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关键词： 滚动轴承   高温轴承钢   润滑状态   摩擦因数   磨损率   磨损机理  

摘要： 使用重载往复摩擦磨损试验仪对比分析300 N载荷下不同润滑状态对M50钢摩擦磨损性能的影响,使用扫描电子显微镜(SEM)、三维形貌轮廓仪、能谱仪(EDS)测量磨损表面形貌和成分,并对试样磨损后的截面组织进行分析。结果表明,在从乏油润滑到干摩擦的过程中摩擦因数发生突变,并在进入干摩擦后趋于稳定,磨损率先增大后减小。磨损机理从乏油润滑的磨粒磨损转变为干摩擦的氧化磨损和黏着磨损,且随着干摩擦的进行氧化加深,黏着磨损加剧,磨痕的截面组织细化,塑性变形加剧,在干摩擦阶段出现裂纹。

关键词： 高熵陶瓷   放电等离子烧结   微观结构   耐磨性能  

摘要： 过渡金属碳化物陶瓷是超高温陶瓷的典型代表,具有极高的熔点和硬度,而韧性和耐磨性有待提高。近年来,在高熵理论指导下合成的多元碳化物固溶体—高熵碳化物陶瓷具有更高的熔点和良好的韧性。本工作采用放电等离子烧结(SPS)制备了具有优异耐磨性能的(Ti_(1/6)V_(1/6)Nb_(1/6)Ta_(1/6)Mo_(1/3))C高熵陶瓷。研究了1600~2100℃烧结的(Ti_(1/6)V_(1/6)Nb_(1/6)Ta_(1/6)Mo_(1/3))C高熵陶瓷的致密化行为、物相、微观形貌、力学和耐磨性能。结果表明,烧结温度为1700℃时,可得到面心立方结构的(Ti_(1/6)V_(1/6)Nb_(1/6)Ta_(1/6)Mo_(1/3))C高熵陶瓷。1900℃以上时,高熵陶瓷相对密度大于98%。烧结温度由1700℃升高至2100℃,晶粒长大,元素扩散趋于均匀。晶粒间存在晶界滑动和氧化物杂质(TiO_(2))聚集,晶粒内部存在位错。2100℃烧结得到的高熵陶瓷的力学性能最优,Vickers硬度、弹性模量和断裂韧性分别增加到20 GPa、431 GPa和4.46 MPa·m^(1/2),同时具有优异的耐磨性,2100℃条件下烧结的(Ti_(1/6)V_(1/6)Nb_(1/6)Ta_(1/6)Mo_(1/3))C高熵陶瓷的平均比磨损率可低至5×10^(-7) mm^(3)/(N·m)。

关键词： 动力学   建模   程式化   输出膨胀   运算效率   机器人  

摘要： 针对机器人动力学模型复杂、冗余计算导致运算效率低的问题,提出一种程式化建模方法(PMM)。以六自由度斯坦福机械臂为例,利用该方法建立基于拉格朗日方程的动力学模型,按照“正向分析,逆序输出”的核心思想,重点分析模型递推过程;在验证模型正确性的基础上,比较使用PMM和未使用PMM的常规拉格朗日方程所建立的斯坦福机械臂力学模型在计算机中的“尺寸”和运行时间等指标。实验结果表明,相对常规拉格朗日方法,由PMM所建模型的复杂程度降低了67.6%,计算效率提高了66.3%。斯坦福机械臂为完整约束系统,将PMM推广到欠驱动非完整约束系统,采用与模型紧密相关的部分反馈线性化控制算法进行数值仿真和物理样机实验分析,验证了PMM的可靠性和有效性,为不同类型的机器人提供了一种效率高、通用性强的动力学建模方法。

关键词： 除沙车   推沙板   仿生结构设计   磨损分析   离散元  

摘要： 为了降低轨道除沙车推沙装置在推沙过程中的磨损量,运用仿生学,以穿山甲体表鳞片的纹路为设计基础,建立仿生条纹几何结构推沙板。利用离散元素法分析仿生推沙板与沙粒的相互作用,从定性和定量2个方面分析推沙板的磨损情况。研究表明,相同条件下推沙角度越小,仿生推沙板的耐磨机理越明显,耐磨性能越优于普通推沙板。分析推沙板的表面磨损因素发现条纹高度为4 mm和6 mm,条纹间距为24 mm时,耐磨性最优。在平面推沙板的基础上添加条纹结构对提高轨道除沙车推沙装置的耐磨性有一定的指导意义。

关键词： Inconel 625 alloy   surface mechanical grinding treatment   gradient nanostructure   formation mechanism   wear behavior   residual stress  

摘要： The formation mechanism and wear behavior of a gradient nanostructured(GNS) Inconel 625 alloy were investigated using SEM, TEM and ball-on-disc sliding wear tester. The results show that surface mechanical grinding treatment(SMGT) induced an approximately 800 μm-deep gradient microstructure, consisting of surface nano-grained,nano-laminated, nano-twined, and severely deformed layers, which resulted in a reduced gradient in micro-hardness from 6.95 GPa(topmost surface) to 2.77 GPa(coarse-grained matrix). The nano-grained layer resulted from the formation of high-density nano-twins and subsequent interaction between nano-twins and dislocations. The width and depth of the wear scar, wear loss volume, and wear rate of the SMGT-treated sample were smaller than those of untreated coarse-grained sample. Moreover, the wear mechanisms for both samples were mainly abrasive wear and adhesive wear, accompanied with mild oxidation wear. The notable wear resistance enhancement of the GNS Inconel 625 alloy was attributed to the high micro-hardness, high residual compressive stress, and high strain capacity of the GNS surface layer.

关键词： 关联设计   集成架构   控制系统   机械系统   航空发动机   设计流程   设计和分析   设计工具  

摘要： 航空发动机数字化研发平台以设计流程为主线,有序组织关联设计活动,实现设计流程与设计工具的整合,满足发动机总体、各部件(压气机、燃烧室、涡轮)及系统(控制系统、机械系统、外部与短舱系统、空气系统)的集成设计和分析.

关键词： 航空航天制造   刀具磨损预测   数据与机理   元学习   损失函数优化  

摘要： 刀具磨损预测对保证零件加工质量和效率、降低加工成本具有重要作用,尤其是在广泛采用难加工材料的航空航天制造领域。数据与机理融合模型能够结合机理模型和数据驱动模型的优势,是实现刀具磨损预测的有效手段。然而现有的融合方法难以有效平衡数据和机理对模型的权重,导致难以真正实现融合模型的预期效果。本文提出了一种基于元学习(Meta learning,ML)和PINN(Physics-informed neural network)的刀具磨损预测方法,通过磨损机理约束数据驱动模型的解空间,并结合元学习算法优化融合模型的损失函数以合理利用数据和机理提供的信息。实例验证结果表明,本文所提出的方法能有效提高变工况下的刀具磨损预测精度和稳定性。

关键词： 换流站   换流阀   逆止阀   扭转弹簧   疲劳断裂   弹簧臂   磨损   失效分析  

摘要： 某±800 kV换流站换流阀内冷水系统主循环泵出口逆止阀内部扭转弹簧的弹簧臂发生断裂,采用断口宏观检查、化学成分分析、硬度检测、扫描电镜分析、应力计算等手段,对扭转弹簧断裂失效原因进行了分析。结果表明,逆止阀内扭转弹簧失效的主要原因是疲劳断裂和摩擦磨损。扭转弹簧和逆止阀存在的设计缺陷也加速了弹簧失效:在动负荷工作状态下扭转弹簧的局部最大弯曲应力达到许用弯曲应力,容易引发弹簧发生疲劳断裂;逆止阀结构设计不合理,加速弹簧臂摩擦磨损。

关键词： Mo/MoS_(2)-Pb-PbS   复合薄膜   真空   磨损   润滑  

摘要： 多组元复合是提高润滑薄膜苛刻工况下服役性能的有效方法。采用“射频磁控溅射+低温离子渗硫”复合工艺,在9Cr18轴承钢表面制备了Mo/MoS_(2)-Pb-PbS复合固体润滑薄膜;利用自主研制的MSTS-1型多功能真空摩擦磨损试验机研究了8×10^(-5) Pa真空条件下法向载荷和滑动速率对Mo/MoS_(2)-Pb-PbS复合薄膜摩擦学性能的影响。结果表明,在所设定的5种滑动速率下,Mo/MoS_(2)-Pb-PbS薄膜的摩擦因数随滑动速率的增大而缓慢减小,磨损率经一定周次的跑合后逐渐趋于稳定;在不同的法向载荷下,随着载荷的增大,薄膜的摩擦因数呈近似抛物线增大,变化范围在0.03~0.24之间;薄膜表面的磨痕宽度同样随着载荷的增大而增大。

关键词： 水压轴向柱塞泵   仿生非光滑表面   滑靴副   磨损   泵效率  

摘要： 以某型号轴向柱塞式水泵为原型,用非光滑表面斜盘置换原有光滑表面斜盘,对试验泵在3种不同压力(7、10及12 MPa)下的流量-压力、容积效率-压力、机械效率-压力等静态特性进行测试,采用激光共焦显微镜和扫描电子显微镜对斜盘磨损表面进行观测。研究结果表明:非光滑表面滑靴副由于凹坑可以产生动压润滑效应并具有容屑能力,可在摩擦过程中实现自润滑,达到了降阻减磨效果;随着工作压力的增大,滑靴在非光滑表面斜盘上半圈高压区域的摩擦痕迹逐渐明显,磨损表面的沟槽变宽变深,黏着磨损和氧化磨损加重,摩擦磨损加剧;非光滑表面滑靴副试验泵的容积效率、机械效率和总效率较光滑表面滑靴副试验泵分别提高了0.2%~0.6%、0.1%~1.7%和0.1%~2.3%。