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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%。

关键词： LuGre摩擦模型   参数辨识   误差补偿   机械系统  

摘要： 文章对机械系统中LuGre摩擦模型的参数辨识与误差补偿方法进行了文献综述,并从参数辨识和误差补偿两个方面对该模型的应用进行了探讨。首先,介绍了LuGre摩擦模型的基本原理和数学表达式。其次,概述了常见的LuGre摩擦模型参数辨识方法。然后,讨论了LuGre模型的误差补偿方法。最后,指出了未来研究的发展方向。通过对LuGre模型参数辨识与误差补偿方法的综述,可为相关领域的研究者提供参考和启示,有助于进一步推进摩擦补偿技术的发展和应用。

关键词： TiB_(2)/WS_(2)复合薄膜   退火处理   硫元素流失   摩擦磨损  

摘要： 在严苛的航空航天工况环境下,WS_(2)基复合薄膜在减摩耐磨方面的结构演变和失效规律仍须进一步探索。为扩展其在温域上的应用范围,采用磁控溅射技术在硅片和718高温合金块上沉积TiB_(2)/WS_(2)复合薄膜,分别在200、450和600℃大气环境下对复合薄膜进行退火处理。利用扫描电子显微镜、透射电镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪、纳米压痕仪和球盘高温摩擦试验机等分析技术对退火处理前后薄膜的组分、结构、力学性能和摩擦磨损性能进行研究。结果表明:随着退火温度的升高,复合薄膜中硫元素的分解率增大,S/W比降低,薄膜氧化程度增加。未退火处理薄膜在摩擦过程中由于形成易于剪切滑移的WS_(2)(002)晶体取向结构保持了低且稳定的摩擦因数。200℃退火处理后薄膜的致密性增加,硬度得到明显的提升,显示良好的减摩耐磨性能[摩擦因数<0.075,磨损率为9.21×10^(-6)mm^(3)/(m·N)量级]。450℃退火处理后薄膜中生成的氧化相WO_(3)、TiO_(2)导致摩擦因数波动上升,磨损率增加。600℃退火处理后薄膜瞬时失效,主要是由于薄膜中硫元素的大量分解流失难以形成润滑相和薄膜表面形成松散堆积结构所造成的。通过观察退火处理前后复合薄膜微观结构的变化明确了其在不同温度下的磨损失效演化规律。

关键词： 类金刚石膜层   梯度过渡   结合力   耐磨润滑  

摘要： 为解决某型扭力臂轴及配合衬套的磨损问题,使用磁控溅射和等离子增强化学气相沉积技术,在30CrMnSi-Ni2A表面制备了渐变过渡结构的类金刚石膜层(DLC)。使用球磨法、纳米压痕法、划痕法测量DLC膜层性能,膜厚为4.3μm,硬度≥1900 HV,膜基结合力≥30 N。经过滑动磨损测试,膜层摩擦系数≤0.2,摩擦磨损率≤2×10^(-6) mm^(3)·r^(-1)。经过20000转次耐磨测试,与硬铬镀层的扭力臂轴对比,DLC膜层配合衬套的磨损量远低于硬铬镀层配合衬套,可满足扭力臂轴耐磨润滑需求。

关键词： 导向滑靴   磨损模型   磨损特性   数值仿真  

摘要： 为了研究采煤机导向滑靴导向槽磨损规律,以某型号采煤机导向滑靴作为研究对象,基于Archard磨损模型建立了导向滑靴数学磨损模型,使用ABAQUS软件对导向滑靴与销排的相对滑动进行了仿真,分析了导向槽表面的磨损特性,探究了滑移距离对导向槽磨损的影响规律。研究结果表明:磨损初期导向滑靴与销排的实际接触面积逐渐增大,接触压力逐渐减小;采煤机运行100 km时导向滑靴的最大磨损深度为4.379 mm,对于耐磨层厚度为6 mm的导向滑靴,采煤机运行450 h后考虑对导向滑靴进行检修。

关键词： 柱塞泵   故障诊断   随机森林算法   滑靴磨损   准确度  

摘要： 为了提高低负载下柱塞泵滑靴磨损故障状态诊断精度,提出基于随机森林算法的柱塞泵滑靴磨损故障状态识别方法。重点分析了低负载条件下各类柱塞泵滑靴故障信号的频域特征值,构建了特征数据库。验证了上述方法的适应性,并测试了柱塞泵不同程度松靴故障的诊断情况。研究结果表明:滑靴磨损后频域表现出明显的波动性,袋外错误率和决策树数量呈现反比变化规律,基本都在0.05附近,将决策树最优棵数n设定在400。以随机森林算法诊断特征数据库时,在250组样本中只发生了1组误识别情况,达到了98.75%的识别准确度。随机森林方法训练时间、训练准确度与测试准确度都比其它各算法更优。松靴故障诊断结果获得了高于99.5%的总体诊断准确度。采用随机森林方法柱塞泵磨损故障状态诊断表现出优异适应性,能够对柱塞泵各故障状态进行准确诊断。

关键词： 轴流泵   固液两相流   数值模拟   磨损率  

摘要： 为探究多泥沙河流引水立式轴流泵的磨蚀问题,基于particle固液两相流模型与Tabakoff磨损模型,研究6个流量工况下5种泥沙粒径和5种含沙率组合的轴流泵装置内泥沙颗粒运动规律及其对轴流泵叶片磨损的影响.结果表明:流量变化对泥沙颗粒运动轨迹影响显著,小流量下泥沙颗粒向叶片工作面运动的趋势更为明显,叶片更容易被磨损,磨损位置主要在叶片进水边及叶片外缘;粒径变化对泥沙颗粒运动轨迹影响也较为显著,大粒径泥沙颗粒更容易撞向叶片工作面而加重磨损,含沙率为0.05,粒径从0.01 mm增大到1 mm时,叶片最大磨损率从0.001 kg·m^(-2)·s^(-1)增加到0.0244 kg·m^(-2)·s^(-1);含沙率变化对泥沙颗粒运动轨迹影响较小,但泥沙浓度增加会加重磨损,粒径为0.5 mm,含沙率从0.01增加到0.2时,叶片最大磨损率从0.0018 kg·m^(-2)·s^(-1)增加到0.061 kg·m^(-2)·s^(-1);叶片磨损强度和叶片磨损面积均与泥沙粒径和含沙率呈正相关,粒径和含沙率越大,叶片受到的磨损强度及磨损面积越大.

关键词： 45#钢   CrN涂层   CrN/TiAlN   多层涂层   耐磨性   磨损机制  

摘要： 特种装备车辆往往在高速、高冲击等复杂环境下运行,底盘选装密封件表面容易被磨损造成密封失效,在密封工作面制备硬质涂层是提高服役寿命、延长维修周期的重要方法。采用物理气相沉积法在45#钢表面制备单层CrN涂层和不同过渡层厚度的多层CrN/TiAlN涂层,用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、表面轮廓仪、纳米压痕仪和往复式摩擦磨损试验机,研究涂层的微观结构、机械性能和摩擦磨损性能。结果表明单层CrN涂层厚度为0.87μm,其硬度和模量最小为19.49 GPa和160.53 GPa。CrN/TiAlN多层涂层的硬度和模量明显提高,且随过渡层厚度增加而增大,4CrN/TiAlN涂层的硬度和模量可达到39.86 GPa和386.72 GPa。在空气环境下的摩擦磨损试验中,单层CrN涂层被快速破坏;CrN/TiAlN多层涂层的平均摩擦因数随着过渡层厚度的增加先增大后减小,最大磨损深度和磨痕截面积不断下降。4CrN/TiAlN涂层具有最优摩擦磨损性能,其平均摩擦因数为0.792 5,磨痕截面积为315.09μm^(2),磨损机理为磨粒磨损和少量粘着磨损。提高过渡层厚度能够降低基体的塑性变形,降低涂层与基体的物理性能差异,减少涂层开裂并提高涂层摩擦磨损性能。通过调控过渡层厚度获得性能优异的CrN/TiAlN多层涂层,研究成果可应用于车辆旋转密封件上,显著提高密封工作面耐磨损性能。

关键词： 刮板输送机   磨损链轮模型   圆环链传动系统   动态特性  

摘要： 矿用刮板输送机长期在复杂的环境中作业,链轮会发生不同程度的磨损,从而对刮板输送机动态性能产生较大影响,以SGZ 1000/3*1000矿用刮板输送机的圆环链传动系统为研究对象,首先建立了磨损链轮模型,然后对不同磨损程度下的链轮传动过程进行动力学仿真,分析了链轮磨损对系统动态特性的影响,并通过试验进行了验证。结果显示,相比无磨损时,链轮磨损加剧了运行过程中链条的速度波动,最高增大至原来的3倍;链轮与链环间的啮合接触力增加至原来的3倍;链环间的拉力增大至原来的2倍,同时拉力波动最高增大至原来的4倍。该研究为刮板输送机传动系统设计提供了理论参考。