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关键词： 冲蚀磨损   气固两相流动力学   砂粒粒径   涡轴发动机   压气机叶片  

摘要： 高原、沙漠和沿海等服役环境中不同粒径的砂粒不可避免地对涡轴发动机压气机叶片造成冲蚀磨损,破坏叶片叶型和动力学特性,严重危及涡轴发动机使用寿命和直升机飞行安全。基于Finnie冲蚀磨损理论推导了颗粒对金属表面的磨损率表达式,分析颗粒粒径对材料冲蚀磨损率的影响,以某型涡轴发动机压气机动叶和静叶为研究对象,设计搭建砂粒冲击速度测试装置和钛合金冲蚀磨损实验装置,通过典型砂粒粒径下冲蚀磨损实验获取磨损率表达式中与靶材材料和冲击速度相关的关键参数,结合气固两相流动力学分析开展砂粒粒径对压气机动叶和静叶冲蚀磨损的影响研究。结果表明:砂粒粒径与冲击速度存在内在关联,材料冲蚀磨损率与砂粒冲击速度呈幂函数关系。实验条件下,砂粒粒径由177μm增至423μm时,其冲击速度平均降低约17%。压气机动叶和静叶的磨损集中区域不随砂粒粒径的改变而变化,但磨损程度差异明显,其中177μm砂粒对动叶和静叶造成的最大冲蚀磨损率浓度值相比423μm砂粒分别增加91%和131%。研究结果为涡轴发动机压气机叶片抗磨损设计提供了理论参考。

关键词： 钢轨波磨   磨损   模型验证   摩擦耦合   自激振动  

摘要： 钢轨波磨会降低乘坐舒适性,增大轨道结构伤损,甚至影响列车的安全运行.为判断钢轨波磨预测模型的准确性,首先,基于钢轨波磨现场调研数据,统计地铁线路和干线铁路的钢轨波磨发生率;其次,针对现有钢轨波磨预测模型验证方法的局限性,同时结合钢轨波磨发生的规律性,提出预测模型验证的3种基本工况:线路曲线半径≤350 m时的内轨波磨和外轨波磨、曲线半径≥650 m时的非科隆蛋扣件曲线线路或者直线线路钢轨的波磨,并进行实例验证;最后,根据基于轮轨蠕滑力饱和情况,提出了一种快速预测钢轨波磨发生的新方法.研究结果表明:现有的波磨预测模型验证工况缺乏一般性,大部分没有考虑线路曲线半径的影响,忽视了从新轨到波磨出现阶段的钢轨振动演变规律,造成通过验证的波磨预测模型预测准确率偏低;所提出的波磨快速预测方法准确率可达到85.00%.

关键词： 选煤设备   易磨损点   保护方案  

摘要： 为有效减轻重介选煤设备磨损,延长设备使用寿命,基于重介选煤设备易磨损的现状,介绍了重介选煤设备的主要易磨损点,分析了常用耐磨方案存在的主要优缺点,并针对几种不同重介选煤方案中易磨损点情况,针对性地提出了耐磨保护方案。应用结果表明,通过应用这些耐磨保护方案,能显著减轻选煤设备磨损,延长设备使用寿命,为企业进一步降本增效奠定基础。

关键词： AZ91D镁合金   WC/Al_(2)O_(3)复合金属陶瓷涂层   超音速等离子喷涂   摩擦磨损性能   磨损率  

摘要： 采用超音速等离子喷涂技术在AZ91D镁合金上喷涂WC/Al_(2)O_(3)复合金属陶瓷涂层,利用XRD衍射仪、SEM扫描电镜、涂层测厚仪、涂层粘结强度测试仪等设备测试涂层的表面结构、涂层厚度以及涂层与基体之间的结合强度,并通过涂层磨损测试仪测定了涂层的摩擦磨损性能。结果表明:涂层厚度控制在0.8~1.0 mm,结合强度约为35 MPa时最适宜;XRD的测试表明涂层主晶相为WC相和Al_(2)O_(3)相;SEM的分析表明涂层有稳定的层状结构,孔隙率较低;喷涂温度控制为400℃,涂层可获得较优异的耐磨损性能(磨损率13.9×10^(-3)mm^(3)/(N·m));当摩擦磨损实验机的实验载荷为5 N,实验时间为2 h时,涂层的摩擦因数稳定在0.272,磨损量为0.0035 g,磨损机理为磨粒磨损。

关键词： 表面机械滚压处理   载流摩擦磨损   梯度纳米结构   受流性能  

摘要： 采用表面机械滚压处理(SMRT)在T2紫铜接触线表面制备出一层梯度纳米结构层(GNG),与未处理铜接触线对比在不同载流强度下进行了往复摩擦试验,通过光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)等方法研究了梯度纳米结构的微观组织、力学性能和摩擦磨损性能。结果表明:处理后接触线表层晶粒明显细化,厚度约320μm,硬度相比基体提高约20%。0 A条件下,与未处理铜接触线相比,处理后接触线摩擦系数提高约6%,磨痕表面发生较严重的黏着磨损;5 A、10 A和15 A条件下,处理后接触线摩擦系数降低约10%、32%和41%,磨损机制由严重磨粒和黏着磨损转变为轻微磨粒和黏着磨损,具有优异的载流摩擦学性能。

关键词： 超高分子量聚乙烯   辐照   海水   硬度   磨损  

摘要： 超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)因其优异的耐磨性、耐腐蚀性和自润滑等性能,是目前极具潜力的适用于海水环境的摩擦材料。为了进一步提高摩擦磨损性能,采用填充氧化石墨烯(GO)和辐照处理改善UHMWPE的耐磨损性能。结果表明,GO能提高UHMWPE的硬度,且减少UHMWPE的接触角,同时,改善了UHMWPE和GO/UHMWPE复合材料的显微硬度和接触角。在海水润滑条件下,摩擦磨损试验结果表明,辐照后,UHMWPE和GO/UHMWPE复合材料的磨损性能分别降低了4.26%和6.92%,利用场发射扫描电镜(SEM)观察磨损后的表面形貌。GO填充和辐照处理均提高了UHMWPE的耐磨性,辐照后,GO/UHMWPE复合材料磨损后的形貌较为平整光滑,且没有明显的划痕和破坏,其抗磨损性能更优。

关键词： 高速动车组   乳化油   磨损   齿轮箱  

摘要： 我国高速动车组的齿轮箱普遍采用非接触式迷宫密封结构,在雨雪天气运行时,一些动车组齿轮箱的润滑油出现了乳化现象.鉴于此,解释了油-水两相界面现象是导致乳化油形成的关键机理,并利用油-水两相流数学模型,解释了影响乳化油的主要因素.通过淋水试验,复现了齿轮箱乳化油现象,并从结构设计着手,优化了齿轮箱输出端迷宫结构,设计了三维模型,并完成了样件试制.台架对比试验表明:优化后的齿轮箱迷宫结构能够有效避免乳化现象的发生.乳化油48 h试验表明:乳化油对齿轮、轴承的磨损没有明显影响,轴承温度也未见异常,即便齿轮箱润滑油发生乳化,动车组依然可以完成当天运营任务.

关键词： 盾构机   盾尾密封系统   盾尾密封刷   磨损   多孔介质   影响规律  

摘要： 为了研究盾尾密封系统中盾尾密封刷的磨损现象,分析磨损对其密封性能的影响,并根据影响规律提出盾尾刷磨损判据。基于多孔介质理论,构建CFD模型,研究不同磨损情况下的盾尾刷对油脂腔压力、油脂泄漏量的影响,提出盾尾密封刷磨损判据。结果表明,同样的注脂压力下随着掘进距离的增加,当油脂腔内压力逐渐降低时,磨损正在发生。若油脂腔内压力下降为初始值的75%或油脂泄漏率持续升高达到初始泄漏率的3倍以上时,盾尾刷已经磨损而失去密封能力,需要及时更换。

关键词： 硬质合金   分子动力学模拟   塑性变形   位错   摩擦   磨损  

摘要： 利用分子动力学模拟研究了WC–Co硬质合金在不同条件下的摩擦过程,分析了晶粒尺寸、摩擦载荷和滑动速率等因素对硬质合金摩擦磨损行为的影响,从原子尺度揭示了硬质合金发生摩擦磨损的微观机制。结果表明,随晶粒尺寸增大,相比于晶粒转动,Co相和WC中的位错滑移逐渐在摩擦引起的塑性变形机制中起主导作用。摩擦载荷增大会导致易变形的Co粘结相被挤出表面而首先去除,通过减小晶粒尺寸可以抑制Co相的挤出–磨损机制,进而提高硬质合金的抗滑动磨损性能。滑动速率升高会降低磨损速率,主要原因是在高速滑动过程中,亚表层各相中位错的形核扩展缺乏持续的驱动应力,位错密度较低,WC不易发生断裂,Co相被挤出表面造成的磨损程度明显减轻。

关键词： 离心泵   叶轮   固液两相流   泥沙磨损   数值模拟  

摘要： 为深入了解固液两相流下的离心泵叶轮内部的流动状态,进一步探索离心泵叶轮的磨损规律,基于计算流体动力学和数值模拟的方法,采用两相流模型以及Phase Coupled SIMPLE算法对离心泵叶轮部位在不同固相颗粒粒径和不同固相颗粒浓度下进行定常数值模拟。结果表明:不同固相颗粒粒径条件下,粒径较大的固相颗粒更容易对叶轮前后盖板造成磨损。粒径较小的固相颗粒对叶片进出口位置造成的磨损程度更高。不同固相颗粒浓度条件下,颗粒浓度的增加,致使叶轮前后盖板和叶片正反面的磨损率均有明显增加,叶片背面的比叶片工作面的磨损更加严重,叶轮的前盖板比后盖板更容易遭受泥沙磨损破坏。该研究对于提高黄河沿岸大批水利工程中离心泵的机组性能、安全运行以及磨损防护具有重大意义。