基于MATLAB和Visual C++数值模型的球头铣削切削力研究

在机械加工中,切削力影响刀具性能,研究切削力以判断刀具磨损状态具有重要意义,国内外学术界在切削加工过程中的模拟仿真开展了广泛研究,以动力学为对象的研究最受关注.本文以整体式球头铣刀为研究对象,基于其刃线几何模型和切削力模型,运用Matlab和Visual C++两种广泛使用的仿真和开发软件,采用微分化方法建立了考虑刀具和机床偏心的球头铣削切削力模型.对该模型进行了仿真分析,并对实验数据与仿真结果对比比较,证明该切削力模型可对铣削过程中的切削力做出准确的预测.该研究对于现代家电复杂零件模具的加工具有重要指导意义.     

基于聚焦形貌恢复的矿用截齿磨损测量系统

针对现有截齿磨损测量方法存在过程繁琐、精度低和成本高等问题,设计了一种基于聚焦形貌恢复的矿用截齿磨损测量系统。该系统利用聚焦形貌恢复技术对采集的截齿顶部圆锥序列图像进行处理,获得截齿顶部圆锥三维形貌恢复图,在此基础上得到截齿顶部圆锥表面的深度信息,从而计算出截齿顶部圆锥体积,并结合差值法得出截齿磨损体积。测试结果表明,该系统测量精确度达97.68%。     

制动摩擦材料研究进展

制动摩擦材料利用运动表面相接触时所产生的摩擦阻力达到减速或终止运动目的，是运载机械中安全保障装置的重要组成部分。本文综述了半金属基、金属基及非金属基制动摩擦材料的研究现状及优缺点，介绍了熔铸法、粉末冶金法及三维编织法等制动摩擦材料制备方法，并从摩擦、磨损、热稳定性等方面分析了制动摩擦材料的关键特性。从研究状况可知，摩擦材料正向少纤维、无纤维型方向发展，高性能、环保型摩擦材料具有较大的发展优势。优化制备工艺、降低生产成本、提高性能、扩大应用领域将是未来制动摩擦材料的研究重点。     

潮湿空气下浮法钠钙玻璃的摩擦磨损性能

在摩擦磨损实验机上,采用SiO_2球作为对磨副,研究了载荷对普通潮湿大气下浮法钠钙玻璃摩擦磨损性能的影响规律与作用机理。结果表明:随着载荷从1 N逐渐增大到3 N,浮法钠钙玻璃空气面和锡面的磨损量均逐渐增大,但在相同的载荷下,浮法钠钙玻璃锡面的磨损量均大于空气面的磨损量;尽管浮法空气面与锡面的纳米力学性能无明显差异,但浮法钠钙玻璃锡面Sn~(2+)诱导的摩擦化学反应会加剧玻璃表面的化学磨损。     

大型链条磨损跑合试验台及其测控系统的研制

为测试滚子链的耐久性、使用寿命等性能,基于功率流封闭原理,为滚子链条磨损跑合试验设计了一套自动试验台。采用链轮错齿法,通过计算机控制张紧及夹持装置,对被试链条和陪试链条进行转矩加载,实现试验系统功率流封闭。为实现该试验台自动张紧和夹持功能,设计了液压及计算机测控系统,为满足不同型号链条的试验条件,对所需张紧油缸和夹持油缸进行了设计选型。通过零件加工和购买所需元件,搭建了试验台样机,并利用其对滚子链进行磨损跑合试验,结果表明,其能满足不同型号的滚子链试验条件,且能耗低,运行可靠。     

烟炱对电接触磨损的影响

选用常见的铜作为电接触材料,将烟炱溶液喷洒于试样表面,进行不同载荷下的电接触微动试验,用3D形貌仪和SEM对磨痕形貌进行分析。结果表明:载荷对材料的电接触性能影响显著,接触电阻与法向载荷成反比,即增加载荷可改善摩擦副的电接触性能;接触区域的有效导电面积是有限的,故载荷达到某一值后,随着载荷的增加,接触电阻不再有明显的下降趋势;小载荷下,烟炱的加入恶化了摩擦副的电接触性能,随着载荷的增加,这种恶化作用逐渐减小;摩擦因数随着载荷的增加而降低,载荷较低时(2～6 N),摩擦因数曲线可见明显的上升期、跑合期、下降期、稳定期;而载荷较高时(8～10 N),只有上升期和稳定期;大载荷下,触头接触区域匹配良好,摩擦副表面迅速达到了平衡点,摩擦因数较稳定。在电化学的作用下烟炱颗粒在摩擦副表面形成固体膜,起到减摩抗磨的作用。     

机械密封腔流场内粒子对密封腔壁面及波纹管冲蚀分析

为研究机械密封腔内混有固体颗粒的流体,在复杂工况下对密封腔壁面及波纹管表面冲蚀的影响,以CFD理论及方法,采用k-ε湍流模型和离散项DPM模型,对固液混合流场进行模拟分析,获得密封腔内流体中介质作用下密封腔壁面及波纹管外表面的压力场分布,分析不同工作状态下固体颗粒作用下密封腔内壁和波纹管外表面的冲蚀区域分布、固体颗粒在流场中的运动轨迹,以及机械密封工作过程中流场内固体颗粒的逃逸量、运动状态的变化。结果表明:粒子主要受颗粒阻力、浮重力、压力梯度力及波纹管和密封腔表面反作用力的影响;在旋转流场中,粒子作与旋转方向一致的螺旋方式前进;无转速时,冲蚀多发生在靠近入口处的波纹管外表面,旋转流场中,冲蚀多发生在密封腔靠后位置的壁面;随着转速增加,粒子逃逸率下降。研究结论为机械密封腔的设计布局及机械密封装置的优化提供理论依据。     

沙尘对光伏组件表面冲蚀行为影响实验研究

文章根据野外沙漠的环境因素,基于气流挟沙喷射法,利用风沙冲蚀系统模拟沙漠的风沙环境,分析不同安装倾角、风速下,沙尘的冲蚀对光伏组件输出特性的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察光伏组件表面的冲蚀形貌。分析结果表明,光伏组件表面钢化绒面玻璃的冲蚀率随着冲蚀角的增加而增加,并在冲蚀角为90°时达到最大值。通过实验还发现,当冲蚀速度分别为25,30 m/s时,不同冲蚀角下,光伏组件的输出功率比未冲蚀光伏组件的输出功率分别降低了9.82%～16%,15.42%～24.46%,输出功率降低率的平均值分别为13%,19.39%。此外,通过比较发现,当冲蚀角为90°时,光伏组件的输出功率与未冲蚀光伏组件输出功率之间的差值较大,输出功率降低率的最大值为24.46%。