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关键词： 单坑缺陷   磨损演变   铁谱分析   齿面形貌SEM   有限元分析  

摘要： 齿面凹坑是常见的齿轮缺陷之一,在轮船、矿业机械、风电齿轮等大型重载齿轮传动机构中,齿轮更换拆卸极为不便,为避免齿轮发生严重失效造成的重大损失,需要准确判断齿轮的磨损特征和预测故障出现的时间和位置,探究齿面坑状缺陷对齿轮磨损进程的影响尤为必要。以齿面单坑缺陷齿轮的啮合历程为研究对象,采用控制变量的方法进行齿轮磨损特征对比。通过搭建的力系闭式齿轮试验台进行重载试验,利用铁谱分析技术和油样分析技术对磨损粒子作定量、定性分析,结合有限元分析和和齿面磨痕扫描电镜图片探究单坑缺陷下斜齿轮磨损演变与齿轮啮合状态的映射机制。研究结果表明:凹坑打在承载区,斜齿轮沿接触线方向的应力分布不均匀,凹坑周边区域存在应力集中现象;坑状缺陷改变了齿轮的啮合状态,缺陷轮齿齿根应力值明显大于正常轮齿,使得坑状缺陷的轮齿齿面抗磨损能力提高,但轮齿刚度降低,尤其进入剧烈磨损的后期,磨粒数量快速上升,并伴随齿面严重的剥落和塑性变形,加速轮齿疲劳断裂。

关键词： 三维重建   相位校正   机械零件   多频外差   曲线拟合  

摘要： 机械零件的精确测量可为零件的加工制造、虚拟仿真、缺陷检测等应用提供依据,基于条纹投影的双目视觉方法由于其高精度的特点广泛应用于机械零件的形貌测量中。在该方法中,绝对相位曲线的质量决定着三维重建的最终精度。由于环境噪声、场景不连续或零件表面复杂结构等的影响,绝对相位曲线往往存在着大量的噪声点和不同程度的形变。为了提高重建精度,针对绝对相位曲线存在的问题提出了相应的改进方法;针对难以去除的远离相位曲线的噪声点,提出逐区域相位校正方法,该方法将每一行的相位曲线分为若干区域,以区域内相位值的中位数为阈值,去除此类噪声点;针对相位曲线的形变区域,在基于点基元的立体匹配方法的基础上引入曲线拟合方法,并对匹配后得到的视差图进行精化,能够改善相位曲线形变区域立体匹配结果不佳的情况,提高了匹配方法的鲁棒性与精度。使用该方法对复杂零件FSW逆变器进行重建,标准偏差可降至0.1 mm以内。实验结果表明:所提方法重建精度更高,对于表面结构复杂的机械零件,能够实现精确测量。

关键词： 适航验证   防除冰系统   冰风洞   飞机结冰   多发螺旋桨飞机   性能操稳   符合性验证   机械系统  

摘要： AG600冰风洞试验成功6月下旬,AG600飞机冰风洞适航验证试验分析结论正式提交上海审定中心,得到了性能操稳组和机械系统组局方代表的认可,标志着历时近3个月的结冰与防除冰系统冰风洞适航验证试验取得圆满成功。这标志着AG600飞机结冰与防除冰系统符合性验证迈出了关键一步,对国内大型多发螺旋桨飞机的结冰与防除冰适航验证技术、试验技术等方面均具有重要的借鉴意义。

关键词： 摩擦   磨损   显微硬度   分子动力学   石墨烯  

摘要： 为研究超耐磨石墨烯/聚四氟乙烯复合材料的抗磨机制,采用大气环境/干燥氩气摩擦试验、纳米压痕测试、黏附力测试方法研究表面力学性能对复合材料磨损行为的影响,通过分子动力学模拟研究摩擦界面中的分子相互作用和复合材料磨损行为的关联。实验结果显示,在大气环境中,石墨烯填料的使用降低了聚四氟乙烯99.8%的磨损;而在干燥氩气中,复合材料的磨损率比大气环境中提高了约一个数量级。纳米压痕测试结果显示复合材料在大气环境下磨损后的表面硬度、弹性模量和黏附力比干燥氩气环境下的磨损表面分别高43.4%、47.4%和68.5%。水滴接触角和红外光谱测量结果显示大气环境磨损后的复合材料表面相比原始表面具有更强的极性相互作用。分子动力学模拟显示,强的极性相互作用提升了复合材料的力学性能和固体润滑膜的吸附性,它们共同作用降低复合材料磨损。研究结果揭示出两级减磨机制对石墨烯/聚四氟乙烯复合材料的低磨损行为的重要性,这对设计新型固体自润滑界面具有指导作用。

关键词： 激光数字全息技术   机械零件表面   质量检测  

摘要： 机械零件表面的微小变形对于其表面检测至关重要,干涉条纹在检测微小变形领域存在重要意义。为此研究基于激光数字全息技术的机械零件表面质量检测方法,提升检测能力。利用分光镜划分激光器发射的光束,形成参考光与物光;通过CCD接收两种光束,得到干涉条纹激光数字全息图;利用衍射球面波理论获取两种不同机械零件表面和CCD间距离的干涉条纹激光数字全息图的再现像;叠加干涉两幅再现像,得到干涉条纹,根据干涉条纹的变化判断表面是否存在缺陷;通过构建物光场相位和机械零件表面缺陷形貌的关系模型,获取缺陷形貌,完成质量检测。实验证明:该方法可检测机械零件的干涉条纹图像,检测零件微小划痕宽度的准确率高于96%,且当微小划痕宽度较小时,该方法的检测准确率依旧较高,具备较高的检测能力。

关键词： 数字化设计   虚拟建模   信息技术   模拟加工   机械制造企业   数字化建模   机械零件   数学建模  

摘要： 全球经济化的背景下,信息技术不断发展为现代制造企业变革提供了良好的基础。而数字化建模与机械设计的结合可以使机械制造企业实现计算机辅助、网络化虚拟建模等技术集成,提高制造业的智能化程度,增加企业的市场竞争力。在机械制造领域中,因为其中大量零件无规则,加工难度较高,为了提高工作效率,可以采用仿真的方式模拟加工过程,完成机械零件数字化设计,提高制造企业的经济效益。

关键词： 分形理论   微观几何形貌重构   微观接触分析   艾伯特负荷曲线   磨损性能  

摘要： 为探讨研究不同光整加工方法所形成表面微观几何形貌对摩擦磨损的影响,基于对实验采集数据的分析,利用分形几何理论及MATLAB软件,建立出能够更加准确表征平磨加工、研磨加工及电化学光整加工表面微观几何形貌的重构表面。在重构表面的基础上,结合表面微观接触理论及艾伯特负荷曲线,对研磨加工及电化学光整加工后的表面磨损阶段及磨损量进行对比分析。分析表明,与平磨加工及研磨加工所形成的“尖峰”状粗糙峰相比,经过电化学光整加工后的试件表面粗糙峰形状呈现摩擦特性更好的“圆弧”状,且表面微观几何形貌规则化程度更高;在峰谷差值相同的条件下,电化学光整加工得到的表面磨损更加稳定,精度保持性更好。

关键词： 刀具   激光熔覆   SiC/Ni-Cu涂层   微观组织   磨损性能  

摘要： 为了提高PCD刀具的硬度和耐磨性能,采用激光熔覆的方法在其表面制备SiC/Ni-Cu涂层,通过试验测试的方式研究其组织及磨损性能。研究结果表明:熔覆层和基体间形成白亮带,达到冶金结合的效果,位于熔覆层的上层区域形成了许多等轴晶组织,底部产生了白亮平面晶以及一些尺寸较为细小的树枝胞状晶,更靠近外部区域表现为长条型结构与块状形态。靠近熔覆层上部与中部区域的组织硬度介于610~760 HV,从熔覆层中上部区域检测出了许多金属碳化物成分,硬度较大。试样磨痕磨损区都达到了比非磨损区更大的硬度,磨损阶段存在加工硬化。随着时间的延长,基体与熔覆层都发生了摩擦因数的逐渐增大,熔覆层都表现出比PCD基体更优的耐磨性。高温条件下PCD刀具达到了比常温更高的耐磨能力,熔覆层呈现相反的硬度特征,所有温度下熔覆层都具备更大的硬度。熔覆层形成了较为光滑的磨痕,只产生了轻微划痕,具有微磨粒磨损的特征。

关键词： 滚筒   截齿   磨损量   受力分析  

摘要： 采煤机滚筒及截齿是截煤装煤的重要核心部件。在总结了目前常用的截齿种类的基础上,对滚筒的磨损机理以及磨损量计算进行了总结分析。通过数值模拟分析了截齿安装角度对滚筒受力性能的影响,结果表明截齿安装角度为45°时滚筒受力较小且截割能耗最优,为滚筒的结构优化提供了参考依据。

关键词： 天然气管道   几形管   冲蚀磨损   CFD-DEM   气固两相流   数值模拟  

摘要： 为了探讨天然气管道输运过程中所携带的砂粒对几形管冲蚀磨损的影响规律,通过CFD-DEM耦合并引入Archard wear模型对几形管内气固两相流的冲蚀过程进行数值模拟,预测了颗粒运动状态和最易发生冲蚀磨损的区域,研究了颗粒形状、颗粒粒径及进口流速的变化对管件内壁冲蚀磨损的影响。分析结果表明:几形管的易冲蚀区域为4个弯头的外环侧壁面;在控制变量的条件下,非球形颗粒相比于球形颗粒,4个弯头的最大冲蚀深度平均增长了32.1%;各弯头的最大冲蚀深度随着颗粒粒径的增大而减小,颗粒粒径较小时,弯头Ⅳ磨损的最为严重;颗粒粒径较大时,由于磨损累积效应,弯头Ⅰ会更早出现破坏泄漏;弯头Ⅰ至弯头Ⅲ随着进口流速的增大,最大冲蚀深度几乎呈线性增大,而弯头Ⅳ则呈现出先增大后减小的趋势,在进口流速为8 m/s时达到峰值。研究结果可为几形管在输运管道系统中的防护和安全运营提供参考。