MoS_2涂层扭动微动磨损特性有限元分析

为探讨MoS2固体润滑涂层在抗扭动微动磨损中应用的可行性,对MoS2涂层在扭动微动下摩擦力学性能进行有限元分析,研究扭转角位移幅值、法向载荷、摩擦因数等对MoS2涂层接触表面力学行为的影响,并与基体材料扭动微动力学行为进行比较。分析结果显示:MoS2涂层扭动微动运行区域的改变消除了混合区裂纹萌生与扩展所产生的损伤;MoS2涂层在部分滑移区和滑移区,其表面塑性应变虽比基体大,但明显较小的摩擦剪应力,在部分滑移区不足以启动MoS2涂层晶体的滑移,在滑移区对塑性流动层的剪切作用不够,因此MoS2涂层表面磨损较轻微,即MoS2能有效发挥抗扭动微动磨损作用。     

钴铬钼合金在血清溶液和干态条件下的扭转复合微动磨损特性

以钴铬钼合金球头与钴铬钼平面试样作为摩擦副,分别在质量分数为25%的胎牛血清溶液和干态条件下进行了扭转复合微动磨损试验,探讨了该合金的微动磨损行为和损伤机理。结果表明:在血清溶液中摩擦副的界面比干态下的更易滑动;在部分滑移区,血清溶液和干态条件下的切向力与法向力比值都很小;在混合区,两种润滑条件下的接触界面均有明显的塑性变形;在滑移区,血清溶液的润滑作用显著,磨损机理为磨粒磨损和氧化磨损,而干态条件下除此以外还存在剥层现象;两种润滑条件下的微动界面都发生了摩擦氧化。     

30CrNiMo8合金钢的弯曲微动疲劳特性

在不同弯曲载荷水平下,对30CrNiMo8合金钢进行了系统的弯曲微动疲劳试验,建立了其微动疲劳S-N曲线,讨论了其弯曲微动疲劳特性及相关规律。结果表明:30CrNiMo8钢弯曲微动疲劳的S-N曲线明显不同于常规疲劳的,呈现"C"曲线特征;随着弯曲载荷的增加,微动依次运行于部分滑移区、混合区和滑移区;在混合区,裂纹最易萌生且微动疲劳寿命最短;微动损伤区的磨损机制主要为磨粒磨损、氧化磨损和剥层;弯曲微动疲劳裂纹的扩展表现为三个不同的阶段,第一阶段裂纹斜向扩展,以接触应力控制为主,第二阶段裂纹转向,受接触应力和弯曲应力共同控制,第三阶段裂纹扩展方向变为垂直方向,以弯曲应力控制为主。     

水膜及油水混合膜对GCr15钢微动磨损行为的影响

在室温(20~25℃)及超湿大气环境(RH 95%~105%),载荷50、100、150 N,位移幅值80、150、300μm,频率10 Hz,水汽和润滑油组合介质中,做了GCr15钢的微动磨损试验。结果显示:与干态比较,水膜及油水混合膜使微动摩擦因数和磨损率显著下降,微动损伤减轻;油水混合膜的作用优于水膜。结合微动磨痕形貌观察讨论并建立了水膜及油水混合膜结构模型。     

车轮辐板阻尼涂层对钢轨波磨的影响

目的研究车轮辐板涂敷有阻尼性能的涂层对小半径曲线钢轨波磨的影响,并根据试验结果提出减缓或抑制钢轨波磨的建议。方法基于摩擦自激振动导致钢轨波磨机理,利用ABAQUS有限元仿真软件,建立轮对、钢轨、轨枕、车轮辐板涂层有限元模型,模拟曲线半径为300 m的工况,采用ABAQUS中内置的复特征值分析方法,分析轮轨系统在小曲线半径工况下的稳定性。结果在曲线半径为300 m的工况下,轮轨间因存在饱和蠕滑力引起自激振动,于频率f=502.32 Hz时产生不稳定振动,从而引起钢轨波磨。通过在车轮辐板内侧和双侧涂敷有阻尼涂层,可有效增强轮轨系统的稳定性,减缓钢轨波磨的发生趋势。只在车轮辐板外侧添加涂层会增加钢轨波磨的发生概率。车轮辐板双侧和内侧涂层模型中,涂层厚度的增加会提高系统稳定性;外侧涂层模型中,涂层厚度的增加会降低系统的稳定性。涂层的阻尼系数对钢轨波磨有较大影响,提高涂层阻尼系数可有效减缓钢轨波磨发生趋势。结论在地铁小半径曲线上,通过在车轮辐板内侧涂敷有阻尼涂层,可有利于减缓钢轨波磨现象,当涂层阻尼系数增大至1.5e–3时,可有效抑制钢轨波磨。     

轴重对轮轨材料滚动磨损与损伤行为影响

利用WR-1轮轨滚动磨损实验机研究不同轴重下轮轨材料滚动磨损与损伤性能。结果表明:轮轨试样磨损率均随轴重增加呈现线性增加趋势,且钢轨试样磨损率大于车轮试样磨损率。轮轨试样硬化率均随时间呈现先增加后趋于稳定的变化趋势,轮轨试样塑变层厚度和硬化率均随轴重增加而增大,且车轮试样硬化率大于钢轨。车轮试样和钢轨试样表面损伤形貌不同,车轮试样表面表现为垂直于滚动方向的疲劳裂纹,钢轨试样表面表现为裂纹和块状剥落,轮轨试样表面损伤均随轴重增加而更加严重;车轮试样表面裂纹疲劳断裂和钢轨试样表面块状剥落形成磨屑,成分主要为Fe2O3和马氏体,随轴重增加,磨屑尺寸呈现增大趋势,但成分与含量无明显变化。     

圆形路径载荷下35CrMoA钢的微动疲劳失效特性

通过柱面对柱面的接触方式,研究了35CrMoA钢在圆形路径载荷下的微动疲劳失效特性,采用扫描电子显微镜对微动疲劳试样的微动斑、磨削及微裂纹进行观察。试验结果表明:随着微动摩擦磨损的进行,磨损方式逐渐由粘着磨损转变为磨削磨损;微动斑的粘着区存在着圆形或近圆形的微小斑痕,滑移区上堆积了大量的磨屑;微动疲劳失效部位发生在粘着区与滑移区的交界处,并由于等效应力的不同而失效位置不同;微动疲劳的微裂纹存在于晶界上,并且沿晶界扩展。     

一种简便有效的涂层超导带材低电阻焊接工艺（英文）

随着近年来YBCO涂层超导带材性能的提升,其相关应用已逐渐成为研究热点。由于单根带材长度通常不能满足实际应用需要或需要形成闭合线圈,涂层超导带材的连接是各项应用中必不可少的一个关键步骤。国内外对带材接头工艺中控制因素的研究主要集中在焊接温度、焊料、施加压力等方面。由于涂层带材很薄,极易因为局部的微小形变而损坏退化,因此焊接平台表面应该足够平整光滑,焊接平台具有高平整度表面也是获得极低电阻接头的关键因素之一,而目前这一点还未引起足够重视。因此研究了一种简便有效的基于高平整度(小于5μm/100 mm)焊接平台的涂层超导带材焊接工艺。采用该工艺及带材正面相对的搭接方式,进行了不同厚度和搭接长度的带材接头焊接。之后,采用四引线法在液氮环境中对接头进行了电性能测试,当搭接长度为14 cm时接头电阻低至6.3 n?。此外,通过金相光学显微镜和扫描电子显微镜对接头微观结构进行了观察分析,获得了接头处焊料分布状态。     

具有极低电阻的涂层超导带材连接工艺研究

随着近年来YBCO涂层超导带材性能的提升,其相关应用已逐渐成为研究热点。由于单根带材长度通常不能满足实际应用需要或需要形成闭合线圈,涂层超导带材的连接是各项应用中必不可少的一个关键步骤。国内外对带材接头工艺中控制因素的研究主要集中在焊接温度、焊料、施加压力等方面。由于涂层带材很薄,极易因为局部的微小形变而损坏退化,因此焊接平台表面应该足够平整光滑,焊接平台具有高平整度表面也是获得极低电阻接头的关键因素之一,而目前这一点还未引起足够重视。本文研究了一种简便有效的基于高平整度（小于5 μm/100 mm）焊接平台的涂层超导带材焊接工艺。采用该工艺及带材正面相对的搭接方式,进行了不同厚度和搭接长度的带材接头焊接。之后,采用四引线法在液氮环境中对接头进行了电性能测试,当搭接长度为14 cm时接头电阻低至6.3 nΩ。此外,通过金相光学显微镜和扫描电子显微镜对接头微观结构进行了扫描,获得了接头处焊料分布状态。     

热机械训练过程中Fe-Mn-Si系形状记忆合金的组织演变

采用金相、XRD、SEM和TEM等对Fe-Mn-Si系形状记忆合金在热机械训练过程中组织的演变进行研究。结果表明:热机械训练是应力诱发γ→ε马氏体相变及其逆相变过程的重复。训练前的组织中几乎不存在马氏体,训练后合金中应力诱发的ε马氏体分布比较均匀,相互平行,交叉现象较少。同时,晶体中的马氏体呈现ε马氏体区域择优取向,过多(5次以上)训练后,合金基体内部形成大量位错缠结。