Preparation,characterization and investigation of molecular films coated on diamond-like carbon substrate

For the successful application of boundary lubrication, detailed investigations about the influence of preparation process on molecular films are needed. In this paper, a specially designed device was used for the film preparation. The scanning electron microscope (SEM) combined with atomic force microscope (AFM) was employed to characterize the surface morphology and nanotribological behavior of molecular films. After the liquid phase deposition, molecular films are randomly and densely distributed over Ti-doped diamond-like carbon (Ti-DLC) substrates. Through rigorous surface treatments, island-like molecular films were finally achieved on substrate surfaces. The surface friction of molecular films is obviously lower than that of Ti-DLC surfaces. Then, pin-on-disk tribotests were performed to study the macrofriction behavior of molecular films under different preparation parameters. Based on the orthogonal experiment, the effect of five preparation parameters (solution weight percent, smearing force and processing time of three smearing steps) on initial friction coefficient of molecular films was investigated. The results indicated that the order of significance levels is as follows: processing time of the second smearing step > solution weight percent > processing time of step 1 > processing time of step 3 > smearing force. For the purpose of friction reduction, the appropriate level ranges are 0.75% (Solution), 2.5 N–15 N (Force), 1 min–10 min (Step 1), 1 min–2 min (Step 2) and 1 min, 2 min, 5 min and 15 min (Step 3). The initial friction coefficient under the optimized conditions is around 0.112, and the equilibrium friction coefficient is around 0.162, which is lower than that of unlubricated Ti-DLC substrates.     

操作窗口对排风柜污染物控制效果影响的实验研究

为提升排风柜的控污能力,在排风柜性能测试实验台上,采用示踪气体测试法和正交试验法,研究了操作窗口竖直开度、水平开度、面风速和操作窗口位置对排风柜前呼吸区污染物控制效果的影响。极差分析和方差分析结果表明:各因素对呼吸区污染物控制效果影响的强弱顺序依次为竖直开度、水平开度、面风速、操作窗口位置;操作窗口水平开度、竖直开度增大,排风柜对呼吸区的污染物控制效果减弱;面风速增大,控制效果增强;水平开度与竖直开度对控制浓度的影响存在较大的相关性,这2个因素对控制浓度的影响仅在另一因素达到一定水平后才能体现。     

基于3D打印铸造技术综合实训模式的探索与实践

以培养学生的综合创新与实践动手能力为目的,探索了3D打印-铸造模块交叉融合开放实训的教学模式在工程训练中心的应用前景,包含课程体系、运行机制及实训效果等内容。3D打印-铸造两模块交叉融合实训使用包括三维建模、3D打印、熔模铸造等技术进行金属材质的产品制造,能够提高学生的工程实践动手能力、激发学生的综合创新能力。此举有效的推动了工程训练中心的模块建设和实训改革,对于工程训练中心后续全面开展模块交叉融合式的开放工程实训具有一定的借鉴作用。     

铝合金6061-T6三维铣削加工有限元仿真及实验

为了获得6061-T6铝合金材料在铣削过程中铣削参数对铣刀切削性能的影响,使用有限元软件AdvantEdge建立有限元模型,研究了铣削深度、铣削宽度和主轴转速对切削力及温度的影响。根据仿真结果分析可得,铣削参数对切削力的影响铣削深度﹥铣削宽度﹥主轴转速;对温度的影响铣削宽度﹥铣削深度﹥主轴转速。通过实验对比,发现仿真结果与实验结果误差不超过30%,且切削力的走向基本一致,说明仿真结果是可信的。     

划片刀配方对砷化镓晶圆切割崩裂的影响

利用试验设计方法(design of experiment, DOE)，以不同配方的划片刀划切砷化镓晶圆，并检测其正、背、侧面的崩裂尺寸，找出划片刀配方对砷化镓晶圆切割崩裂尺寸的影响规律。研究表明:划片刀的磨料粒度与砷化镓晶圆切割质量密切相关，即磨料粒度越细，正、背、侧面崩裂尺寸越小；而磨料浓度和结合剂强度与砷化镓晶圆正、背、侧面的切割质量相关性并不显著。可通过缩小磨粒尺寸的方式提高划切质量，并视情况调整磨料浓度和结合剂强度。      

数字化射线检测技术在船舶领域的应用

随着数字射线检测技术的不断发展,CR与DR数字射线检测技术以其检测灵敏度高、检测速度快及底片数据电子化存储等优势越来越广泛地应用于各行业中。针对船舶行业射线检测的主要检测对象(钢板对接焊缝、管路对接焊缝),开展了CR数字射线检测技术等价性评价、典型裂纹试验,以及基于不同种类射线装置的DR数字射线检测工艺试验,验证了数字化射线检测技术在船舶领域应用的适用性。     

基于AnyCasting的铝合金弹底转座压铸工艺参数优化

结合铸造生产实际,合理设计了铸件的结构。采用AnyCasting数值模拟软件,用正交试验方法分析了铝合金弹底转座压铸工艺过程中浇注温度、充型速度以及模具预热温度对铸件质量的影响规律。结果表明,模具预热温度对铸件质量的影响最大,浇注温度次之,充型速度最小,最优的工艺参数是浇注温度为650℃、充型速度为0.25 m/s和模具预热温度为180℃。同时,在最优工艺参数的基础上,结合实物验证了模拟的可靠性,并观察了铸造铝合金的微观组织。     

基于神经网络遗传算法的磁粒研磨TC4材料工艺参数优化

目的利用磁粒研磨光整加工技术提高TC4材料的表面质量,使用BP神经网络建立加工工艺参数和表面粗糙度之间的关系,使用遗传算法寻找最优工艺参数组合。方法使用双级雾化快凝法制备的金刚石磁性磨料对TC4材料工件进行L9(34)正交试验,借助Matlab软件建立结构为4-12-1的BP神经网络,根据正交试验结果训练BP神经网络,探究工艺参数主轴转速n、加工间隙δ、进给速率v、磨料粒径D和表面粗糙度Ra之间的关系。使用决定系数R2评判BP神经网络训练结果,基于训练好的BP神经网络使用遗传算法对工艺参数进行全局寻优。使用计算得到的优化工艺参数进行试验,并测量工件表面粗糙度,与计算得到的表面粗糙度做对比。结果BP神经网络的预测误差在1.5%以下,通过决定系数R2优化的模型可在训练样本较少的情况下进行有效可靠的预测。遗传算法优化的结果,在主轴转速为1021.26 r/min、加工间隙为1.52 mm、进给速率为1.04 mm/min、磨料粒径为197.91μm下,获得最佳表面粗糙度,为0.0951μm。使用调整后的工艺参数,在主轴转速为1020 r/min、加工间隙为1.50 mm、进给速率为1.0 mm/min、磨料粒径为196μm下,试验得到的表面粗糙度为0.093μm,与计算得到的最佳表面粗糙度误差为2.21%。结论采用磁粒研磨光整加工技术与寻优参数结合,可以有效提高TC4材料加工后的表面质量。     

正交优化带油特种钢材表面高温耐磨涂料

目的 改善特种钢材在高温、中低速等恶劣工况服役条件下的摩擦磨损性能。方法 采用涂料制备技术对带有二甲基硅油处理的特种钢材进行表面处理。以环氧E-51树脂为基料，可膨胀石墨、CaF2等高温耐磨材料为颜填料，制备了一种适用于特种钢材表面带油涂装的涂料，并以高温磨损、热失重率、腐蚀电流密度等共同作为评价标准，其中高温磨损作为主要评价标准。在单因素实验的基础上进行正交优化试验，利用熵权法将9组正交优化试验进行分析。结果 优化试验结果表明，当颜基比为1.2∶1、石墨用量为35%、CaF2用量为22%、玻璃鳞片用量为18%时，漆膜的高温磨损率仅为0.97%，200 ℃热失重率仅为5.41%，400 ℃热失重率为37.84%，腐蚀电流密度仅为1.337′10-7 A/cm2，漆膜的综合性能最好，其他性能也同样满足国家标准，其中漆膜的耐碱性能远大于国家标准。结论 通过综合加权法计算的正交优化方案的性能比正交9组试验有较为明显的提高，其中高温耐磨率由2.5%降低至0.97%，腐蚀电流密度由2.61′10-7 A/cm2降低至1.337′10-7 A/cm2，而耐高温性能也由原本的最高350 ℃提高到400 ℃。     

防松螺母成形工艺研究及优化

以防松螺母成形过程为研究对象,采用有限元分析软件DEFORM-3D对其成形过程进行模拟,从材料流向、成形载荷等方面验证了成形方案的可行性,同时对成形过程中出现的材料逆流进行分析。为达到最佳的成形效果,以降低成形过程平均载荷为目标,设计四因素三水平正交试验,得出各因素对评价指标的影响趋势。采用最优组合进行试模,制件填充饱满,载荷曲线与模拟结果基本一致,为实际生产提供理论基础。