大功率发动机高性能粉末冶金油泵齿轮研究

通过对大功率发动机油泵齿轮使用状况的分析，进行了油泵齿轮的弯曲强度、接触疲劳强度和有限元分析计算；研制了高性能粉末冶金温压齿轮材料，与原采用的合金钢材料进行了摩擦磨损对比研究；采用粉末冶金温压旋转模模壁润滑方式压制了机油泵斜齿轮，与合金钢齿轮加工工艺、材料利用率和制造成本加以比较。进行了齿轮的轮齿折断试验、部件可靠性试验、整机耐久性试验，结果表明，在发动机全寿命周期内，所研制的粉末冶金温压斜齿轮耐磨性好、强度高，油泵供油量下降少，满足发动机各种工况的使用要求。     

高性能粉末冶金斜齿轮传动磨损特性研究

通过分析发动机油泵齿轮传动耐磨性能对发动机使用性能和寿命的决定性作用,提出了提高齿轮副耐磨性的要求,研制了高性能粉末冶金温压齿轮材料,研究对比了合金钢齿轮摩擦磨损特性,进行了磨损台架考核实验,结果表明,使用温压成形技术制造的粉末冶金斜齿轮耐磨性好,成本低,油泵供油量下降少,满足发动机各种工况的使用要求,具有广阔的市场应用前景。     

粉末冶金温压斜齿轮系统传动性能

使用温压成形技术制造的粉末冶金斜齿轮耐磨性好,成本低.利用有限元法建立了包含齿轮副、传动轴、轴承和箱体的齿轮系统完整的动力学模型.计算了在动态激励下粉末冶金斜齿轮系统的振动响应,通过试验验证了有限元分析模型;研究了粉末冶金斜齿轮传动效率特性.分析了材料因素对齿轮传动效率的影响.结果表明:粉末冶金斜齿轮传动效率比38CrMoAI斜齿轮高,传动更平稳,磨损小,因而具有广阔的应用前景.     

铁基粉末冶金材料的温压工艺

介绍了温压技术的工艺过程和致密化机制,采用温压工艺制备铁基粉末冶金材料,优选出了适合于温压工艺的聚合物添加剂,并确定了其最佳压制温度范围。试验表明,采用温压工艺可提高材料的生坯和烧结体密度以及力学性能     

高性能齿轮传动数据库软件设计与开发EI北大核心

针对我国高性能齿轮传动基础数据管理不规范,齿轮传动数据库和设计软件功能欠缺等问题,设计了高性能齿轮传动数据库软件框架和数据库结构,基于C++语言、Qt应用程序框架和轻量化数据库引擎SQLite开发了高性能齿轮传动数据库软件,并应用于齿轮行业设计分析和生产管理。该软件实现了齿轮材料、工艺、结构、性能等基础数据的高效流程管理和科学数据分析;开发了包括工况分析、寿命预测、轴承选型、结构优化等齿轮传动系统设计模块,实现复杂可变边界条件下齿轮传动系统设计和多目标优化;成功应用于同向平双齿轮传动系统减重、特种车辆重载齿轮数据整理分析等,为高性能齿轮传动行业提供自主可控的有效工具支撑。     

粉末冶金斜齿轮系统模态分析

使用温压成形技术制造的粉末冶金斜齿轮耐磨性好、成本低。利用有限元法建立包含齿轮副、传动轴、轴承和箱体的粉末冶金斜齿轮系统完整的动力学模型,分析斜齿轮系统的固有频率和主要振型类型,通过试验模态分析方法验证有限元分析模型的计算结果。该模型反映了斜齿轮系统的动力学性能,为齿轮系统动态性能分析提供了依据。     

直齿轮“渗碳-温挤”渗碳层分布与性能研究

齿轮广泛用于各种机械设备和仪器仪表中,是机械传动的基本零件。近年来,随着汽车工业的发展,特别是轿车生产,对齿轮的精度及力学性能的要求越来越高,齿轮正朝着高精度、低噪声、高承载、高速度、轻量化及长寿命的方向发展。其中,采用硬齿面齿轮是提高齿轮强度及承载能力的有效途径。目前,硬齿面直齿轮普遍采用“机加-渗碳-热处理”的工艺加工,材料利用率不高,尤其是金属流线被切断,而且成形后渗碳处理使渗碳层晶粒粗大、渗碳层厚度分布不合理,造成齿轮强度与疲劳寿命的降低。而直齿轮“渗碳-温挤”技术将坯料先做渗碳处理,再温精密塑性成形为齿轮,具有材料利用率高、生产率高及晶粒细化等优点。将文讨论“渗碳-温挤”直齿轮工艺的渗碳层分布与齿轮性能关系。     

20CrMoH与8620H材料的齿轮热处理变形分析

基于材料组织热动力学及热处理商用仿真软件,结合实际汽车主减速器从动齿轮的热处理工艺,研究20CrMoH与8620H两种材料的齿轮热处理变形情况。以某主减速器从动齿轮为研究对象,通过JMATPRO软件建立20CrMoH与8620H材料的性能数据库,建立了齿轮渗碳淬火及预冷淬火工艺的数值分析模型,使用DEFORM软件模拟得出20CrMoH与8620H两种材料齿轮热处理变形信息。研究表明,8620H材料齿轮表面含碳量以及硬度均小于20CrMoH材料;相对于20CrMoH,8620H齿轮热处理变形更小且更均匀。     

粉末冶金斜齿轮振动特性实验研究

齿轮传动是一种应用非常广泛的机械传动形式,在传动过程中会产生振动、噪声,其振动特性是齿轮装置动力性能的重要指标.粉末冶金齿轮是一种新型工艺制作的齿轮,具有良好的力学性能,其振动特性的研究,对于指导设计高性能的齿轮装置,具有重大意义.设计了基于Labview的齿轮振动信号虚拟仪器系统,分析了粉末冶金斜齿轮和38CrMoAl斜齿轮振动信号特征,结果表明:粉末冶金温压斜齿轮比38CrMoAl斜齿轮振动峰值小,传动更稳定,具有广阔应用前景.     

深冷处理工艺对半轴齿轮热处理变形的影响

基于材料组织热动力学及热处理商用仿真软件,结合实际汽车半轴齿轮的热处理工艺,探讨深冷处理工艺对半轴齿轮热处理变形的影响。以20Cr Mn Ti半轴齿轮为研究对象,利用DEFORM软件模拟了齿轮渗碳淬火及深冷处理工艺过程,利用JMATPRO软件建立20Cr Mn Ti半轴齿轮材料性能数据库,得到了齿轮渗碳淬火及深冷处理过程后齿轮变形信息。仿真结果表明,齿轮渗碳淬火后存在变形,径向变形影响使用性能,深冷处理后整体变形变形范围减小,但径向变形没有改变。     

车身复杂结构大规模问题的缩减计算

针对车身设计中复杂结构多参数大规模问题,提出了一种基于减基法和有限元的混合算法来进行缩减计算。该方法首先通过计算系统在有限个样本下的响应构造近似解空间,然后基于有限元方法分离出刚度矩阵中的设计参数,接着将矩阵向解空间进行投影,最后构建减缩计算系统。在新参数条件下,通过减缩系统得到大规模问题的响应,极大地提高了结构响应的计算效率。     

温压制备Fe-1.8Ni-0.5Mo-1.2Cu-0.2C粉末冶金齿轮的组织与性能

以Fe-1.8Ni-0.5Mo-1.2Cu-0.2C预合金粉为原料,采用温压、烧结、渗碳、淬火与低温回火的工艺制备了粉末冶金齿轮,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和硬度仪等研究了齿轮的组织与性能。结果表明:温压压坯的密度为7.35g.cm-3,相对密度为94.2%;烧结态齿轮的显微组织主要是珠光体和铁素体,硬度达到46～54HRA,密度为7.37g.cm-3,相对密度为94.5%,烧结态齿轮有轻微收缩现象,但其仍表现出良好的尺寸稳定性;热处理后齿轮渗碳层的组织主要由回火马氏体和少量残余奥氏体组成,齿轮断齿扳力为9.6kN,硬度提高至66～75HRA。     

粉末冶金斜齿轮系统振动频率响应分析

利用有限元法建立包含齿轮副、传动轴、轴承和箱体的齿轮系统完整的动力学模型。使用有限元分析软件 MSC.Nastran计算了在齿轮动态激励下粉末冶金斜齿轮系统的振动响应,并与38CrMoAl刚性齿轮系统进行比较。     

基于小波分析的粉末冶金温压齿轮监测系统研究

粉末冶金温压成形技术制造的斜齿轮耐磨性好,成本低,其工作过程产生的振动、噪声具有明显的频带特点.小波分析技术对噪声没有特殊限制、降噪效果好.建立基于虚拟仪器Labview平台齿轮振动信号采集、分析处理系统,对采集的振动信号使用小波分析技术进行实时分析处理,从而对齿轮传动系统进行监测和诊断.     

一种砌砖机器人的结构设计

设计了一种砌砖机器人的机械结构.设计的砌砖机器人机构包括手爪机构、压实机构、运动机构、横梁上升机构、送砖机构和前进机构六部分.机器人可由单片机或PLC进行控制,可实现自动送砖、定位、夹砖、摆放、压实、运动和整体前进等动作.该机械结构采用方钢管、导轨、齿轮、齿条等制成,成本较低,整个过程运行平稳、精确.     

Effect of compaction procedure on air void structure of asphalt concrete

Past studies found a significant difference of strength between laboratory and field compacted asphalt concrete (AC). This study evaluated the pore structure of AC compacted by gyratory compactor, linear kneading compactor (LKC) and field cores. The different components of pores were determined and compared for different compaction procedures. The variation of permeability as well as moisture damage of samples prepared by different compaction procedures was also compared. It was observed that the pore structure of field samples is totally different from linear kneading compacted and gyratory compacted samples. Permeability of field samples does not depend on the level of compaction as much as for laboratory compacted samples. The indirect tensile strength (IDT) of field samples is always less than gyratory samples and more than linear kneading compacted samples. Field samples and linear kneading compacted samples are more susceptible to moisture than the gyratory compacted samples.     

温压工艺及其关键技术

简要介绍了温压工艺方法、特点和应用,并对其关键技术（包括粉末、润滑剂、温压温度、温压系统和致密化机理）的研究进展进行了综述,指出国内加快开展温压工艺的研究,具有重要的现实意义。     

Genetic algorithm-based numerical optimization of powder compaction process with temperature-dependent cap plasticity model

In this paper, a shape optimization technique is presented for the cold and hot isostatic pressing of metal powders based on the genetic algorithm (GA) approach. The GA technique is used to obtain the desired optimal compacted component by changing the boundaries of component and verifying the prescribed constraints. The coupled thermomechanical analysis of hot isostatic pressing is employed for metal powders during densification process. The numerical modeling of hot powder compaction simulation is performed based on the large deformation formulation, temperature-dependent cap plasticity model, and frictional contact algorithm. The modified cap plasticity takes the temperature effects into the numerical simulation of highly nonlinear behavior of metal powder. Finally, numerical examples are analyzed to demonstrate the feasibility of proposed optimization algorithm for designing powder components in the cold- and hot-forming processes of powder compaction.     

高性能铁基预混合粉的温压工艺性能研究

简要介绍温压工艺,着重从工艺稳定性、生坯密度、生坯强度以及拉伸强度等方面研究自制高性能铁基预混合粉的温压工艺性能。研究结果表明,自制高强度铁基粉末具有良好的温压工艺性能。     

浅析金属塑性成形数值模拟的系统缺陷

以圆柱直齿轮温挤压数值模拟为例,从两个方面分析金属塑性成形数值模拟的系统缺陷及成因,并提出解决办法,对类似的数值模拟有一定的参考价值.