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关键词： 单片机控制   轮胎磨损监测   PLC预警系统   AT89C51   MPX4115传感器  

摘要： 基于单片机控制的轮胎磨损监测系统，结合可编程逻辑控制器(PLC)构建预警系统。该系统利用AT89C51单片机作为核心控制单元，集成MPX4115气压传感器与先进的霍尔效应磨损传感器，实现轮胎磨损与胎压的实时监测。通过模块化软件设计，系统能够精确采集、处理数据，在轮胎状态异常时通过PLC触发报警机制，确保行车安全。

关键词： 涡旋压缩机   密封材料   C-PI-PEEK材料   磨损机理  

摘要： 涡旋压缩机以其结构简单、稳定、振动小、节能等优点而闻名,在众多行业中被广泛使用。但其独特的结构设计,也导致其内部存在较多的摩擦副,而由于动、静涡旋盘涡旋齿端面的摩擦副磨损造成的泄漏严重地制约了涡旋压缩机的工作性能和运转稳定性。本文以涡旋压缩机动涡旋盘涡旋齿端面开设的密封条为研究对象,主要研究内容如下: 首先,通过圆渐开线绘制涡旋型线并采用双圆弧修正建立动涡旋盘模型,分析动涡旋盘运转过程中受力情况及密封条的平衡原理。通过有限元分析得到动涡旋盘在不同载荷下密封条受到的应力动态变化云图,对Archard磨损模型进行修正,并通过有限元磨损仿真得到不同载荷下密封条的磨损深度值动态变化云图。研究表明:因为动涡旋盘受到倾覆力矩的影响,导致其发生倾斜,动涡旋盘齿顶端面受力分布不均匀;在载荷为100N时,密封条应力最大值为0.27316MPa,磨损深度值最大值为6.5227×10-12mm,且两者都集中在密封条底槽正上方靠近吸气口处。 其次,通过搭建涡旋压缩机实验台架,采用控制变量法分析密封条的密封性。通过记录定转速变出气口压力与定出气口压力变转速两种工况下,涡旋压缩机进/出气口流量及核心零件的温度变化,进而分析密封条的密封性。研究表明:密封条可以降低沿轴向间隙的泄漏,随着转速和出气口压力的变化,进气口流量最大值为7.4L/min,最小值为5.2 L/min,出气口流量最大值为7.2L/min,最小值为4.9 L/min,减小了涡旋压缩机由于磨损造成的损失。 最后,对密封条材料进行改性,通过分段热压法将石墨（C）、聚酰亚胺（PI）与聚醚醚酮（PEEK）按照一定比例混合得到C-PI-PEEK材料,通过摩擦磨损实验、硬度测试、粗糙度测试、扫描电镜分析形貌特征及元素分布等测试实验,研究C-PI-PEEK材料与PEEK材料的摩擦学性能进行比较,并分析C-PI-PEEK材料在不同载荷下的磨损机理。研究表明:C-PI-PEEK在不同载荷条件下,其平均摩擦系数分别为0.15～0.16（50N）、0.26～0.27（75N）和0.31～0.32（100N）,对应的平均磨损率分别为5.3×10-5mm3/（N·m）、1.0×10-4mm3/（N·m）和1.2×10-4mm3/（N·m）,均低于PEEK,并且其抗磨减磨性能要好于PEEK。其磨损机理随载荷增大由磨粒磨损向粘着磨损和疲劳磨损转变。 图[41]表[8]参[68]

关键词： Q345钢   电化学腐蚀   腐蚀磨损   交互作用   阳极氧化  

摘要： 在双碳目标和高质量发展的政策背景下,海上风电发展十分迅速。风电作为一种可再生的清洁能源,在可持续发展方面发挥着重要作用。塔筒是海上风电机组的主要承载部件,塔段与塔段之间通过法兰联接,工作时法兰面需要长期承受交变载荷作用,同时受风浪载荷的联合作用,受力情况比陆上风机更复杂。在恶劣海洋环境下,塔筒结合面受腐蚀和磨损的交互作用会导致其可靠性降低甚至失效,影响整个风电机组的安全运行。基于此,本文以常用塔筒法兰钢Q345为研究对象,开展如下研究: (1)采用COMSOL多物理场仿真软件建立了Q345钢表面腐蚀缺陷的生长预测有限元模型,开展了模拟海洋环境中Q345钢的应力腐蚀行为研究。结果表明,随着拉伸应变和缺陷深度的增加,加速了缺陷处的失效,当应力在缺陷处引起塑性变形时,局部腐蚀活性显著增强。在缺陷处的力学和电化学效应改变了缺陷中心的应力分布,增强了缺陷中心腐蚀速率。 (2)对Q345钢基体材料进行电化学腐蚀试验,研究了表面粗糙度对基体耐腐蚀性能的影响。通过MS-M9000摩擦机对Q345钢在不同环境的摩擦磨损性能进行研究,探究了腐蚀与磨损之间的交互作用,明确了不同载荷作用下的腐蚀磨损体积中纯腐蚀、纯磨损、腐蚀促进磨损、磨损促进腐蚀的各分量占比。 (3)采用电化学工作站对喷锌镀锌、阳极氧化处理后的试样进行电化学试验,腐蚀介质为3.5%NaCl溶液。研究了不同载荷作用下,喷锌涂层与阳极氧化涂层的腐蚀磨损作用机制。研究结果表明,对于Q345钢基体,材料的表面的粗糙度越小,其耐腐蚀性能越强。喷锌和镀锌试样的腐蚀防护为牺牲阳极的阴极保护,其中喷锌试样具有更好的耐腐蚀性能。通过阳极氧化制备的试样中,氧化时间为20分钟的试样耐腐蚀性能最强,对基体的提升最大。通过对腐蚀磨损试验后Q345钢基体和表面涂覆后材料的表面微观形貌分析,明确了两者在3.5%NaCl溶液中的腐蚀与磨损机理,为海上风电塔筒法兰材料的长时间服役及可靠性提供了理论支撑。