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关键词： 混流式水轮机   泥沙磨损   叶片进口偏转角   叶片安放角   叶道涡  

摘要： 混流式水轮机的泥沙磨损破坏是含沙河流水电开发中的关键难题。泥沙特性及流态是影响磨损破坏的核心因素,如何有效控制流态进而改变颗粒运动是当前研究的重要内容。本文基于叶片设计理论,通过优化叶片进口偏转角及安放角的分布降低叶片磨损程度,进而提出抗磨损叶片的设计方案。研究结果表明,两种角度分布规律的调整均能显著降低叶片的磨损强度和范围,同时保证了水轮机的运行效率,但增加了下环磨损。叶片进口偏转角θ0*=0.2和叶片安放角关系幂指数x=3的组合方案下,叶片磨损率降低程度最高为71%。这种现象的主要原因是角度变化影响了叶道涡,进而改变了颗粒轨迹,导致颗粒在叶片和下环的打击位置发生变化,最终影响不同区域的磨损分布。综合考虑,通过适度牺牲下环保护叶片的设计方案可以有效增加叶片的使用寿命,降低维修成本和提高维修便利性。

关键词： 低合金高强马氏体耐磨钢   在线淬火   磨损机理   赫兹接触应力   摩擦系数  

摘要： 在线淬火技术在低合金耐磨钢的生产中存在巨大的发展潜力，然而在线淬火制备高强度级别耐磨钢方面研究较少。通过在线淬火技术制备了2种低合金高强马氏体耐磨钢，利用光学显微镜、扫描电子显微镜、拉伸试验、冲击试验和滑动磨损试验等手段研究了2种马氏体耐磨钢的组织结构、力学性能和载荷对滑动摩擦磨损性能的影响规律及其作用机制。结果表明：2种在线淬火马氏体耐磨钢的屈服强度均在1 450 MPa以上，抗拉强度均在1 850 MPa以上，且7.5 mm厚度试样的-40 ℃冲击韧性均在30 J以上，表明制备的2种马氏体钢均具备超高强度和良好韧性。在往复滑动磨损过程中，在线淬火制备的2种马氏体耐磨钢在10和50 N的较低载荷下的相对耐磨性差异较小；但在90 N的高载荷下两者的相对耐磨性出现较大的差异，硬度较高的钢种的相对耐磨性较好。另外，随着载荷的升高，磨损机理由磨粒磨损和黏着磨损为主转变为氧化磨损和黏着磨损相结合的磨损方式。最后，两试验钢种的摩擦系数均随着载荷的增大呈先增大后减小趋势，且外加载荷与摩擦系数对接触应力的影响呈竞争关系，外加载荷对接触应力大小起主要决定作用。

关键词： HEA涂层   分子动力学   摩擦磨损特性   势函数  

摘要： 高熵合金(HEAs)由于其优异的力学性能被认为是一种有前景的涂层材料。采用分子动力学方法，探讨Cu基体上制备的FeNiCrCoCu高熵合金涂层在不同划痕深度和划痕速度下的力学和摩擦磨损特性。分析模拟结果表明，切削深度增加导致刀具运动阻力和摩擦系数上升。然而，由于热软化和应变速率硬化的作用，摩擦系数会随着切削速度的提高而逐渐降低。进一步分析发现，随着划痕深度的增加，位错密度升高，亚表面损伤加剧，HEA涂层通过吸收和释放切削应力来保护Cu基体，减少基体应力和缺陷深度，防止刀具切割破坏Cu晶格结构，HEA涂层能有效提高材料表面的耐磨性。这些发现可为HEA涂料的应用提供理论依据。

关键词： 组合管路   CFD-DEM   磨损特性   数值模拟   固液两相流  

摘要： 鉴于管道磨损对于确保管道系统的安全、经济和可持续运行至关重要,基于计算流体力学——离散元耦合法(CFD-DEM),对一种由2个90°弯头组成的组合管路固液两相流磨损特性进行了数值模拟研究。结果表明,在颗粒体积浓度保持恒定的情况下,随着流速的增加,磨损率将呈指数型增长,并与碰撞速度的2.41次方成正比;随着颗粒浓度的增加,2个弯头的碰撞频率和磨损率的增长率出现了不同的变化,高浓度工况下管道内更易出现“护盾效应”;弯头间距的增大使得颗粒的流动更为充分,同时削弱了弯头内二次流的影响,导致颗粒与壁面接触的次数减少,碰撞频率和磨损率也随之降低;在相同浓度的混合粒径工况下,粒径的增加将导致弯头壁面的平均磨损率减少,然而大颗粒的惯性力增加将导致弯头壁面的最大磨损率增加。研究结果为组合管路的抗磨损性能提升提供了理论支撑。

关键词： 微动磨损   双轴加载   交变法向载荷   相位差   TC4钛合金   磨损机制  

摘要： 目的 研究双轴交变载荷作用下TC4钛合金微动磨损性能。方法 采用双轴加载微动磨损试验系统开展TC4钛合金不同法向交变载荷均值和相位差下的微动磨损试验。采用三维形貌仪和扫描电子显微镜对损伤区域进行分析。结果 在法向交变载荷作用下，Ft-D曲线呈近似d形，与恒定法向载荷工况具有显著区别。随着法向交变载荷均值的减小，磨屑更容易排出，接触区域面积增大，磨擦表面的磨损程度加剧，磨损体积增大12.3%～363.7%。随着双轴加载相位差增大，磨损程度增加，磨损体积增大749.2%～1791.3%。微动初期接触面积和磨屑较少，不同工况下的起始摩擦系数基本一致，随着微动周次的增加，磨损区面积增大且产生大量磨屑，导致摩擦系数增加，当接触表面磨屑的产生和溢出达到动态平衡时，摩擦系数趋于稳定。结论法向载荷均值增加，微动演化趋于局部滑移。反之，微动演化趋于全局滑移，磨损程度加剧，微动损伤机制从黏着磨损转变为剥层磨损。双轴交变载荷之间相位差越大，微动演化趋于全局滑移，磨损程度加剧。

关键词： 复杂黄铜   柱塞泵   显微组织   磨损  

摘要： 本文通过采用金相显微镜、XRD、SEM和UMT摩擦磨损试验机等手段，对复杂黄铜（HAl61-4-3-1）和硅锰黄铜（HMn60-3-1-0.75）的显微组织和耐磨性能进行了研究。实验结果显示，HAl61-4-3-1及HMn60-3-1-0.75耐磨黄铜主要由α相+β相+强化相三相构成，其中α、β相的主要元素为Cu，Zn。复杂黄铜HAl61-4-3-1颗粒状强化相以Al，Co，Ni，Fe，Si为主。硅锰黄铜HMn60-3-1-0.75强化相为Mn5Si3。与HMn60-3-1-0.75相比，HAl61-4-3-1黄铜具有更高的硬度，较小的摩擦系数和磨损量。具体数值分别为181.3 HV、0.177和1.13×10-3g。这种差异主要是由于HAl61-4-3-1黄铜的基体硬度大于HMn60-3-1-0.75，在磨损时犁沟效应减轻，剥落和粘着程度也减小，通过对HAl61-4-3-1磨损形貌的分析，主要的磨损形式为磨粒磨损和粘着磨损，并伴有少量的疲劳磨损与氧化磨损。

关键词： 比转速   离心泵   固液两相流   泥沙磨损  

摘要： 黄河沿岸引黄泵站多选用离心泵进行农业灌溉,但黄河水含沙量大造成的过流部件磨损问题严重威胁泵站的正常运行。比转速是影响叶片形状与转轮参数的重要因素,针对不同比转速离心泵叶轮的不同,采用固液两相流数值计算方法,研究5种不同比转速离心泵磨损特性。结果表明,不同比转速离心泵叶片磨损分布较高的区域主要集中在叶片进出口处。随着比转速的增大,叶片中心块状磨损区域消失,叶片上的磨损逐渐降低;流量、扬程、转速对叶片磨损的影响依次减小。固相体积分数在叶片头部较高,并随着比转速的增大在头部出现带状高固相体积分布区域,叶片上固相体积分布与磨损分布相似度不高,对叶片的磨损影响较小;固相速度在各工况下变化趋势相似,随着比转速的增加,叶片中心固相速度由高于首尾变为低于首尾,正是叶片中心块状磨损区域消失的主要原因,叶片上固相速度分布与叶片磨损分布几乎一致,对叶片磨损性能的影响最为明显。研究结果可为引黄泵站的离心泵水力设计及性能优化提供参考。

关键词： 磨损预测模型   U75V钢轨   Tγ/A-磨损率   重载铁路   磨损关键因素  

摘要： 随着货运列车运量和运行速度的提升，钢轨磨损加剧，降低了服役寿命并增加运营成本。研究建立了U75V钢轨材料Tγ/A-磨损率模型，结合动力学仿真与数值计算方法建立了钢轨磨损预测模型。利用预测模型对现场服役钢轨的磨损规律进行预测，基于预测模型对影响钢轨磨损的关键因素(轴重、蠕滑)进行分析。结果表明：所建立的U75V钢轨Tγ/A-磨损率模型可划分为三个不同磨损区域，仿真得到的钢轨磨损规律与现场实测结果基本一致，验证了该预测模型的合理性。轴重和蠕滑均与U75V钢轨的磨损深度呈正相关；轴重增加导致蠕滑减小，在轨顶接触区域，蠕滑对钢轨磨损影响较大；在轨侧接触区域，轴重对钢轨磨损影响较大。上述结果表明基于Tγ/A-磨损率模型的钢轨预测方法能够为现场钢轨磨损演化规律与减磨措施优化提供技术指导。

关键词： 锅炉风机   叶轮磨损   防磨技术   耐磨材料   磨损机理  

摘要： 工业锅炉风机叶轮在长时间的高负荷运行中不可避免地遭遇磨损,这种磨损不仅影响设备性能,更可能威胁生产安全。风机叶轮的磨损问题在工业中普遍存在,但常常被忽视,直到设备性能开始下降,或者故障已无法忽略。通过深入分析风机叶轮的磨损表现及其复杂的成因,本文从多个维度展开了防磨技术的研究。具体技术方案结合了实际工况,从材料选择、结构优化到创新工艺的应用,都提供了新颖而实用的解决思路。以典型案例为基础,本文不仅为延长叶轮的使用寿命提供技术建议,也为未来的设备维护管理提出了新的视角。