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关键词： 磨损量   策略研究   深度学习   刀具磨损状态  

摘要： 数控机床在加工过程中,刀具磨损状态问题会对被加工零部件的表面质量、尺寸及准确度等产生极大影响。加工过程中,为缩短机床停机时间和减少因刀具损坏而引起的加工成本损失,因此对刀具磨损的实时监测具有重要意义。本文阐述了国内外关于刀具磨损监测的发展过程与监测方法,针对每一种监测信号方法进行了分析,指出存在的问题及优缺点,提出了对运用深度学习的研究策略运用到刀具磨损的监测领域中。

关键词： 声发射监测设备   特征提取   降维处理   特征选择与降维   主成分分析   支持向量机   ReliefF算法  

摘要： 在铁基纳米晶合金带材剪切加工过程中，其刀具的状态对于保证加工质量至关重要。针对铁基纳米晶合金带材剪切加工过程中的刀具磨损状态监测问题，提出了一种基于声发射信号的剪切刀具磨损在线监测方法。首先，通过搭建声发射监测设备确定了相应的参数，采集原始声发射信号进行了预处理，得到了剪切加工阶段的信号用于后续处理；然后，分析了剪切刀具磨损以及带材质量随剪切加工过程变化的关系，并根据剪切加工过程中获取的声发射信号，进行了时域、频域、时频域特征提取，分析了获得的特征与刀具磨损之间的关系，利用ReliefF和主成分分析（PCA）算法进行了特征选择与降维处理，得到了具有良好相关性的特征；最后，基于所选特征，构建了支持向量机（SVM）人工智能模型，用以识别剪切刀具的磨损阶段。研究结果表明：随着刀具磨损的加剧，带材质量下降，声发射信号特征值与刀具磨损存在对应关系；采用ReliefF-PCA-SVM模型能够实现95.56%的分类准确率，能够有效地对剪切加工过程中的刀具磨损进行在线监测。

关键词： 模具钢   磨损形貌   磨粒磨损   粘着磨损   耐磨性  

摘要： 在室温条件下，研究了真空热处理后的SDC81冷作模具钢在20、50及100 N载荷下不同时间的摩擦磨损性能，同时在100 N-2 h的极端条件下比较了干摩擦与油润滑的摩擦磨损性能。采用摩擦实验机进行实验，使用光学轮廓仪、光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）分别对磨损体积、磨损率、显微组织和磨痕形貌进行了分析。结果表明：实验中存在的磨损机制包括磨粒磨损、粘着磨损、氧化磨损。由于载荷和时间的增加，磨损机制从磨粒磨损到磨粒磨损及轻微粘着磨损，最后为重度粘着磨损、磨粒磨损及氧化磨损。不同载荷下的摩擦过程中均存在磨粒磨损，随着载荷和时间增大氧化加剧，氧化磨损机制的作用变大。磨损体积随着载荷和时间的增大而增加，磨损率随着载荷和时间的增加而降低，氧化膜的形成对降低磨损率起到关键作用。100 N-2 h下的油润滑较干摩擦而言相对滑动距离明显减少，磨损率大大降低，磨损体积约为干摩擦的1%，起到良好的润滑作用。

摘要： As performance requirements for both speed and accuracy of high-precision mechanical motion stages increase, the flexible behavior that they exhibit can no longer be neglected as it appears in the relevant frequency range for control. Additionally, physical design constraints and classic rigid- body assumptions often limit the number of available spatially distributed sensors and prevent those sensors to measure a performance variable directly, forcing it to be inferred instead. Control techniques that handle this type of inferential problem often require accurate models. The aim of this research is to provide a methodology for accurately identifying spatio-temporal models of overactuated systems which have a limited number of sensors available. A modal approach is pursued that uses prior knowledge to extend the spatial density of available information beyond what would otherwise be possible given the number of available sensors. This information is later interpolated using two different approaches that rely on physical system knowledge and prior knowledge gathered from a finite element analysis, respectively. The resulting spatio-temporal model can be used to estimate a performance variable anywhere within a defined spatial domain. Using two experimental setups, the effectiveness of the proposed sensor extension and interpolation methods is demonstrated.

标准号: NB/T 11152-2023

关键词： 激光淬火   摩擦磨损   高速轮轨材料   相变白层   马氏体  

摘要： 对U75VG钢轨钢试样表面进行局部激光淬火，在试样表面获得具有条带状的马氏体相变白层，U75VG钢轨钢淬火前后两种试样与配试样车轮钢ER8C对磨，在GPM-40滚动接触摩擦疲劳实验机进行滚动磨损实验。采用硬度计、精密电子天平、扫描电镜等分析相变白层在摩擦磨损过程中表面的组织和性能。结果表明：U75VG钢轨钢激光淬火处理试样在磨损实验运行时，易在激光淬火相变白层条带的起始端、终止端和两侧表面萌生裂纹，裂纹易在相变白层边缘与基体交界面及白层内扩展。没有相变白层条带的部位和原始试样磨损形貌一样，损伤均匀。在磨损实验运行70万转时，根据失重，U75VG钢轨钢激光淬火处理试样相对于U75VG钢轨钢原始试样磨损性能好，但U75VG钢轨钢淬火试样存在相变白层边缘与基体交界面易萌生裂纹、裂纹扩展和剥落这一局部易损伤的缺陷。

关键词： 氧化锆陶瓷   表面处理   硅锂喷涂层   摩擦磨损  

摘要： 目的:研究氧化锆陶瓷表面硅锂喷涂层的微观形貌和摩擦磨损性能,初步评估其美观效果,为其临床应用提供指导和支持。方法:将氧化锆陶瓷试样随机分为三组:涂层组(有2个亚组)、抛光组(有2个亚组)和上釉组(有4个亚组),每个亚组10个样本。涂层组的两个亚组是对未处理和初步抛光的氧化锆陶瓷表面分别喷涂硅锂喷涂层;抛光组的两个亚组分别是氧化锆陶瓷表面初步抛光和精细抛光;上釉组的4个亚组分别是对初步抛光的氧化锆陶瓷表面分别上Biomic釉和Stain/Glaze釉,未处理的氧化锆陶瓷表面分别上Biomic釉和Stain/Glaze釉。对磨物选用滑石瓷球,与上述8个亚组的氧化锆陶瓷试样构成摩擦副。应用扫描电镜观测涂层组表面和断面的微观形貌,测量涂层和釉层的厚度;应用激光三维形貌显微镜测量涂层组和抛光组表面的线粗糙度;应用显微硬度计测量各组的维氏硬度。制作氧化锆陶瓷全冠,初步评价硅锂喷涂层的美观效果。应用口腔咀嚼模拟试验机,在50 N垂直载荷及人工唾液润滑下进行50000次咀嚼循环的摩擦磨损试验。应用白光干涉仪,测量滑石瓷球磨斑的宽度并计算其磨损深度;测量氧化锆陶瓷试件磨斑的最大深度和体积,计算磨损率。应用Kruskal-Wallis非参数检验和Dunn’s多重检验分析各组的磨损深度,检验水准α=0.05。结果:氧化锆陶瓷表面未处理和初步抛光后形成的两种硅锂喷涂层微观形貌均有突起缺陷,两者的线粗糙度均大于抛光组。氧化锆陶瓷表面初步抛光后形成的硅锂喷涂层厚度中位数为13.0μm[四分位距(interquartile range,IQR):11.6,17.9],氧化锆陶瓷表面未处理形成的硅锂喷涂层厚度中位数为4.4μm(IQR:4.1,4.7)。涂层组的维氏硬度值和磨损率均介于抛光组和上釉组之间。对磨的滑石瓷球磨斑深度由大到小依次是上釉组、涂层组和抛光组,上釉组和抛光组的滑石瓷球磨损深度差异有统计学意义(P<0.05);各组内随着抛光程度的增加,滑石瓷球的磨损深度减小。各氧化锆陶瓷试件磨斑的最大深度和体积由大到小依次是上釉组、涂层组和抛光组,上釉组和抛光组的氧化锆陶瓷试件的磨损深度差异有统计学意义(P<0.05)。结论:氧化锆陶瓷表面硅锂喷涂层与抛光处理相比,增加了氧化锆陶瓷表面美观;与上釉处理相比,减少了对磨的滑石瓷球的磨损,可以作为一种氧化锆陶瓷表面处理的新方法。

关键词： H13钢   热挤压   磨损机制   氧化  

摘要： 难变形合金热挤压过程中H13钢挤压筒和模具表面发生了严重的磨损失效。采用扫描电子显微镜、电子能谱和光学显微镜技术对挤压筒和模具表面形貌、截面特征、成分变化、金相组织进行了表征,对H13钢的磨损失效原因进行了综合分析。结果表明:热挤压过程中H13钢挤压筒和模具表面具有不同的磨损行为,挤压筒磨损机制为磨料磨损、犁沟磨损、氧化磨损,而模具表面没有磨料磨损,但出现了疲劳磨损;热挤压过程中H13钢亚表面发生了内部氧化,氧化层分为两层;H13钢表面在热挤压过程中表层晶粒发生了细化,晶界为内氧化和裂纹的萌生扩展提供了形核点。

关键词： 矿浆泵   蜗壳   磨损   CFD-DEM耦合   粗颗粒  

摘要： 基于CFD-DEM耦合的方法,同时结合Archard磨损模型,对小流量矿浆泵在不同流量、不同颗粒粒径等工况下进行数值模拟,分析了泵内颗粒运动规律、颗粒在不同流域的分布情况以及颗粒与泵过流部件的碰撞规律,研究了矿浆泵内过流部件尤其是蜗壳的磨损特性。结果显示,蜗壳存在一定堵塞,蜗壳靠近隔舌段颗粒形成低速堵塞区,蜗壳的磨损主要集中在上半部分及隔舌附近的位置;随着流量增大,颗粒速度增大,颗粒与壁面碰撞时动能增大,矿浆泵体磨损情况增强;小粒径颗粒工况下磨损情况更严重。