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关键词： 7075 Al   碳化硅   放电等离子烧结-溶解法   干摩擦磨损  

摘要： 采用放电等离子烧结溶解法,添加10%(如无特别说明,均为体积分数)SiC和40%NaCl的造孔剂制备7075 Al/SiC复合泡沫材料,并对其球磨时间、烧结性能和摩擦磨损性能进行系统研究。结果表明:球磨时间为2 h、烧结温度为550℃、保温时间为10 min时可以制备出平均孔径约250μm、SiC分布均匀的7075 Al/SiC复合泡沫材料。添加10%SiC后,显微硬度提高到132HV_(0.2)。通过球-盘摩擦系统发现,7075 Al/SiC复合泡沫材料摩擦系数为0.31~0.34;与GCr15球对磨后,7075 Al/10%SiC复合泡沫材料的比磨损率为3.373×10^(-4)mm^(3)/(N·m),7075 Al泡沫材料的比磨损率为0.9934×10^(-3)mm^(3)/(N·m);与Al_(2)O_(3)球对磨后,7075 Al/10%SiC复合泡沫材料的比磨损率为3.986×10^(-4)mm^(3)/(N·m),7075 Al泡沫材料的比磨损率为2.12×10^(-3)mm^(3)/(N·m),SiC的添加显著提高了材料的耐磨性,其磨损机制主要是黏着磨损和磨粒磨损。

关键词： 选区激光熔化   H13钢   热处理   残余奥氏体和马氏体   摩擦磨损  

摘要： 系统探讨了热处理对选区激光熔化(selective laser melting,SLM)技术制备的H13工具钢的微观组织和摩擦磨损性能的影响。基于780℃和830℃2种热处理温度,通过改变热处理条件来研究其对SLM-H13钢微观结构和摩擦磨损性能的影响。试验采用电子背散射衍射(EBSD)、显微硬度测试及摩擦磨损试验等方法进行材料表征。研究发现,热处理显著改变了材料的微观组织,780℃和830℃热处理的样品展示了不同的组织演变,组织变化导致磨损性能也有所不同。在室温下,未经热处理的SLM-H13钢表现出细小的细胞状网格和柱状晶体结构,这些特征是SLM工艺快速凝固过程的典型结果,同时显示出最优的摩擦磨损性能,具有较低的摩擦系数和磨损率,其磨损机制主要为磨粒磨损。对经过780℃和830℃热处理的样品进行了系统分析,结果表明热处理显著改变了SLH-H13钢的微观结构,主要表现为熔池边界逐渐消失、晶粒出现粗化、晶界开始均匀重组,此外,残余奥氏体和马氏体的晶体取向也发生了演变,这些微观结构的变化对摩擦磨损性能有直接影响,表现为780℃和830℃的磨损率都较打印态样品的磨损率出现了增加,其磨损机制为磨粒磨损与疲劳磨损,随着热处理温度升高还表现出氧化磨损的特征。研究表明,适当的热处理可以调整SLM-H13钢的微观结构,但对其磨损性能的提升作用有限,这一发现对于SLM H13钢在苛刻工况下的应用提供了重要的微观机制理解和指导。

关键词： 鲁棒自适应   执行器故障   输出约束   神经网络  

摘要： 研究了一类输出受限机械系统的鲁棒自适应容错跟踪控制问题。借助动态面控制(DSC)技术和时变尺度函数,设计了一个基于神经网络的状态反馈控制器,确保系统在遭受非匹配扰动和非仿射非线性执行器故障的情况下,输出信号满足预设的时变约束,并且跟踪误差在预设的时刻之前进入原点的任意预设的小邻域,同时也解决了传统反步法中虚拟控制器需要被多次求导的问题。本文的创新点在于放宽了对时变约束函数的要求,并且在时变因素存在的情况下阐明了神经网络逼近的紧集和闭环信号的有界性之间的逻辑关系。最后通过仿真验证了控制策略的有效性。

关键词： 露天采矿设备   损坏形式   故障规律   修复方式   项目分级  

摘要： 为了提升露天采矿设备机械零件的损坏识别与修复效率,深入分析了露天采矿设备机械零件的损坏形式、故障规律及其影响因素。为了优化修复资源配置,通过综合考虑损坏程度、修复难度和经济效益等因素,将修复项目划分为不同级别,以便合理安排修复计划和资源。研究结果表明,实施所提措施有助于提升露天采矿设备的运行稳定性和生产效率,对于保障采矿作业的安全与高效具有重要意义。

关键词： 微动磨损   接触应力场   耦合机制   柱面/平面   Archard模型  

摘要： 微动磨损是影响机械关键结构的主要失效形式。为研究磨损形貌和应力场的演化过程及耦合机制,利用ABAQUS软件建立柱面/平面有限元接触模型,并基于Archard磨损公式对微动磨损形貌与接触应力场演化过程进行仿真,进一步对微动磨损过程中磨损形貌和应力场的耦合机制进行分析。仿真结果表明:局部滑移下,磨损形貌呈“W”形,随着循环次数增加,接触宽度和磨损深度略有增加,接触区最大正应力和切应力略有增大;全局滑移下,磨损形貌呈“U”形,随着循环次数增加,磨损形貌显著变宽、变深,接触区正应力和切应力的应力场分布逐渐变宽变扁。

关键词： 地热井用潜水泵   冲蚀模型   颗粒属性   离散相模型   数值模拟  

摘要： 为研究颗粒属性对地热井用潜水泵外特性和冲蚀磨损的影响,采用离散相模型和RNG k-ε湍流模型对两级潜水泵内流场进行了全流道数值模拟.结果表明:随着固体颗粒体积分数的增大,潜水泵各级扬程和效率均呈下降趋势,单级扬程最大下降1.68 m,单级效率最大下降5.18%;叶轮的冲蚀磨损主要出现在叶片工作面进口,导叶的冲蚀磨损主要出现在导叶工作面出口和导叶前盖板;随着固体颗粒密度的增大,各部件的平均冲蚀率增加明显;叶轮和导叶的最大冲蚀率均随固体颗粒粒径的增大呈增大趋势,其中导叶的最大冲蚀率随颗粒粒径变化相比叶轮更加明显,当颗粒粒径超过0.650 mm时,过流部件最大冲蚀磨损率急剧上升.

关键词： 刀具磨损状态监测   CFRP/TC4叠层   特征提取   深度学习  

摘要： 碳纤维复合材料(CFRP)和钛合金(TC4)因各具有优良的物理力学性能,其叠层结构广泛应用于航天工业领域。由于CFRP和TC4都属于典型难加工材料,且具有不同的机械和热学特性,因而在制孔过程中,刀具磨损较快,从而影响加工质量。为了保证钻孔质量、及时更换刀具,建立了一种基于卷积神经网络-长短期记忆网络(CNN-LSTM)的刀具磨损状态监测模型。该模型以与刀具磨损相关性较强的力、声发射信号特征作为输入,以刀具磨损状态标签作为输出,从而实现刀具磨损状态的监测。结果表明,该模型识别准确率高达97.222%,可以很好地实现CFRP/TC4叠层结构制孔过程中刀具磨损状态的监测。

关键词： 多孔聚酰亚胺   Si_(3)N_(4)   润滑性能   摩擦因数   磨损率  

摘要： 目的探究多孔聚酰亚胺(PPI)对氮化硅(Si_(3)N_(4))陶瓷材料的减摩润滑效果及其自润滑机理。方法利用Retc球/盘摩擦磨损试验机在浸油和干摩擦条件下进行不同温度和载荷下的滑动摩擦磨损试验,通过泰勒粗糙度仪和3D激光共聚焦显微镜分析试样在不同润滑条件下的磨损机制与润滑机理。结果浸油条件下的摩擦因数及磨损率要明显低于干摩擦条件下的摩擦因数及磨损率,且在试验时间内PPI含油试样保持润滑持续稳定。在滑动摩擦过程中,PPI含油试样由于温度和压力作用,PPI孔隙内的润滑油逐渐向试样表面移动,形成润滑油膜,使摩擦因数处于一个持续较低的状态,对PPI试样起到良好的润滑和保护作用。随着温度和载荷的增加,润滑油黏度及出油量发生变化导致润滑油膜的质量也发生变化,使PPI在浸油条件下的摩擦因数呈现波动的趋势。结论适当的温度与载荷,有利于形成完整且稳定的润滑油膜,起到较好的润滑效果。因此,合理控制温度和载荷,可使PPI减摩润滑效果最佳,为其作为保持架材料在Si_(3)N_(4)全陶瓷轴承中润滑提供指导依据。

关键词： 滑动磨损   ARCHARD磨损模型   自适应网格技术   传热管  

摘要： 针对405合金支撑板与Inconel 690合金传热管间的滑动磨损行为展开了实验研究,讨论了不同载荷和循环次数对管板间磨损情况的影响,并基于磨损表面微观形貌研究了管板之间的滑动磨损机理。基于ARCHARD磨损模型与ABAQUS自适应网格技术建立了405合金支撑板与Inconel 690合金传热管之间的滑动磨损计算模型。结果表明:当传热管发生滑动磨损时,其表面的磨损机理主要包括黏着磨损和磨粒磨损;该模型能够较为准确地预测磨损面的轮廓形状以及磨损体积随载荷和循环次数的变化规律。

关键词： 纸基摩擦材料   树脂   固化度   力学性能   摩擦   磨损  

摘要： 采用湿法成型技术分别制备了以腰果壳油改性酚醛树脂(PF)、双马树脂(BMI)、聚酰亚胺树脂(PI)、双酚A环氧树脂(EP)和苯并恶嗪树脂(BOZ)为粘结剂的5种不同热固性树脂的纸基摩擦材料,分析了温度与时间对纸基摩擦材料中树脂固化度的影响,探讨了树脂类型对纸基摩擦材料剪切强度、压缩回弹性能、动态热力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明,5种树脂的固化度均随温度提高和时间的延长而增大。以不同树脂为粘结剂的纸基摩擦材料的力学性能有明显差异,其中以BMI为粘结剂的纸基摩擦材料(BMI-F)结构致密,具有最佳的力学性能:样品剪切强度2.28 MPa,压缩回弹性能和热力学性能稳定。同时,BMI-F在2.96、4.50和5.60 MPa下的平均动摩擦系数分别为0.133、0.127和0.121,静摩擦因数分别为0.161、0.157和0.154,磨损率0.89×10^(-8)m^(3)/(N·m),摩擦磨损性能最佳。