潜水器大型舱段三角密封性能有限元分析

以某潜水器大型舱段连接处使用的三角密封结构为研究对象,建立O形圈与三角形沟槽接触的非线性有限元分析模型,仿真分析三角密封结构的橡胶材料硬度、O形圈内径、沟槽倒角尺寸、沟槽圆角尺寸对密封性能的影响规律。结果表明：橡胶材料硬度、沟槽倒角尺寸对密封性能影响较大,O形圈内径与沟槽圆角尺寸对密封性能影响较小;随着橡胶材料硬度的增加,O形圈密封能力增强,但在相同液体压力条件下,橡胶材料硬度越大O形圈应力越高,增大了O形圈被破坏的可能性,因此,在保证密封性能的前提下,要尽可能选取硬度小的O形圈;随着沟槽倒角尺寸的增加,O形圈的密封性能不断下降,同时应力水平也逐渐降低,因此,设计沟槽倒角尺寸时,在保证密封性能的前提下,要尽可能选取大的倒角尺寸。     

海洋环境下典型金属材料腐蚀与磨损研究进展

海洋环境下金属材料的腐蚀与磨损及其复杂的交互作用是影响海洋装备可靠性和工作效率的关键因素。在概述海洋环境下金属材料腐蚀和磨损的现象及问题的基础上,分析海洋环境下典型金属腐蚀与磨损的交互作用研究进展及发展趋势,并对不锈钢、钛合金与铝合金等主要海洋环境用金属材料在不同介质下的腐蚀与磨损问题进行探讨,重点阐述海洋环境下金属腐蚀与磨损中相互促进的正交互作用和相互抑制的负交互作用机制以及它们之间的相互影响、过渡和转换等方面的研究进展。在腐蚀与磨损正、负交互作用转变的过程中,从微观角度讲,奥氏体和马氏体相的多次转变是主要影响因素;而从宏观角度看,材料的摩擦因数、载荷、运动形式等动摩擦因素和Cl-浓度、pH值、频率及外加电位等电化学因素是两类主要影响因素。对比分析多种腐蚀与磨损交互作用的计算模型,阐述利用表面技术改善金属材料防腐耐磨性能的研究进展,提出金属材料腐蚀与磨损的负交互作用机制、微生物对腐蚀与磨损交互作用的影响机制、微动磨损与腐蚀的交互作用研究以及腐蚀与磨损交互作用量的准确量化是未来的研究重点。     

不同吞咽等级下钡餐配比及其润滑性能研究

为了明确造影检查中患者的造影剂浓度及其增稠浓度,须深入研究不同吞咽等级下造影剂的润滑性能,提高患者的吞咽舒适度。基于现有的吞咽压力、速度及吞咽障碍食品标准,以医用钡餐与食品增稠剂为原料,开展不同浓度钡餐及不同增稠剂浓度钡餐溶液的黏稠度测试并在MFT-5000磨损试验机上进行润滑性能研究,探究钡餐浓度及增稠剂浓度对其吞咽润滑的影响。结果表明:不同浓度钡餐溶液及不同增稠剂浓度的600 g/L钡餐溶液的黏稠度随各浓度的增加而增大;不同吞咽等级下,添加增稠剂600 g/L钡餐溶液平均摩擦因数比不添加增稠剂钡餐溶液低约15%~35%。依据不同吞咽等级的患者,选择不同增稠剂浓度的600 g/L钡餐溶液,降低硫酸钡摄入量,提高病患在检查时吞咽的舒适度,为造影检查提供较好的技术支持。     

微生物对切削液稳定性的影响*

将现场采集的切削废液扩培至不含抑菌剂的切削液中,通过对切削液中微生物多样性分析及微生物对切削液的降解作用研究,探讨微生物对切削液稳定性的影响,发现具有假单胞菌属、水生丛毛菌属、红平红球菌等优势菌种会严重降解切削液中的有机物质,使pH值和总有机碳含量下降,无机碳升高;微生物使切削液劣化严重,影响其稳定性,浊度在前两周增大,平均液滴粒径分布增大了7倍,最大粒径尺寸增大了20倍,液滴之间发生了聚合现象,出现了游离态油相物质。通过DLVO理论与乳液液滴流体动力模型分析,得出微生物的失稳影响机制为:微生物对有效成分的降解改变了切削液的介电常数,赋予乳液液滴大于聚合势垒的活化能,从而形成乳液之间的聚合,降低了切削液的稳定性。     

人工髋关节球形凹坑微织构表面摩擦学性能研究*

为改善人工髋关节表面的摩擦学性能,在人工髋关节表面设计球形凹坑微织构;建立人工髋关节微织构表面的流体动压润滑模型,利用CFD软件ANSYS Fluent对微织构表面流体动压进行数值分析,得到摩擦副表面相对滑动时产生的油膜平均承载力以及摩擦因数,并分析表面微织构参数对摩擦学性能的影响。结果表明:在给定的织构参数范围内,平均承载力随深径比的增加呈现出先降低后升高再降低的趋势,随面积密度的增加呈先升高再降低的趋势;摩擦因数随深径比和面积密度增加的变化趋势与平均承载力相反;织构的最优参数分别为深径比0.06,面积密度25%。因此,在人工髋关节表面设置合适参数的球形凹坑微织构可以提高油膜平均承载力和降低摩擦因数,从而起到减小关节的摩擦磨损提高人工关节使用寿命的作用。     

锥形间隙对袋型阻尼密封气流力影响机制研究

为探讨锥形间隙对袋型阻尼密封气流力的影响,建立锥形间隙袋型阻尼密封数值求解模型,研究进出口压比、偏心率、转速及锥形度对袋型阻尼密封气流力的影响;设计密封气流力实验台,分析在不同进出口压比及偏心率下锥形间隙袋型阻尼密封气流力的大小;通过密封压力分布规律揭示锥形间隙对袋型阻尼密封气流力的影响机制。研究结果表明:随着进出口压比,偏心率的增大,密封周向楔形间隙内流体动压效应增强,收敛间隙袋型阻尼密封与等间隙袋型阻尼密封的径向气流力增大,发散间隙袋型阻尼密封径向气流力绝对值增大。当转速为0时,密封切向气流力为0,随着转速的提高,密封的切向气流力逐渐增大,密封间隙内气流的周向流动是形成切向气流力的主要原因。收敛间隙袋型阻尼密封沿气流流动方向,密封径向间隙不断减小,气体的聚集使得密封腔中压力升高,径向压差增大,从而产生较大的径向气流力。     

超大型精密硬齿面螺旋锥齿轮加工新技术

大规格减速机的制造受到极大制约,发展超大型精密硬齿面螺旋锥齿轮制造技术势在必行。基于五轴联动的螺旋锥齿轮制造,将建模/TCA软件得到的三维模型导入CAM软件,采用等高线、五轴仿形加工等CAM刀轨编程方法,编制CAM程序,并导入机床TNC。     

反力控制式EHPS的仿真与试验

介绍了反力控制式EHPS的基本结构和工作原理,建立了基于转阀的主油路的数学模型和以及基于电液比例阀的旁通油路的数学模型,并进行了仿真分析,在此基础上,对反力控制式EHPS进行了台架试验,并对仿真结果进行验证。结果表明:仿真结果与试验结果吻合,验证了模型的正确性。     

大型精密冲裁液压机缓冲装置的研究

通过分析液压机板料冲裁过程及缓冲技术,提出了自适应工况条件的几种冲裁缓冲调节装置,同时研制了缓冲作用点位置可精确调整和冲裁力能够自动跟踪的缓冲装置,较好地实现了减振和降噪功效,并成功地应用于冲裁落料液压机。同时,分析了不同结构装置的缓冲效果及应用现状,在实践生产中具有指导意义。     

轴承研磨机加工流场的参数优化及实验分析

为了探索研磨机研磨流场的较优加工参数,应用FLUENT对不同压力入口以及同一压力入口下不同入口磨料流气相百分比的加工流场进行了数值模拟,对参数优化后的研磨机进行实验研究。模拟结果表明:当入口压力在0.3~0.8MPa时,流场存在较优工作压力,速度下降值较小,有利于磨削加工;当入口压力超过0.8 MPa时,随着入口压力的增加,速度下降值也会增大,动能损失变大,所以在加工时,尽量保持入口压力小于0.8 MPa,提高研磨机效率;相同入口压力下,磨料流气相百分比的增加,也会导致流场速度突变的状况,降低磨料流气相的百分比可以提高研磨机效率。实验结果表明:优化加工参数后能获得较好的工件金属表面效果。