TBM的刀具改性与辅助破岩技术研究现状

硬岩掘进机(TBM)主要依赖滚刀-岩石界面的滚压作用进行隧道掘进作业,滚刀刀圈磨损严重、更换频繁,严重影响TBM掘进效率.本文介绍了TBM滚刀破岩原理与典型失效形式;从滚刀材料改性和结构优化角度归纳总结了TBM刀具改性的研究现状,指出单纯的滚刀改性优化对TBM掘进效率的提升作用有限;进而介绍了水射流、超声、激光和微波等外加物理场辅助破岩技术的研究进展;最后,从岩石力学性能化学弱化角度探讨了辅助破岩技术的新思路.     

超音速火焰喷涂WC-27CrNi涂层转动微动摩擦学行为

利用超音速火焰喷涂技术在LZ50钢基材表面制备WC-27Cr Ni涂层。对WC-27Cr Ni涂层及其基体材料在干态不同角位移幅值下进行转动微动磨损试验,并利用扫描电子显微镜、能谱仪和3D轮廓仪对磨痕进行微观分析。试验结果表明:与基材相比,WC-27Cr Ni涂层在部分滑移区的运行范围向左移动,滑移区的运行范围增大。在部分滑移区,涂层的摩擦系数呈"跑和-爬升-稳定"3个阶段,明显低于基材,且损伤十分轻微;滑移区,涂层剥落的硬质颗粒使得稳定阶段摩擦系数高于基材,磨损机制为磨粒磨损、氧化磨损和剥层。     

JD-1轮轨模拟试验机转轴损伤机制分析

转轴是JD-1轮轨模拟试验机夹具的重要组成部分,在试验机运行过程中承受垂向载荷和制动扭矩的综合作用。针对轮轨模拟试验机转轴-轴承过盈配合面上出现的损伤,从宏观、微观层面分析其损伤机制。转轴和轴承内圈在试验机运行过程中发生的弹性变形量存在差异,导致转轴-轴承过盈配合面区域内出现微小幅度的往复相对运动,从而产生微动损伤。在载荷综合作用下,转轴-轴承过盈配合表面出现了严重的微动疲劳磨损和较为严重的不均匀塑性变形,靠近制动器一端的表面塑性变形不均匀程度更为严重。分析结果为转轴损伤的减缓和预防提供了参考。     

摩擦阻力对金属成形参数影响的研究现状

论文基于近期已发表的文献 ,综述了摩擦阻力对金属成形参数的影响。迄今为止 ,工程界在该领域进行了大量的理论和实验方面的工作 ,有些研究成果已被工程界应用。然而 ,由于理论与实际的一致性在该领域仍然有大量的问题需要解决。本文在回顾已进行的工作的同时 ,对该领域工程界面临的问题进行了探讨。     

发动机气阀高温蠕变—疲劳失效试验研究

就温度对气阀耐磨性进行了试验研究，特别是对气阀在高温下的蠕变－疲劳破坏机制进行了探讨，分析表明：气阀的破坏过程是蠕变－疲劳交互作用的结果，且随着气阀工作温度的升高，蠕变对气阀破坏的影响越大。图５，表１，参５。     

-35℃低温下珠光体/贝氏体钢轨磨损与滚动接触疲劳行为研究

高寒地区铁路钢轨面临着低温服役环境,低温下钢轨的滚动磨损与损伤行为是影响其服役安全的重要因素。通过轮轨滚动接触模拟试验研究了-35℃温度下珠光体（亚共析钢和共析钢）和贝氏体钢轨磨损与滚动接触疲劳（RCF）损伤行为。结果表明,贝氏体钢轨在-35℃试验温度下硬化程度较低,导致磨损程度高于珠光体钢轨,珠光体钢轨中亚共析钢轨磨损程度低于共析钢轨;三种钢轨存在不同程度的RCF损伤,疲劳裂纹主要以小角度（<10°）扩展。磨损和RCF存在竞争关系,磨损较小的亚共析钢轨RCF损伤严重,共析钢轨次之,磨损最严重的贝氏体钢轨RCF损伤最轻微。     

金属与氮复合注入对Inconel 718摩擦磨损性能的影响

为提高Inconel 718零件的抗磨损性能,采用直线式高能离子注入机对Inconel 718材料进行表面强化。利用X射线衍射仪、电子背散射衍射、X射线光电子谱、俄歇电子能谱等表征材料的组织结构、相组成和元素浓度-深度分布,采用纳米压痕仪、摩擦磨损试验机检测材料的纳米硬度和摩擦磨损性能。结果表明,不同离子注入工艺对Inconel 718抗磨损性能提升具有不同效果,(N+Ti)组合注入可提升基体抗磨损性能达2.5倍以上,纳米硬度提升幅度达到36%。(N+Ti)组合注入工艺在Inconel 718表层形成非晶以及纳米级Ti Nx析出相,随注入深度增加,注入原子主要以间隙或置换形式存在于基体晶格中。     

流体润滑工况下复层烧结材料的润滑特性

为解决烧结材料工作过程中形成的动压油膜易渗流进多孔基体进而导致润滑性能变差的问题,采用粉末冶金工艺制备了具有不同孔隙结构的复层烧结材料,以期实现高承载能力与良好润滑性能的统一。首先,基于Darcy定律建立了极坐标下该复层烧结材料的流体润滑模型,利用有限差分法进行数值模拟,考察了不同转速下表面Darcy流动对油膜润滑特性的影响;然后,在油润滑工况下进行端面摩擦试验,以验证模拟结果。结果表明:复层烧结材料的油膜润滑性能明显优于普通单层烧结材料,且在一定孔隙率范围内,随着表层孔隙率降低,复层烧结材料的润滑性能变得更好;计入表面Darcy流动时复层烧结材料的油膜润滑性能相对改善,改善效果随转速增加而渐趋显著;摩擦试验与数值分析所得结论具有较好的一致性。研究工作可为复层烧结材料的摩擦学性能分析与结构设计提供一定的理论基础。      

高速列车制动片摩擦块尺寸对制动噪声特性的影响

同一工况下,在制动摩擦噪声试验机上使用3种不同尺寸的圆形摩擦块进行制动摩擦噪声对比试验,通过对不同摩擦块尺寸状态下的界面噪声信号进行等效声压级分析和频谱分析,研究摩擦块尺寸对制动噪声特性的影响;对界面磨损形貌采用光学显微镜和二维轮廓仪进行分析,并计算出摩擦界面上的摩擦弧长,以揭示摩擦块尺寸对制动噪声行为的影响机制。结果表明:在试验条件下,摩擦面积相同时,大圆形摩擦块能有效地抑制制动噪声,而中圆形和小圆形摩擦块的制动噪声强度较大;相较于大圆形摩擦块,中圆形和小圆形摩擦块表面出现明显犁沟和剥落等"不平顺"磨损因素会造成高强度的尖叫噪声;大圆形摩擦块相比于中圆形和小圆形摩擦块的摩擦弧长较短,这也是造成大圆形摩擦块状态下制动噪声强度减弱的一个重要因素。     

基于MATLAB直动滚子凸轮接触应力计算

利用Hertz接触理论探讨直动滚子从动件盘形凸轮的接触应力计算方法,结合MATLAB强大的计算求解功能,编制出凸轮接触应力的MATLAB计算程序,为凸轮的接触强度校核提供依据.