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关键词： SCR脱硝   喷氨优化   积灰   磨损  

摘要： 某电厂660 MW燃煤发电机组SCR脱硝系统存在积灰、磨损严重、喷氨量大、氨逃逸高、空预器差压增大等问题。针对上述问题进行喷氨控制优化改造，通过喷氨均匀化调整和控制算法优化，SCR系统性能得到明显提升。改造后，出口NOx最大差值从原有的159 mg/m3减少至23 mg/m3，氨耗量从368 kg/h降至283 kg/h，出口氨浓度从9.7μL/L减少至2.1μL/L，空预器压损从810 Pa减少至530 Pa；同时，系统原有的积灰和磨损问题也得到了有限缓解。

关键词： CAD软件   机械零件   三维建模   仿真分析   产品设计  

摘要： 随着计算机辅助设计（CAD）技术的飞速发展，基于CAD软件的机械零件三维建模与仿真分析已成为机械工程领域的重要研究方向。本文介绍了利用CAD软件进行机械零件三维建模和仿真分析的基本流程和关键技术，并通过实例演示了如何利用CAD软件提高机械零件设计的效率和质量。研究表明，基于CAD软件的机械零件三维建模与仿真分析可以缩短产品开发周期，降低设计成本，提高产品性能和可靠性。

关键词： 高熵合金   微观组织   腐蚀   摩擦磨损   磨蚀  

摘要： 一般情况下,单相结构的高熵合金强度和塑性不能兼得。以AlCoCrFeNi2.1为例,具有面心立方FCC和有序体心立方B2双相结构的高熵合金实现了高强度和大塑性匹配。因此,本工作以AlCoCrFeNi2.1为基础,设计了两种方案以改变不同组元比例的Al Co Cr1+xFe1-xNi2.1和Al Co1-xCr1+xFe Ni2.1（x=0.2、0.4、0.6、0.8、1.0）高熵合金系,采用CALPHAD模拟相图法进行合金设计并通过真空电弧熔炼炉成功制备出合金样品,研究不同组元比对AlCoCrFeNi2.1的微观结构、耐腐蚀性能及摩擦磨损性能的影响作用,主要结论如下: （1）与铸态AlCoCrFeNi2.1合金相比,铸态Al Co Cr2.0Ni2.1合金中硬质B2/BCC双相的体积分数由27.17%提升至77.14%,微观组织表现出富Cr的BCC纳米析出相显著增多,维氏显微硬度提高了91.82%;在3.5 wt.%Na Cl溶液中的室温电化学腐蚀电流密度降低了91.64%;所有试样的磨损率均为10-5 mm3/N·m,氧化磨损和磨粒磨损占主导地位,因此,通过成分设计在贫Cr的B2相中大量析出富Cr共格纳米相,实现了硬度和耐腐蚀性能的协同提升。 （2）与铸态AlCoCrFeNi2.1合金相比,铸态Al Co0.2Cr1.8Fe Ni2.1合金从面心立方FCC和有序体心立方B2的双相结构转变为BCC+B2的单一体心立方结构,微观组织以富Cr的BCC为基体相,以B2相作为析出相。维氏显微硬度提高了103.62%;在3.5 wt.%Na Cl溶液中的室温电化学腐蚀电流密度降低了77.14%;磨损率降低了60.79%,磨粒磨损和疲劳磨损是合金的主要磨损机制。 （3）在磨蚀作用下,与铸态AlCoCrFeNi2.1合金相比,不同铬铁比和钴铬比的高熵合金中Al Co Cr2.0Ni2.1均表现出最佳的耐蚀性,在仅腐蚀状态下的腐蚀电流密度降低了98.16%,在摩擦状态下的腐蚀电流密度降低了51.31%,在开路电位下的摩擦电位下降幅度最小,磨损率降低了36.21%,实现了耐磨损和耐腐蚀性能的协同提升。 以上研究成果为开发耐腐蚀和耐磨损的高熵合金提供了一种新策略。

关键词： 油水混合   仿真   摩擦磨损性能  

摘要： 润滑,作为减少摩擦的核心技术手段,在摩擦学领域中占据着举足轻重的地位。通过引入润滑剂,在摩擦表面之间形成一层润滑膜,有效地隔离接触面,可以减少直接接触带来的摩擦阻力,而润滑油中混入水后,会严重影响润滑油的性能,并加剧轴承、齿轮等机械部件的磨损,从而对机械设备的使用寿命产生严重威胁,本论文通过观察油水混合物形态变化和摩擦磨损试验验证润滑油润滑性能,旨在研究水污染润滑油中水的加入对其润滑性能的影响。主要研究内容如下: (1)对水污染润滑油的研究现状进行了综述,分析了润滑油中混入水之后对润滑情况造成的危害,观察了水混入润滑油后的溶液变化,利用不同的预处理方式来模拟不同的工作环境,并对其进行观测,对动压润滑原理进行了阐述,利用仿真软件改变润滑剂的密度和粘度参数,来模拟润滑剂中的不同含水量对动压效应的影响。 (2)探讨了不同工作环境下水污染对润滑油产生的影响,针对不同预处理方式得到的油水混合物利用往复摩擦磨损试验机对其摩擦性能进行分析比较,探究水污染润滑油对润滑油性能的影响,在超声预处理下,油水混合不够均匀,磨损量随着水污染润滑油中水含量的增加而变大,搅拌预处理下,油水混合比较均匀,摩擦系数波动较大,但是磨损量较纯油作为润滑剂有所减少。 (3)对静置后的油水混合物进行宏观上的对比,对静置后的分层溶液分别进行摩擦磨损试验,对比同种油水混合物不同层的摩擦性能,分析水对润滑油的影响,通过对比不同层的润滑性能,发现水的混入使得机油中的减摩成分向底部沉降,为工程应用提供更为精确且实用的参考信息,以提升其实用性和准确性。

关键词： CK-4   柴油机油   高速客船   应用研究   磨损  

摘要： 高速客船发动机作为高速客船的心脏，满负荷运行时间长，运行温度高，因此其对发动机油的性能要求非常高。针对高速客船发动机的工况特点和润滑需求，研制生产了CK-4 Plus 10W-40柴油机油，并在2台具有代表性的高速客船发动机上开展超过1 000 h的应用性能验证研究。定期采样跟踪分析、船上实时监控分析以及发动机拆解观察的结果表明：CK-4 Plus 10W-40柴油机油具有优异的综合性能，完全满足高速客船发动机长换油周期的润滑需求。基于CK-4 Plus 10W-40柴油机油优异的综合性能表现，某公司10余艘高速客轮已全面推广使用CK-4 Plus 10W-40柴油机油，取得了良好经济效益。

关键词： 车刀磨损   深度学习   卷积神经网络   图像处理  

摘要： 随着工业制造的快速发展,工件加工在生产领域中的地位日益提升。车削操作能够满足各行业的加工需求,为制造业生产提供有效可靠的方式。刀具磨损随着加工过程的进行具有实时性和动态性的特点,在制造业生产加工过程中精确判断车刀的磨损状态是一项具有挑战性的任务。当前工业生产中,对车刀磨损检测的效率和准确性要求越来越高,传统的车刀磨损检测方法逐步无法适应当前制造业的发展,设计一套智能化的检测系统提高加工过程的效率至关重要,本文基于此而展开研究。 本文利用深度学习技术对数控车床上的刀具磨损情况进行了研究,搭建基于卷积神经网络的车刀磨损检测系统,有效分析车削刀具后刀面的磨损情况。通过卷积神经网络模型智能自动化的识别方式来提取后刀面的关键磨损特征,准确检测出当前目标车刀的磨损状况,以更好地适应智能化的工业发展。为了实现本次车削刀具的磨损检测,进行了以下研究: 在数据集的建立过程中,搭建基于机器视觉的车刀磨损数据采集平台,包括选择互补金属氧化物半导体(Compementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)工业相机、可调焦镜头和带角度的LED光源等。根据实际加工环境,设计车刀磨损数据的采集实验,选定YBG205和YB9320硬质合金刀具,工件选择45号钢棒和Q235A钢。通过调整切削速度、切削深度等参数进行加工实验,并对采集后的车刀磨损数据进行整体性地分析。 针对采集后的数据处理部分,探究不同处理算法的磨损数据处理效果。对采集的实验数据进行中值滤波、均值滤波和高斯滤波三种操作,通过对比,采用中值滤波的方式处理数据包含的噪声;对磨损数据进行直方图均衡化、线性对比度增强、对比度拉伸、锐化等操作,对比各实验效果,采用线性对比度增强和锐化的操作进行图像增强。通过水平翻转的数据增强方式实现数据集的扩充,为车刀磨损检测模型提供有效数据。 利用深度学习框架搭建不同卷积神经网络的磨损识别分类模型,包括改进前后的Mobile Net＿V2、Efficient Net V2模型。改进的Mobile Net＿V2主要对Bottleneck关键结构进行更改,改进后的Mobile Net＿V2可实现较高的磨损识别准确率,通过三种模型的磨损程度分类结果对比和改进模型的识别预测效果,证明本文卷积神经网络模型能满足普通车削刀具磨损的程度分类需求。 利用深度学习框架构建基于Efficient Det的车刀磨损检测模型。对车削刀具的后刀面磨损区域进行识别和检测,并优化相关参数配置。将该检测算法测量的后刀面磨损值与实际磨损值对比,根据误差曲线图,验证本文基于Efficient Det的车刀磨损检测方法的可行性。

关键词： 氮化硅   气压烧结   界面热失配应力   力学性能   磨损性能  

摘要： 氮化硅陶瓷具有低密度、高强度、耐高温、耐磨损以及耐腐蚀等优异的材料性能,在高端机械装备关键基础件领域有着广阔的应用前景。然而,氮化硅陶瓷轴承、喷嘴等关键基础件在使用过程中容易因脆性断裂、磨损严重等原因失效报废,严重影响使用寿命。因此,提高氮化硅陶瓷的力学性能与耐磨性对推广其在关键基础件领域的应用具有重要意义。 引入增韧相被证明是提高材料断裂韧性最有效的方法之一。然而,通过增韧相提升氮化硅陶瓷断裂韧性时,由于增韧相的热膨胀系数、烧结活性等材料性能与氮化硅陶瓷存在明显的差异,材料界面会因热失配应力发生脱粘,产生微裂纹、孔隙等缺陷,降低材料的强度与磨损性能。因此,调控界面热失配应力分布,抑制界面缺陷的产生,对于同时提高氮化硅陶瓷的断裂韧性、材料强度与耐磨性至关重要。本课题通过改变增韧相种类与调控界面热失配应力两种方法来提升氮化硅陶瓷的力学性能与磨损性能,研究内容及成果如下: （1）研究了氮化硅陶瓷烧结过程中晶间玻璃相的生成机理与氮化硅晶粒界面的热适配应力分布规律。针对以AlO与YO不同配比作为烧结助剂会烧结出不同性能的氮化硅陶瓷,通过调控YO含量从1%增大到9%,材料内部依次产生四种YSiO、YSiON、YSiON、YSiON晶间玻璃相。并利用键价模型与断裂理论计算了这四种晶间相与氮化硅晶粒界面的热失配应力。发现晶间玻璃相YSiON引起的界面热失配应力比其他三种晶间玻璃相引起的界面热失配应力高22%-35%,含有该晶间玻璃相的氮化硅试样的断裂韧性比含有其他三种晶间玻璃相的氮化硅试样的断裂韧性提高了1.6%-25%,弯曲强度降低了1.2%-10.8%。此外,较大的界面热失配应力加剧了磨损过程中的晶粒脱落,降低了氮化硅陶瓷的磨损性能。 （2）研究了以SiC颗粒为增韧相的界面热失配应力对材料强度与磨损性能的影响规律。通过预烧结工艺在氮化硅陶瓷材料内部原位形成了核壳结构SiC-Glass phase。发现当材料从烧结温度降到室温时,Glass phase壳内部会分布有较大的残余压应力,抑制了SiC-Glass phase界面的脱粘与界面缺陷的生成,使材料强度与磨损性能得到了提升。同时,在核壳结构SiC-Glass phase与氮化硅基体界面分布有较高的热失配拉应力,促进了裂纹沿Glass phase-SiN界面扩展,提升了材料断裂韧性。 （3）以硬度较低的金属W颗粒为增韧相与润滑相,并在材料中引入了核壳结构W-glass phase。发现在氮化硅陶瓷中引入核壳结构W-glass phase后,材料的弯曲强度从985MPa增加到1168 MPa,断裂韧性从6.5 MPa·m提高到9.0 MPa·m。核壳结构W-glass phase减缓了磨损过程中磨损次表面的机械断裂,减弱了磨损面氧化薄膜的开裂剥落。相较于不添加W颗粒与单独引入W颗粒的氮化硅试样,摩擦系数分别降低了43.8%与32.1%,磨损率分别降低了61%与24%。进一步证明了在氮化硅陶瓷中引入核壳结构可以显著提升材料材料力学性能与磨损性能。 （4）研究对比了SiC、W、Mo、Cr颗粒以及每种颗粒对应的核壳结构对氮化硅陶瓷材料力学性能与磨损性能的影响规律。发现引入核壳结构抑制界面脱粘的方式对于热膨胀系数太大的金属颗粒并不适用。在核壳结构中,核与壳的材料热膨胀系数相差太大时,界面同样会发生脱粘。在金属颗粒增韧氮化硅陶瓷材料时,材料弯曲强度除了受到界面缺陷的影响外,还与氮化硅晶粒与金属颗粒的界面结合状态有关,尤其是金属颗粒受氮化硅晶粒挤压产生塑性变形时,可以阻碍材料弯曲强度的降低。经比较,引入核壳结构Cr-Glass phase的氮化硅陶瓷综合力学性能最佳,与不添加增韧相与润滑相的试样相比,材料断裂韧性与弯曲强度分别提升了24%与27%,磨损率降低了73%。 本文结合断裂理论与试验分析,探讨了界面热失配应力的生成机理。同时,考虑了界面热失配应力对微裂纹、孔隙等材料缺陷产生的影响,设计了一种调控界面热失配应力抑制材料界面缺陷的方法,为提升氮化硅陶瓷的力学性能与磨损性能提供了新的思路,对推广氮化硅陶瓷关键基础件的应用提供了较大的帮助。