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关键词： 轮胎磨损   成分谱   颗粒物   轮胎类型  

摘要： 为明晰机动车轮胎磨损颗粒物(TWPs)的污染特征,从而为大气颗粒物来源解析提供更详细的成分谱数据,利用轮胎耐久性测试平台对10种国内市场上主流的轮胎进行TWPs采样,并分析了22种无机元素、10种水溶性离子、有机碳(OC)和元素碳(EC)的含量。结果表明,TWPs中碳质组分最丰富,OC和EC的质量分数平均值分别为44.0%、9.3%,主要来源于胎面颗粒。OC/EC的平均值为4.9,说明OC存在二次来源。无机元素的质量分数平均值为9.3%,其中Si和Zn最丰富,质量分数分别为7.4%、0.9%。水溶性离子的质量分数平均值为3.4%,最主要的阴离子和阳离子分别是SO_(4)^(2-)和NH^(+)_(4)。四季胎产生的TWPs中OC、EC、无机元素和水溶性离子含量均高于冬季胎。OC、Si和Al在TWPs中的含量随轮胎速度等级升高而呈现明显增加趋势。

关键词： 气固两相流   冲蚀磨损   数值模拟   影响因素  

摘要： 冲蚀磨损是固体表面与具有一定速度的含有固相微粒的流体相互作用所产生的一种材料磨损现象。冲蚀磨损广泛存在于工业生产中,是造成很多机械设备失效和破坏的一个重要原因。尤其是气固两相流条件下弯管遭受着严重的冲蚀磨损问题,使用寿命大大缩短,甚至造成重大的安全生产事故。为了给多相流条件下设备的冲蚀磨损研究及抗冲蚀磨损提供参考,综述了近年来气固两相流条件下弯管冲蚀磨损的研究现状及进展;其次,阐述了目前研究气固两相流弯管冲蚀磨损的主要方法,重点总结了常用的试验研究装置和数值模拟方法的优缺点;最后,对未来气固两相流条件下弯管冲蚀磨损研究进行了展望。

关键词： 刀具磨损   核主成分分析(KPCA)   信息融合   注意力机制   鲁棒性  

摘要： 刀具磨损是影响数控机床加工质量和加工效率的重要因素之一。针对现有铣刀磨损预测中信号单一和预测精度不足的问题,提出了一种基于注意力机制的堆叠LSTM (long short-term memory,长短期记忆网络)的多传感器信息融合刀具磨损预测方法。对多传感器信号进行预处理,然后提取多域特征,利用核主成分分析法对其进行特征级信息融合,得到后续网络的输入。采用基于注意力机制的堆叠LSTM网络模型,使得网络能够自适应地学习数据的重要信息,在PHM2010的数据集上预测精度达到99.9%。通过与其他算法的对比试验和加入人工噪声的方法,验证了本文所提出的模型的高精度和鲁棒性。

关键词： 构型复合材料   颗粒增强   磨料磨损   耐腐蚀性  

摘要： 为改善矿山机械部件磨损和腐蚀问题,制备了蜂窝构型氧化锆增韧氧化铝颗粒增强铁基(ZTAp-Fe)复合材料,对ZTAp占比为5%,10%和15%(质量分数)的蜂窝预制体,浇铸30SiMn钢液进行复合铸造。采取X射线衍射仪(XRD)、能谱(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、三体磨料磨损和腐蚀浸泡对其进行性能测试和表征。结果表明:ZTAp占比为5%和10%时,复合材料界面间结合情况良好,含量为15%时颗粒堆积严重,铸造过程热量传递受阻碍明显,出现气孔缺陷,使得ZTAp与铁基体间机械结合效果差;ZTAp含量由5%提升至15%,蜂窝构型ZTAp-Fe复合材料的耐磨性先增加后减弱,硬质相颗粒对磨料的阻挡作用显著,表面划痕和微犁沟减少,ZTAp含量为10%时复合材料耐磨性最佳;其相对耐磨性是HARDOX450耐磨钢的4.89倍,是NM450耐磨钢的4.81倍,是30SiMn钢的5.3倍。絮状腐蚀产物主要出现在30SiMn钢部分,随时间增加表面腐蚀产物和腐蚀程度加深,最终其表面出现黑色腐蚀坑;铁基体中含有大量Cr元素,耐腐蚀性良好,与30SiMn钢的冶金熔合区腐蚀量较少。所使用的铸造工艺可使该复合材料与矿用耐磨钢进行有效装配,显著提高其耐磨性和耐腐蚀性。

关键词： 核岛机械系统   极端工况   可靠性优化   预测性维护  

摘要： 研究旨在探究核岛机械系统在极端工况下的可靠性及其优化方法。首先,确定了极端工况下核岛机械系统的性能标准和要求,并分析了极端工况对系统可靠性的影响。其次,提出了4种优化方法,即强化设计方法以提高系统固有可靠性、冗余设计策略增加系统在关键部件失效时的备用能力、通过预测性维护和健康监测预防故障以及应急响应和恢复策略以优化系统在极端事件后的快速恢复能力。这些策略的实施,旨在提升核岛机械系统在面对极端条件时的稳定性和可靠性。

关键词： 蒸汽发生器   换热管   冲击磨损   微动磨损   Inconel 690TT  

摘要： 为了研究冲击微动磨损对蒸汽发生器换热管的影响,在200,250,285℃温度下开展了Inconel 690TT管与SUS405支撑的冲击微动磨损试验研究,通过扫描电子显微镜和能谱仪手段对磨损特征开展系统分析。结果表明,250℃和285℃温度下的磨损量相近,明显大于200℃下的试验结果。对磨损表面的分析发现,温度的升高会导致表面产生更为显著的剥层现象和表面硬度降低,进而导致磨损体积的增加。从能谱仪分析结果来看,在250℃和285℃下,氧化变得严重,但从C和Fe的含量来看,质量转移并不严重,但随温度上升质量转移略有上升。这说明冲击磨损主要的磨损机制是剥层,粘着磨损随着温度升高有上升趋势。冲击微动磨损机理研究结果对蒸汽发生器后续研究、设计和维护具有重要意义。

关键词： 掘进机刀圈   磨损仿真   Archard模型   UMESHMOTION子程序   H13  

摘要： 刀圈作为掘进机破岩的关键零部件,其表面的磨损性能是影响掘进机服役寿命的主要因素之一,因此对TBM刀圈材料H13磨损行为进行仿真分析。通过试验研究TBM刀圈材料H13的磨损深度和磨损形貌;建立有限元模型,基于Archard模型计算磨损深度;引入ABAQUS二次开发UMESHMOTION子程序,配合ALE自适应网格修复机制,搭建刀圈原料受损情况的有限元磨损模型,得到H13材料的磨损分布特征和磨损深度分析结果。结果表明:随着磨损圈数增加,试样的磨损深度逐渐增加。仿真磨损深度与试验测验值较吻合。当磨损圈数为3000时,试样的磨损形貌及其内部区域单元节点分布特征为在高应力集中区内节点沿厚度方向(z向)发生偏移。在磨损时间为1 s时,试样接触应力达到最大值,随着磨损的进行,磨损深度下降速度逐渐降低。磨损区域的滑移距离与磨损分布特征保持一致,发生滑移越大区域磨损越深。

关键词： 基体表面粗糙度   非晶碳薄膜   摩擦磨损   601EF润滑脂   Si_3N_4球  

摘要： 为了探究不同基体表面粗糙度对非晶碳薄膜摩擦磨损性能的影响,改善2Cr13试样表面在601EF润滑脂润滑下的摩擦学性能,使用机加工、抛光等方式在2Cr13试样表面制备不同的表面粗糙度,然后采用磁控溅射法在不同粗糙度样件表面制备非晶碳薄膜,采用球-盘接触的摩擦磨损试验研究了在601EF润滑脂润滑条件下非晶碳薄膜及氮化硅球的摩擦磨损性能,通过光学显微镜对磨损处进行分析。结果表明:与基体表面对摩的Si_(3)N_(4)球均磨出了明显的平台,而基体表面并未出现明显的磨痕,Ra范围在0.20~0.75μm样品对偶球的磨损量要小,磨斑面积范围为0.152~0.165 mm^(2),磨损形式为黏着磨损,Ra范围在0.95~3.19μm样品对偶球的磨损量要大,磨斑面积范围为0.228~0.275 mm^(2),出现了犁沟状磨痕,磨损较为严重;在相同的工况条件下,随着基体表面粗糙度的增大,两摩擦副间的启动、平均摩擦系数以及Si_3N_4球的磨损量均呈先减小后增大再减小的趋势,当Ra为0.56μm时,非晶碳薄膜的摩擦学性能最好,摩擦系数曲线较为稳定,平均摩擦系数为0.162,其对偶球磨损量最小,为0.152 mm^(2)。基体表面粗糙度影响非晶碳薄膜的摩擦学性能,通过机加工、抛光等手段在基体表面制备合适的粗糙度可以得到具有良好减摩性能的表面。

关键词： 高强钢   热冲压   模芯磨损   Archard修正模型   响应面模型  

摘要： 针对BR1500HS高强钢加强板热冲压过程中凹模模芯磨损量大的问题,利用Deform有限元软件进行了加强板的热冲压磨损分析。通过建立高强钢的材料模型并应用Archard修正模型来准确预测模芯的磨损行为,选取对模芯磨损影响较大的板料加热温度、模芯预热温度、冲压速度以及模具间隙4个因素作为优化变量,以模芯最大磨损深度为优化目标,结合响应面理论建立了各变量关于优化目标的二阶响应面回归分析模型,得到了模芯最大磨损深度随各变量的变化规律。模型寻优后确定的最佳工艺参数为:板料加热温度为680℃、模芯预热温度为380℃、冲压速度为45mm·s1、模具间隙为2.25mm。采用优化后的参数进行实际冲压试验,模芯寿命提高了32.2%,解决了模芯磨损严重的问题。同时,实际模芯寿命与响应面模型预测值和有限元模拟预测值相近,验证了建模及优化结果的准确性。

关键词： T800-CFRP   刀具结构优化   鲸鱼优化算法   ABAQUS  

摘要： 碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)因其比强度高、抗疲劳和耐腐蚀等优异性能在航空航天领域得到了广泛应用。然而,CFRP材料的非均质性和各向异性使其加工过程与传统金属相比更为复杂,容易产生表面缺陷,且由于碳纤维以及碳纤维粉末的高硬度,使得刀具磨损剧烈,加工效率低。为此,以PCD刀具铣削T800-CFRP多向层合板为研究对象,综合仿真分析和铣削试验,从刀具磨损、已加工表面粗糙度和毛刺因子等方面研究分析了铣削该类材料时的刀具结构对刀具寿命及加工表面质量的影响。基于刀具磨损和表面质量试验结果,以刀具后刀面磨损带宽、表面粗糙度、毛刺因子为优化目标,建立了后刀面磨损带宽VB、表面粗糙度Sa、毛刺因子Fb关于刀具齿数、前角和后角的映射关系模型和综合评价模型,进而通过鲸鱼优化算法,获得了最优的刀具结构参数,并通过试验验证,刀具磨损减小了16.95%,表面粗糙度减小了32.41%,毛刺因子减小了52.93%。