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关键词： 超声冲击   激光熔覆   高熵合金   摩擦磨损  

摘要： 为探究超声冲击处理对Al_(2)FeCoNiCrW_(0.5)高熵合金涂层摩擦磨损性能的影响,采用激光熔覆工艺在45钢基体表面制备Al_(2)FeCoNiCrW_(0.5)高熵合金涂层,并对涂层进行5 min和10 min的超声冲击处理(UIT),测试和分析了不同超声冲击时间下高熵合金涂层的微观组织、显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明:涂层由BCC相和FCC相组成,超声冲击处理前后,涂层的相结构并未发生改变,超声冲击后涂层晶粒发生细化,局部达到纳米晶尺寸。10 min内,随着超声冲击时间的延长,涂层的硬度不断提高,表面显微硬度最大为893 HV0.5。相同摩擦磨损试验条件下,10 min超声冲击处理涂层的磨损体积为3.391 mm^(3),耐磨性较未进行超声冲击处理的涂层提高了20%。超声冲击处理前后高熵合金涂层的磨损机制由磨粒磨损、氧化磨损和黏着磨损转变为磨粒磨损和氧化磨损,超声冲击处理可有效提升高熵合金涂层的摩擦磨损性能。

关键词： Fisher Score   特征选择   分层隐马尔科夫模型   刀具磨损状态监测  

摘要： 针对在以往的刀具磨损状态监测中,磨损状态的错误识别现象往往出现在磨损状态的衔接区这一问题,提出了一种基于分层隐马尔科夫模型(hierarchical hidden markov model,HHMM)的刀具磨损状态监测方法。首先,采用力信号和振动信号作为监测信号,提取时域、频域和时频域特征;其次,通过刀具磨损物理模型对刀具磨损阶段进行划分,提高模型的物理可解释性;然后,采用Fisher Score(FS)特征选择方法筛选出刀具不同磨损状态的敏感特征,构建不同磨损状态的敏感特征集;最后,使用不同磨损状态的敏感特征集训练HHMM,建立分类模型库,从而实现刀具磨损状态监测。实验结果表明,所提模型可以有效地提高刀具磨损状态的识别率,准确率为98.41%,综合查准率和查全率的Macro-F1评价指标为98.44%。

关键词： 块体金属玻璃   原子力显微镜   纳米磨损   JKR模型   加工硬化  

摘要： 基于热塑压印获得的原子级平整的Pt基块状金属玻璃(Pt-BMG),采用原子力显微镜(AFM)研究了块体金属玻璃在纳米磨损下的加工硬化行为。研究发现:Pt-BMG在不同循环次数的磨损表现为两个阶段,低载荷阶段(57~108 nN)的磨损率明显高于高载荷阶段(216~324 nN),这是由于低载下的磨损由表面氧化膜主导,高载下的磨损由Pt-BMG基体主导。随循环次数从1次增加至10次,Pt-BMG的磨损率呈现逐渐下降的趋势,下降的速率随次数增加而迅速减小,当循环次数从5次增加至10次过程中,Pt-BMG的磨损率几乎没有变化;通过JKR模型解耦纳米摩擦磨损中的黏着摩擦和犁耕摩擦发现,当循环次数从1次增加到5次,Pt-BMG在纳米磨损中的摩擦剪切强度由3.32 GPa迅速增加到5.20 GPa,次数进一步增加至10次时,摩擦剪切强度略有增加,为5.41 GPa,这与Pt-BMG磨损率随循环次数的变化规律吻合,证实了Pt-BMG在纳米磨损下存在加工硬化行为;Pt-BMG的加工硬化行为与应力状态、尺度密切相关,纳米尺度划痕条件下的受限应力状态促进了金属玻璃结构内原子的扩散弛豫能力,抑制了剪切局域化行为,使得结构弛豫湮灭自由体积的速率高于剪切膨胀产生自由体积的速率,导致结构致密化,从而产生块体金属玻璃纳米摩擦磨损的加工硬化现象。

关键词： 车轮   U75钢轨   激光熔覆修复   温度   湿度   磨损性能  

摘要： 采用激光熔覆304不锈钢对CL60钢车轮试样进行局部修复,研究了不同温度和相对湿度条件(25℃,60%;50℃,60%;50℃,90%)下修复车轮试样的摩擦磨损性能。结果表明:温度越高,稳定摩擦因数越小,在温度50℃下相对湿度对稳定摩擦因数几乎无影响;温度越高或相对湿度越小,局部修复车轮的磨损质量损失和裂纹长度角度越大,耐磨性能越差。在温度25℃、相对湿度60%条件下,车轮表面熔覆层与基体结合区靠近基体一侧存在大块材料剥落和小角度多层裂纹,裂纹向材料内部扩展,损伤较严重;相对湿度保持60%不变、温度提高至50℃,熔覆层损伤程度减轻,结合区出现明显的分界线且无明显裂纹;温度升高至50℃、相对湿度增加至90%,熔覆层内无明显损伤,结合区有少量剥落坑,依然存在明显分界。

关键词： 图像增强   Fisher准则函数   图像阈值分割   Roberts边缘检测   Zernike正交矩   磨损检测  

摘要： 在高精度机床道具切削磨损无接触图像检测中,磨损区域边缘特征容易发生混淆,区分其像素边缘区域成为一个难点。Fisher判别函数可以用于特征提取,即通过选择最具有区分力的特征来改善分类性能。针对这一特点,提出基于Fisher准则函数的机械刀具切削磨损检测方法。首先,对采集到的机械刀具切削磨损图像实施图像增强处理,利用实施修正线性拉伸操作解决光照不均匀问题,凸出刀具磨损区域的细节特征并提高图像质量;其次,利用基于Fisher准则函数的图像阈值分割方法,将刀体区域和其工作背景区域分割出来,使刀具磨损区域更加清晰,提高磨损区域的可识别性;最后,通过Roberts边缘检测确定刀具切削磨损边缘,并使用Zernike正交矩确定刀具切削磨损边缘的精确值以获取磨损区域,提取其磨损信息实现机械刀具切削磨损的检测。实验结果表明:所提方法具有较高图像处理能力以及磨损检测精度。

关键词： 滑靴副   磨损   流固热耦合   动压效应  

摘要： 为研究制约单密封带滑靴高速应用的因素,计入密封带磨损轮廓,建立了滑靴副流固热耦合动力学模型,分析了转速及密封带宽度对底面油膜厚度、运行姿态、支承刚度和泄漏的影响。结果表明:高转速下,滑靴离心力矩增大时,倾角增大,底面最小间隙减小;动压效应增强时,吸油侧间隙增大,油膜刚度降低,偏磨风险增大。密封带增宽可提高滑靴底面的支承刚度,但密封带外内径比超过1.6会导致底面油膜增厚、泄漏增加。研究认为,泄漏和偏磨是制约单密封带滑靴高速应用的主要因素;在宽密封带基础上,考虑微结构以限制楔形动压效应,可能是提高滑靴允用转速范围的有效途径。

关键词： 颚式破碎机   颚板   衬板   磨损   粗破   给料速率  

摘要： 破碎机作为地下矿山粗破工序不可或缺的破碎设备,其动、定颚板是需要定期更换的部件。为提高颚式破碎机衬板使用寿命,在保证破碎机安全稳定运行的前提下,要尽可能降低破碎成本。为此,中关铁矿结合矿石性质、颚式破碎机破碎原理以及衬板磨损特性,对破碎机衬板调整方式进行了研究。结果表明,在给料速率一定的情况下,根据颚板磨损程度,通过调整动、定颚板的安装位置,即颚板自身上、下颠倒和动、定颚板位置互换两种调整方式的配合,提高破碎机颚板使用周期。该方法的成功应用不仅可以保障粗破工序设备的安全性和破碎能力,延长衬板使用周期,同时大幅降低了劳动强度。衬板调整方式应用后,一个使用周期衬板成本可节约近8万元,衬板齿形部位利用率较以往提高18%。同时提供了一种通过对衬板磨损位置的调整来提高衬板利用效率、减少停车检修时间的可行性办法。

关键词： 橡胶磨损   磨损模型   热力耦合   磨损形貌   摩擦试验  

摘要： 汽车轮胎常因行驶中伴随温升而导致磨损加剧的问题进而影响汽车行驶安全性。为探究考虑温度影响下的胎面橡胶摩擦磨损特性,利用摩擦试验机测得不同温度下橡胶磨损系数,进而提出考虑温度变化的基于Archard磨损理论和能量耗散磨损理论的修正磨损模型;然后建立橡胶摩擦磨损的热力耦合仿真模型,通过设定稳态温度和瞬态温度两类分析工况,探究了不同橡胶摩擦磨损模型对接触应力、磨损量及温度分布等结果的影响,并通过磨损体积和接触面温度场对比验证磨损模型的有效性。结果表明:橡胶摩擦区域内温度、磨损与压力之间存在显著的耦合关系;稳态温度工况下橡胶磨损量小于瞬态温度工况;瞬态温度工况中Archard磨损模型的磨损深度略大于能量磨损模型的磨损深度,两种修正的磨损模型对应的磨损量均大于未修正的磨损模型的磨损量,且温度升高会导致磨损速率的显著增加;橡胶摩擦因数随着温度的升高呈现先增加、后降低的趋势,且温度的改变对橡胶微观磨损形貌有较为明显的影响。研究结果对认知橡胶摩擦磨损机理以及控制方法提供了一定的理论指导和应用价值。

关键词： 机床导轨   销盘试验   三体磨粒磨损   摩擦磨损性能   磨损机制  

摘要： 目的探究不同几何尺寸SiCf/SiC陶瓷基复合材料切屑对机床精密部件磨损性能的影响机制及磨损机理,为机床防护提供理论参考。方法以机床精密部件——导轨运动副为例,利用SiC磨粒代替SiCf/SiC陶瓷基复合材料切屑,采用机床导轨运动副材料GCr15轴承钢,在不同几何尺寸磨粒条件下进行销盘摩擦磨损试验,采用宏观摩擦因数和微观磨损形貌对磨损表面进行表征,探究磨损机制。结果相较于无磨粒条件下,在加入磨粒后其摩擦因数更高、更不稳定。在磨粒条件下,GCr15轴承钢的磨损表面存在大量的平行凹槽和不规则压痕,并伴随着少量的剥落坑。随着磨粒尺寸的增加,损伤加重,平行凹槽磨损更深、更宽,表面材料的剥落坑更密集,同时,磨粒几何尺寸的增加导致更深的磨痕深度及更高的磨损量。结论磨粒在摩擦界面存在游离和结合等2种运动形式,磨损机制为滚动挤压磨损与滑动开槽磨损的结合,且随着磨粒几何尺寸的增大,磨损机制由磨粒滚动挤压过渡为滑动开槽主导;1μm和5μm磨粒对摩擦进程的影响主要体现在剧烈磨损阶段,而10μm和20μm磨粒对整个进程都有明显影响,且大尺寸磨粒的加入会使摩擦副提前进入剧烈阶段;对比不同条件下的磨损形貌、摩擦因数及磨损量可知,1μm和5μm的磨粒对摩擦的影响较小。

关键词： 冷氢化反应器   硅粉   气固两相流   冲刷磨损   数值计算  

摘要： 针对冷氢化反应器中硅粉对进料管管壁的冲刷磨损,利用计算流体力学软件对进料管内气固两相流开展数值模拟研究,探究不同输送气速、硅粉粒径及硅粉质量流量对进料管管壁冲刷磨损行为的影响规律,预测冲蚀位置及严重程度。结果表明:进料管管壁的冲刷磨损主要集中在进料管斜管内管壁下半段;随着输送气速的增大,硅粉对进料管管壁的冲刷作用增大;随着硅粉粒径的逐渐增大,进料管管壁磨损程度逐渐降低;随着硅粉质量流量的增大,进料管管壁磨损程度呈线性增加。