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关键词： 铰链膝关节假体   假体设计   磨损   有限元分析  

摘要： 目的 对新型球轴运动模式铰链膝关节假体进行有限元分析,研究假体磨损仿真的方法及运动方式对假体磨损的影响。方法 基于球轴假体接触力学有限元模型,根据Archard磨损理论,建立磨损有限元模型,以各种运动数据为加载条件,模拟生理活动下膝关节的力学环境,研究球轴假体磨损情况。结果 对于胫骨衬垫,上下楼时平均和最大接触应力均高于步行,上楼时累积磨损体积大于下楼和步行,且磨损均主要发生在衬垫下表面。对于球轴衬套,仅步行时存在短时间接触和磨损,累积磨损体积为0.19 mm^(3)。结论 铰链膝关节假体的球轴运动模式可改善置换后膝关节力学环境,降低衬套磨损,延长假体生存期。有限元仿真可有效预测铰链假体的磨损,为其设计及改进提供理论支持。

关键词： UHMWPE关节置换   交叉剪切磨损   磨损机制   销-盘测试  

摘要： 超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是人工关节的主要界面材料之一,销-盘磨损试验不仅可以定量模拟UHMWPE交叉剪切效应,有效揭示聚乙烯微观磨损机理,而且可为人工关节磨损的计算机仿真建模提供试验依据和输入参数。选用传统非交联UHMWPE和CoCrMo合金作为配副试样,在销-盘磨损试验机上完成90°交叉剪切磨损模拟,通过数值方法建立磨损与交叉剪切滑动距离的函数关系式,并与文献结果对比,分析磨损表面的微观形貌及机理。结果表明,UHMWPE单位周期的磨损深度可表示为90°交叉剪切滑动距离的指数衰减函数,与文献结果一致;微观磨损机理以黏着为主,疲劳和磨粒磨损共同作用。

关键词： 内燃机   连杆   轴瓦   微动磨损  

摘要： 随着内燃机功率密度的提升和对轻量化设计要求的提高,连杆大端轴瓦在承受较大的交变载荷以及振动附加载荷后其过盈接触面容易发生微动磨损,严重影响内燃机使用寿命和可靠性。针对一款内燃机的连杆大端轴瓦,在实际的装配条件和载荷特征下开展微动磨损加速试验,并建立相应的微动计算模型进行应力及磨损分布规律研究。结果表明:模型和试验结果较好吻合,连杆杆身大端表面应力在最大压载下由中间向两侧衰减,最大拉载下分布相反;大端轴瓦微动磨损程度要大于大端盖轴瓦,轴瓦边缘部分磨损程度要高于中心部分。且磨损越严重,磨损后的表面粗糙度越大。

关键词： 切削信号   机器学习   深度学习   刀具磨损监测   智能加工系统  

摘要： 刀具磨损作为制造过程不可避免的物理现象,剧烈的刀具磨损会直接影响到零件的加工质量与尺寸精度,刀具破损更会直接导致生产零件的报废和机床的故障停机,亟需实现刀具磨损状态的在线监测以规避上述问题,同时提高制造过程的智能化水平。由于人工智能技术不依赖于复杂的加工机理,以及强大的数据处理能力,已广泛地应用于刀具磨损监测。因此,本文围绕人工智能技术在刀具磨损监测中的重要应用,重点阐述实现刀具磨损监测的总体流程,主流的机器学习算法在刀具磨损监测中的研究进展,近年来以深度学习算法为主的人工智能技术在刀具磨损监测中的应用,最后对刀具磨损监测中存在的挑战与未来的发展趋势进行展望。

关键词： 磨削力   淬硬钢   小直径砂轮   磨损   磨粒粒度  

摘要： 针对合金淬硬钢20Cr2Ni4A在小直径砂轮磨削过程中,存在磨削力大、排屑难且磨损快的问题,考虑实际砂轮形貌特征,建立了砂轮磨削轨迹与磨屑厚度模型,揭示了砂轮尺寸及磨料参数对磨粒运动轨迹与磨屑厚度的影响规律。进一步建立了磨削表面线轮廓模型,并通过开展小直径CBN砂轮磨削合金淬硬钢20Cr2Ni4A实验,验证了模型的准确性。探究了磨削比能随磨削厚度的变化规律,结果表明当磨屑厚度小于0.02μm时,受尺寸效应影响,随着磨屑厚度增大,磨削比能由75 J/mm3降低至40 J/mm3。当未变形磨屑厚度大于0.02μm时,磨削比能随磨屑厚度变化不大。对比分析了进给速度对不同粒度小直径砂轮磨削力的影响规律,结果表明,当进给速度在400 mm/min以下时,粒度#200砂轮的磨削力与粒度#120砂轮的磨削力相差不大,选用粒度#200的砂轮可获得更好的磨削质量。开展不同粒度的小直径砂轮磨损对比试验,结果表明,粒度#120砂轮磨损类型主要为磨粒破碎,粒度#200砂轮磨损类型包括镀层划擦与磨料破碎,揭示了不同粒度的小直径砂轮磨损机制。

关键词： 钛合金   类金刚石   摩擦性能   等离子体增强化学气相沉积   磁控溅射  

摘要： 利用C_(2)H_(2)和Si靶,通过等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)和磁控溅射法,在Ti-6Al-4V(TC4)合金表面沉积类金刚石(diamond-likecarbon,DLC)膜层和不同Si含量的Si-DLC膜层。利用拉曼光谱和X射线光电子能谱分析膜层中的键合含量和结构无序性;采用纳米压痕和纳米划痕法测试TC4合金及其膜层试样的力学性能;使用HT-1000高温摩擦磨损测试仪和光学轮廓仪测试TC4合金及其膜层试样的摩擦磨损性能。结果表明:无论是否含Si元素,DLC膜层都能够有效提高TC4基体表面硬度,其中沉积纯DLC膜层后TC4基体的硬度相比无涂层提升了2.4倍,提升率最大;纯DLC和Si的摩尔分数分别为1.79%和3.06%的2种Si-DLC膜层,都可使TC4基体的表面摩擦因数从无涂层的0.64降低至0.1左右,磨损率从无涂层的476.5×10^(-7)mm^(3)/(N·m)降低至0.5×10^(-7)mm^(3)/(N·m)左右,表明这3种膜层都有助于提升TC4基体表面的耐磨性能。

关键词： 电梯曳引轮   轮槽磨损   检验  

摘要： 随着社会的迅速发展,高层建筑越来越多,电梯已经成为人们日常生活中最普遍的交通方式。近年来,电梯安全事故频频发生,已成为社会各界普遍关心的问题,同时也对电梯的日常使用安全提出了更高的要求。曳引轮是电梯的主要受力部件,它的安全运行从某种意义上说,这对电梯运行的安全性、稳定性、人身安全起到了很大的作用。因此,本文着重从曳引轮的角度出发,针对电梯曳引轮的主要磨损形式,着重分析了电梯曳引轮的轮槽磨损问题,并针对其产生的磨损原因,提出了相应的检测措施。

关键词： 核电站   文丘里流量计   磨损   破损   计算流体力学  

摘要： 针对某核电站主给水文丘里流量计受高温高速的蒸发器给水冲刷产生的磨损和破损问题,通过建立三维模型,应用计算流体力学方法,对其磨损和破损进行定量计算和分析。结果表明:文丘里流量计上下游的缩放区磨损厚度为1 mm时,测得的流量将比实际值偏大不超过0.1%;磨损量为3 mm时,偏大最大达到了0.32%。当文丘里流量计喉部发生磨损,磨损厚度为1 mm时,各流量平台下,测得的流量将比实际值偏小接近2%;随着磨损量的增大,偏差进一步增大,磨损量为3 mm时,流量测量偏小最大达到了6.16%。当文丘里流量计喉部发生破损,汇入缝隙为1 mm时,测得的流量比真实值偏大10%左右;当汇入缝隙扩大到2 mm时,偏大增大到20%。主给水文丘里流量计喉部的磨损和破损对计量的影响较大,将影响蒸发器的水位控制,应该在制造和运行阶段予以重视。

关键词： 斜撑超越离合器   微动磨损   ANSYS Mechanical  

摘要： 斜撑超越离合器运转时,微动作用效果会让离合器产生磨损,长期磨损则会导致疲劳与失效.本文在简化斜撑式超越离合器模型后,将动力学仿真得到的应力数值应用在ANSYS Mechanical中进行微动磨损的仿真研究,通过APDL命令将模型定义为Archard磨损模型并对参数进行设定,根据仿真结果得出离合器楔块与驱动环一次楔合过程中磨损体积大小及磨损特性.通过改变驱动环的输入转速后,得出输入转速越大时,离合器运转时楔块磨损体积越大以及磨损分布特点不同等磨损特点.

关键词： RV减速器   磨损系数   摆线针齿轮   齿廓   动态磨损   Langkali-Nikraves接触模型  

摘要： 针对工业机器人用精密RV减速器齿廓动态磨损难以准确预测的问题,以BX-40E减速器为实例,基于广义Archard磨损公式,通过等效实验求得不同位置条件下减速器的磨损系数,并在磨损预测过程中考虑磨损演化后不同位置条件变化的影响。根据变形协调理论和Langkali-Nikraves接触力模型确定齿间载荷分配与接触压力,考虑时变齿廓磨损与啮合力激励,采用解析建模方法建立了传动系统齿廓动态磨损数值计算模型。对比磨损系数取定值的齿廓磨损曲线,磨损数值与齿面分布规律均存在显著差异,整体差异随磨损次数增加而加剧,得出考虑接触位置条件差异的磨损系数对齿面磨损量化的准确性与必要性。摆线轮、针齿轮的齿面磨损深度曲线沿齿廓呈非对称不规则的倒“W”形,靠近齿根齿顶的部分因磨损而率先脱齿后再啮合,造成冲击,从而出现微突峰。在摆线齿廓凹凸过渡位置几乎不发生磨损。随磨损次数增加磨损峰峰域变窄,磨损率增势非均匀减缓。啮合力与压力角之间成一次函数映射关系。文中研究结果可为提高摆线针齿轮的减磨减振性能提供理论基础。