激光处理非光滑凹坑表面耐磨试验的均匀设计研究

本文采用试验优化技术中的均匀设计方法 ,实施了影响凹坑非光滑表面耐磨性的多因素复杂试验。通过用统计分析软件SPSS(StatisticalPackagefortheSocialSicence)处理试验数据 ,得出了激光处理仿生非光滑凹坑表面耐磨的多因素回归方程 ,发现速度、负荷、时间的凹坑圆周方向的距离对耐磨性有显著影响 ,凹坑轴向之间的距离对耐磨性影响不大     

仿生非光滑表面磨损机理的试验研究

为研究具有不同仿生非光滑表面特征试件的磨损机理,通过加工几种具有非光滑表面形态特征的圆形45#钢试件,利用正交试验方法设计耐磨性试验方案,在国产MM200型摩擦磨损试验机上进行试验.试验结果表明,在相同试验条件下,时间、负荷、速度、形态和分布对耐磨性均有影响,并且耐磨性按照凹坑、凸包、波纹、鳞片形态递减;通过分析磨损后非光滑形态表面的形貌及磨屑的图像,得出非光滑表面形态的磨损机理是磨料磨损,并且其磨损机制是微观切削.     

侧风下的汽车非光滑表面后视镜气动降噪研究

汽车高速行驶时的气动噪声严重影响汽车乘坐舒适性,研究表明仿生凹坑非光滑表面的扰流效应具有气动降噪的作用。通过以汽车行驶时常见的侧风工况为研究点,在后视镜边缘布置仿生凹坑非光滑单元结构,研究侧风对非光滑表面气动降噪效果的扰动。采用分离涡模拟(Detached eddy simulation,DES)与计算气动声学(Computational aeroacoutics,CAA)相结合的方法,在无侧风与侧风工况下进行数值模拟得到监测点声压级频谱。通过对比定常分析中A柱后视镜区域流动特征,压力云图,并结合侧窗区域监测点的声压级频谱图,探讨非光滑表面在侧风下对流场控制及气动降噪中的作用。研究结果表明侧风对非光滑表面后视镜气动降噪效果存在较大影响,并且在侧风下背风侧时非光滑表面的降噪效果最好。     

激光熔覆仿生非光滑表面磨粒磨损性能的研究EI北大核心CSCD

以鲨鱼盾鳞表面非光滑形态为模型,制备了由镍基合金粉末熔覆层和45钢基体构成的起伏型、平面型仿生非光滑试样,并进行磨粒磨损实验和磨痕观察,分析磨损机理。结果表明:平面型涂层耐磨性明显优于起伏型涂层;设计和制备耐磨性良好涂层的判据是几何硬化率(GHR)不小于50%。起伏型涂层的磨损机理:硬化带表面自身非光滑磨损机制与磨头对硬化带的冲击磨损机制共同作用。平面型涂层的磨损机理:硬化带表面自身非光滑磨损机制与表面几何形貌非光滑磨损机制相结合。     

不同速度、载荷下点接触弹流润滑计算

人造织构表面在润滑条件下,较光滑表面提高了润滑性能,减少磨损.为了深入了解织构表面形貌对流体润滑影响的机理,本文提出了规则凹坑表面油膜压力的计算方案和公式,比较了粗糙表面与光滑表面的最小油膜厚度和压力分布.结果表明,低速、低载时,规则凹坑表面具有更大的最小油膜厚度,更接近弹流润滑的典型膜厚,而接触面间的最大油膜压力降低.     

环境湿度下硅材料表面的黏着与黏滑机理

首先采用湿法刻蚀处理硅110面，得到按一定规律排列的圆形、三角形凹坑修饰硅表面；然后在自行开发的微摩擦黏着实验机上，对光滑硅表面和凹坑修饰硅表面在湿度环境下的黏着和摩擦性能进行了测试，发现经过规则形貌修饰的硅表面可以明显地降低由于毛细作用引起的黏着．摩擦力测试中光滑硅表面在湿度超过70％后有明显的黏滑现象，而经过修饰的硅表面对黏滑有抑制作用．在此基础上，从硅表面液桥形成及断裂的角度探讨了环境湿度对黏着与黏滑的作用机理，建立了球面接触模式下不同湿度下的黏着力（pull-off force）与黏滑峰值力的计算模型与公式，并结合实验结果进一步改善了计算模型．可为控制硅袁面的毛细黏着与黏滑提供模型依据．     

斜拉索涡激振动气动控制措施试验研究

针对大跨度斜拉桥拉索在常遇风速下的涡激振动问题,以苏通长江公路大桥为研究对象,首先对斜拉索风致振动响应实测数据进行分析,然后分别针对表面凹坑和表面光滑缠绕小直径螺旋线拉索进行了节段模型风洞试验,研究了不同阻尼比、不同螺旋线参数对拉索涡振的控制效果,最后对推荐采用的螺旋线措施进行了表面凹坑拉索模型测力试验.结果表明:在低...     

凹坑体积对中碳钢织构表面摩擦磨损特性的影响

为了改善高速钢表面的摩擦磨损性能,采用钻削加工的方法,在45钢表面加工出不同深度的凹坑织构,进行凹坑织构表面与GCr15的摩擦磨损试验,测量了摩擦系数和磨损量,观察了试件磨痕表面,分析了凹坑体积对织构表面摩擦磨损性能的影响。结果表明:凹坑织构表面的摩擦系数和磨损量首先随着凹坑体积的增加而减小,当凹坑体积达到某一值后,摩擦系数和磨损量不再随着体积的增加而减小;凹坑织构的容屑作用有助于提高织构表面的摩擦磨损特性; 45钢在磨损过程中存在磨屑的搭桥覆盖现象,影响了凹坑的容屑能力,限制了凹坑织构表面耐磨性能的提高。     

点阵分布激光表面强化球铁材料的耐磨性检测

用经过二元光学变换后呈二维点阵(3×3 和 7×7)分布的脉冲激光束对球铁试样作了表面强化处理,并用环块磨损方法对其进行了耐磨性实验。试验表明,常规的环块磨损实验只能检测均匀材料或者是表层处理材料一定厚度内的耐磨性,而点阵分布脉冲激光表面强化球铁材料,由于其强化区沿层深度方向(激光束方向)的横截面上硬度分布的不均匀以及硬度较高的区域在月牙区的内部,因而,表层耐磨性并不能合理的表征整个强化区的耐磨性。对耐磨性检测方法和一些影响因素进行了分析和讨论,提出了耐磨性的合理测试方法。     

仿生非光滑表面对对磨副的损伤机理研究

利用激光处理技术在灰铸铁表面加工了4种具有非光滑形态的试样,对比研究非光滑形态对对磨副的影响规律。结果表明:非光滑表面对对磨副的损伤机理与光滑试样不同,为非光滑表面凸起对对磨副的微观切削作用。非光滑表面对磨副的磨损质量均远大于未处理试样的对磨副,以对磨副磨损质量为评价指标,条状、环状、点状和网状对对磨副的损伤作用依次减小,损伤最小的网状对磨副其质量损失仅为等面积比下的条状对磨副的55.66%,在相同的单元体面积比和几乎相同的显微硬度条件下,通过调整单元体的形态可以有效地减轻对对磨副的损伤作用。这是由于不同形态的非光滑表面在磨损过程中的载荷分配机制不同。     

合成孔径雷达高度计高度估计算法研究

本文对合成孔径雷达高度计高度估计算法进行研究.根据回波模型,推导出非聚焦合成孔径处理方式的回波相位补偿函数,消除了耦合相位对距离压缩的影响;通过多普勒条带中心校正方法,消除了俯仰角对高度估计算法的影响;利用多视处理方法减小了海浪对测高精度的影响,给出了合成孔径雷达高度计高度估计流程,根据算法流程对挂飞试验获得的湖面回波数据进行了分析与处理,并与差分GPS高度数据进行了对比.高度估计结果表明:经过相位补偿与多视处理方法后的回波谱线光滑且能量集中.估计精度满足高度计的要求,试验结果达到了预期目标.     

铜合金压制凹坑织构表面的磨损性能

为了改善铜合金材料表面的摩擦磨损性能,采用压制加工方法,在CuSn6锡青铜试件表面制备出凹坑织构,分别进行压制凹坑织构试件和无织构试件的摩擦磨损试验,测量了摩擦系数和磨损量,观察了磨损表面及磨屑,分析了压制凹坑织构对试件磨损性能的影响。结果表明:与无织构试件相比,压制凹坑织构的磨损量减少。无织构试件的磨损机制为磨粒磨损与黏着磨损,压制凹坑织构的磨损机制为磨粒磨损和少量黏着磨损。压制凹坑边缘存在硬化区域,提高了试件表面平均硬度。凹坑容屑能力与边缘硬化区域有助于改善压制凹坑试件磨损性能。     

仿生非光滑表面45#钢模具的热疲劳性能

利用动物体表仿生学原理制备45#钢模具非光滑表面试样,通过自约束冷热疲劳试验方法,对比研究了光滑与非光滑试样的热疲劳特性,观察分析了热疲劳裂纹在仿生非光滑表面上扩展的形貌和内部机理.结果表明,非光滑单元体对热疲劳裂纹有阻断作用,仿生非光滑表面使模具的热疲劳抗力显著提高,模具表面的热疲劳性能在非光滑单元体的某一密度范围内达到最佳状态.在细晶强化、合金强化等强化机制下,由仿生非光滑单元体构筑的"桩钉"效应是导致模具抗热疲劳性提高的主要原因.     

织构表面在油和水中的润湿性及摩擦学性能

为研究织构形貌对表面润湿性和摩擦学性能的影响,建立凹坑表面流体动压润滑数学模型,计算底面为正方形的棱柱和圆台形凹坑表面的润滑膜动压承载力。计算结果表明,凹坑面积率为19.6%时,圆台形凹坑表面的流体动压润滑膜承载力是棱柱凹坑表面的2.4倍。利用激光加工技术,在5083船用铝合金表面加工与数学模型一致的棱柱形和圆台形凹坑织构,利用低表面能修饰和溶胶凝胶法涂敷SiO_2改变表面润湿性能。接触角测试显示,棱柱形凹坑表面的接触角比圆台形凹坑表面大2°~4°。摩擦实验显示,将织构和化学组分相结合的双疏表面可以显著地提高摩擦学性能。圆台形凹坑表面的摩擦学性能优于棱柱形凹坑表面,与计算结果相符。凹坑形貌对表面摩擦学性能的影响大于对表面润湿性的影响。     

秸秆压块机模块电弧喷涂耐磨性的研究

本文针对当前饲料压块机模块磨损失效问题,提出了电弧喷涂3Cr13改善模块表面性能新工艺。通过正交试验和多因素方差分析,研究了电弧电流、电弧电压、喷涂距离及空气压力对模块耐磨性的影响,优化了在饲料压块机模块上喷涂3Cr13的工艺参数:电弧电流200A,喷涂距离180mm,空气压力0.6MPa,电弧电压38V。     

强束流锆、碳离子共注入H13钢改善其耐磨性的研究

采用由金属蒸汽真空弧离子源（Ｍｅｔａｌ Ｖａｐｏｒ Ｖａｃｕｕｍ Ａｒｃ源）引出的强束流Ｚｒ、Ｚｒ＋Ｃ离子束对Ｈ１３钢进行了离子束表面处理,借助划痕仪和摩擦试验机分别测量了经表面处理的Ｈ１３钢的耐磨性和摩擦系数。研究结果表明：经Ｚｒ、Ｚｒ＋Ｃ离子束处理的Ｈ１３钢的耐磨性有所提高,摩擦系数明显降低,采用卢瑟福背散射谱（ＲＢＳ）、Ｘ射线衍射分析了注入层的成分、结构及其影响其耐磨性的因素。     

壁面形貌对磁流变液滑移特性的影响

为了分析传动壁面形貌对磁流变液滑移特性的影响规律,建立磁流变传动性能实验台,分析了传动壁面沟槽形状、沟槽密度、沟槽深度、纹理类型等对滑移强度的影响规律,研究发现,滑移强度与传动壁面表面形貌有关,壁面沟槽形状对滑移强度影响并不明显,三角形截面形状略优于矩形;增加沟槽密度可提升磁流变液的传动能力,沟槽深度在0～0.5mm范围内存在最优值;同心圆、光滑、凹坑及径向辐射条纹4种壁面形貌中,滑移强度由大到小依次是:径向辐射条纹、凹坑、光滑、同心圆,改变壁面形貌可使滑移强度提高10%。     

微射流抛光机理仿真及实验研究

为实现193 nm投影物镜光学元件的超光滑加工,介绍了一种非接触式微射流超光滑表面加工方法,对该方法的材料去除特性和超光滑加工效果进行研究.首先,采用计算流体动力学理论对其材料去除机理进行了仿真研究,通过对微射流流场的压力、速度和表面剪切力的分析得到其去除函数形状与表面剪切力的分布相反,呈现W型.随后,采用正交法对各工艺参数对抛光效果的影响进行了综合分析,结果表明材料去除效率随入射速度和磨料浓度的增大而增大,随工作距离增大而减小,并且工作距离具有显著影响,为实验研究中工艺参数的选取提供了指导意义.最后,在自研的微射流抛光机床上对一平面熔石英进行了抛光实验,加工样件表面粗糙度均方根值由初始的1.02 nm降为0.56 nm.实验结果表明,微射流抛光技术可以用于光学元件的超光滑加工.     

弹条疲劳试验断裂分析

弹条进行疲劳试验时发生早期断裂。采用化学成分分析、硬度测试、断口分析、金相检验和能谱分析对弹条断裂的原因进行了分析。结果表明：弹条疲劳断裂是由于达克罗处理前表面严重锈蚀所产生的表面凹坑所致。     

镀锌层光亮黑钝化工艺

对镀锌层进行低浓度ＣｒＯ３和银盐的黑色钝化处理，获得了光亮乌黑色的表面钝化膜，经耐磨性、光老化性和耐腐蚀试验结果表明镀锌黑色钝化膜层的性能优良。