连续式风洞大开角扩散段流动控制数值模拟

在连续式跨声速风洞中,大开角对抑制压缩机尾流扰动和提高换热器入口气流品质有重要作用,依靠设计经验和工程估算等传统风洞设计方法,无法对大开角扩散段流动控制进行有效设计。为增强大开角扩散段防分离能力,提高出口气流品质,降低损失,采用计算流体力学方法,结合适当的边界条件,对使用阻尼网进行整流的不同设计方案进行了模拟,从结果可以看到,阻尼网布置位置和开孔率对大开角段内和出口的流动状态有很大影响,第一层阻尼网应位于分离点之前,开孔率介于0.6~0.66,第二层阻尼网布置位置应靠近出口,开孔率介于0.56~0.66之间;最后对大开角段内的流动机理和压力恢复效率进行了探讨。研究结果表明:数值模拟能够得出较为合理的参数匹配,有效提高流场指标。     

空间环境因素对涂层型自润滑关节轴承磨损寿命影响规律及机理

目的 探究典型空间环境因素对涂层型自润滑关节轴承寿命的影响。方法 通过非平衡磁控溅射技术在GE17型关节轴承表面沉积了H-DLC(含氢类金刚石)薄膜,并使用自主研发的关节轴承磨损试验机,分别在大气、真空、原子氧侵蚀、紫外辐照4种环境下,对关节轴承进行了全寿命试验,通过扫描电子显微镜和白光三维轮廓仪等仪器,对关节轴承内外圈磨痕进行了表征。结果 在不同环境下关节轴承磨损过程中的摩擦扭矩信号和摩擦面温度信号都可以作为轴承磨损失效的物理信号,但是温度信号的突变点要早于扭矩信号;在大气、真空、原子氧侵蚀、紫外辐照4种环境下,关节轴承平均磨损寿命分别为87.48、30.55、17.06、29.37 h,轴承在4种环境下都主要发生黏着磨损和磨粒磨损,在原子氧侵蚀后的轴承还存在一定的氧化磨损。此外,轴承内圈磨损比轴承外圈更加严重,轴承外圈更容易吸附大量球状磨屑。结论 真空环境导致轴承内外圈产生的摩擦热不能快速排出,因此轴承摩擦接触面温度较高,H-DLC薄膜性能下降,导致轴承磨损寿命大幅度降低,原子氧侵蚀会导致H-DLC薄膜部分氧化分解,在原子氧侵蚀后轴承磨损寿命进一步降低,而紫外辐照对轴承磨损寿命影响不大。     

粉体预氧化对NiAl激光熔覆涂层组织和性能的影响

目的 激光熔覆是集节能、环保、减排于一身的低碳技术，能够解决涂层存在的粗大枝晶、较大开裂敏感性及纳米增强颗粒昂贵等难题。方法 借助Al颗粒的易氧化特性，提出一种预氧化气固反应手段，原位制备铝粉表面附着氧化铝的复合型粉体，采用激光熔覆技术将复合粉末制备成冶金涂层，并考察预氧化方法对NiAl涂层组织和性能的改性规律。结果 通过预氧化方法获得了铝粉表面附着氧化铝的复合型粉体，且制备的涂层成形良好、无缺陷；预氧化涂层的枝晶更细小，XRD测试表明预氧化涂层中出现了Al₂O₃。由于预氧化方法带来的细晶强化和第二相强化作用，使得预氧化涂层的硬度在NiAl涂层的基础上提升了约20%，预氧化方法引入的氧促使摩擦界面形成了一层氧化物润滑膜，使得预氧化处理后涂层的摩擦因数降低了约23%，同时耐磨性得到显著提升。结论 采用预氧化方法以低成本原位合成了复合型粉体，通过预氧化方法使涂层实现了从组织结构到性能的良性转变，为推动绿色低碳技术发展，高性能新型粉体的研发，以及NiAl涂层的应用提供一些思路与方法。