件表面加工出不同尺寸的沟槽微织构试样;将织构试样与新鲜猪股骨制成的骨棒试样构成销-盘摩擦副,在立式万能摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损试验,研究微织构参数对不锈钢与猪股骨在生理盐水润滑下的摩擦特性的影响。结果表明:沟槽型的摩擦因数比无沟槽的要小,在文中研究的范围内摩擦因数随着沟槽宽度的增加而减小,随着沟槽间角度的增加而增加;对加工微织构后的表面进行处理对摩擦因数的影响很大。文中研究范围内宽度200μm、深度20μm、角度1.21°微织构组合,相比较于无微织构试件摩擦因数最大降低了36.4%。     

高速切削技术及其在模具工业中的应用

随着我国科学技术与经济的不断发展与推进,我国在制造业方面取得了举世瞩目的成就。随着人们生活水平与生活质量的不断提高,高速切削技术及其在模具工业中的应用越来越受到相关学者的研究。由于高速切削技术本身的特点与特殊性,传统的制造技术已经不适应现代化需求。高速切削技术以其独特,大大提高了切削工作效率与质量,成为了当前国际上最重要的先进制造技术之一,基于此,文章从个角度与层面就高速切削技术及其在模具工业中的应用进行深入分析。     

一种质子型离子液体与金属减活剂的相容性研究

为考察离子液体(IL)与金属减活剂之间的相互作用,对一种质子型IL与3种不同结构金属减活剂在PAO4中的相容性进行研究;采用四球试验机考察IL与金属减活剂对摩擦学性能的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线能谱仪(EDS)对球磨斑表面进行分析,探讨金属减活剂与IL协同作用的机制;分析IL对金属减活剂腐蚀抑制效果的影响。结果表明:质子型IL能够显著提升PAO4的抗磨性和极压性能,金属减活剂与IL在抗磨性能和极压性能上表现出一定的协同作用;由于摩擦的机械作用和热作用,IL作为润滑添加剂在摩擦过程中发生了摩擦化学反应,生成了由FeP与FePO_4组成的化学反应膜,起到抗磨的作用;离子液体的存在不会对金属减活剂的腐蚀抑制效果产生影响。