42CrMo钢表面激光熔覆钴基金刚石耐磨层组织及性能

目的增强42CrMo钢的耐磨性,改善其严重的磨损失效情况。方法采用激光熔覆技术同步送粉的方式在42CrMo钢表面制备金刚石/WC颗粒增强钴基复合熔覆层,借助SEM、EDS、XRD、显微硬度仪和多功能综合性能测试仪,研究了熔覆层宏观形貌与微观组织、物相组成、显微硬度与耐磨性。结果使用Ti/TiC粉末对金刚石进行预处理可以改善其烧蚀和石墨化;适量ZrH₂提升了熔覆层宽厚比,促进了熔池对流传质作用,同时,活性元素Zr改善了金刚石颗粒的润湿性能,提高了黏结相对金刚石的把持力。熔覆层多道搭接过渡均匀,其显微组织主要由细小枝晶及致密网状碳化物共晶组成,熔覆层与基体结合区域反应生成了平面晶组织,进而提高了熔覆层结合强度。激光熔覆热特性使W₂C、ZrC、γ-(Co,Fe)、M₆W₆C、CoZr₂、(Ti,Zr)O₂、TiC_x、Co₃Ti等物相存在于熔覆层内,细晶强化及弥散强化作用使得熔覆层的平均显微硬度(1002HV0.2)是基...     

航空发动机整体叶盘回转式滚磨光整加工数值模拟与分析

为探究航空发动机整体叶盘回转式滚磨光整加工的作用机理,基于离散元法对加工过程进行仿真计算.以叶片表面的Archard磨损量和累积接触能量为评价标准,研究滚抛磨块装入量和滚筒转速对加工效果的影响.结果 表明:叶片型面的加工效率受工艺参数的影响较大,且叶背、叶盆呈现出明显的差异.回转式滚磨光整加工可以有效保证不同叶片间的加...     

地面火炬燃烧器结构对碳烟排放的影响

火炬系统是石油化工企业重要的安全环保设施之一。为优化地面火炬结构,降低碳烟排放的浓度,基于Fluent软件平台,运用SST k-湍流模型和预测烟灰形成的双步Tesner model模型,以C3H8为燃料,O2为氧化剂,对圆形和非圆形出口的燃烧器进行燃烧数值模拟,得到各自的温度场以及组分的分布情况;根据组分分布绘制沿火焰中心轴线的碳烟排放曲线,比较不同火炬头的碳烟排放曲线得出边长为8mm的正三角形出口的火炬头为最佳结构,为优化地面火炬燃烧器结构、降低碳烟排放提供指导。     

基于最小二乘支持向量机的柴油机声品质预测

为研究柴油机排气噪声并准确评价排气噪声声品质,对某型号柴油机排气噪声进行研究,采集5种不同转速下6级载荷的排气噪声样本,使用参考语义细分法主观评价噪声样本;利用最小二乘支持向量机和多元线性回归分别建立两个排气噪声品质客观评价模型,以心理声学参数(响度、锐度、粗糙度、抖晃度、A声压级等)为模型输入,利用模型输出和主观评价结果对比。结果表明:最小二乘支持向量机可以用来作为声品质的预测模型,更接近主观评价结果,误差可以稳定控制在10%以内。     

湿式主轴式滚磨光整加工中铝合金 试件的材料去除行为研究

目的 针对湿式主轴式滚磨光整加工工艺,提出适用于铝合金试件光整加工的材料去除模型。方法 通过FLUENT两相流模块模拟不同参数下p?v值,用响应曲面法拟合4个主要参数和p?v的多元回归模型,在此基础上,基于Preston方程建立修正的材料去除模型,进行加工实验,探究工件的MRR、加工后Ra和表面形貌之间的关系。结果 方差分析中,工件轴心距筒壁距离和滚筒转速项的P<0.05,两者对MRR影响显著,且前者与MRR负相关,后者与MRR正相关。对模型进行加工实验验证,工件MRRth和MRRex的平均相对误差仅为6.32%,证明模型的有效性。随工件MRR的递增,加工后Ra值先减后增,MRR值为21 mg/h时,Ra为0.816 µm,工件刀纹仍很明显;MRR值为59 mg/h时,Ra达到最低值0.472 µm,工件刀纹完全去除,表面纹理细致平整,加工效果最佳;当MRR达极值时,Ra为0.693 µm,表面纹理变得粗糙不平,由于滚抛磨块的加工能力过强,导致加工效果较差。结论 建立了以工艺参数为自变量的材料去除模型,为选择参数提供一定的理论依据,且实验研究得出,加工能力与加工效果之间不存在正向相关性。     

SiCp/Al微铣削进给量对切削力和表面形貌的影响

为研究当每齿进给量小于刀具刃口半径时,每齿进给量对微铣削力变化规律及已加工表面形貌的影响,使用两刃平底硬质合金微铣刀对体积分数为30%的铝基碳化硅复合材料(SiCp/Al)进行了微铣削试验。研究表明:当每齿进给量小于刃口半径时,总铣削力随着每齿进给量的增大呈现先增大后减小再增大的趋势;已加工表面存在基体涂抹、微裂纹、颗粒破碎、浅凹坑、孔洞和划痕等表面缺陷,并随着每齿进给量呈现出一定的规律。     

烧结温度对WC/TiC陶瓷刀具材料性能影响

采取压制素坯、真空热压烧结等技术制备出了WC/Ti C复合陶瓷刀具材料。通过对其维氏硬度、抗弯强度及断裂韧度的测量以及断口微观形貌的对比分析,研究了不同的烧结温度对该陶瓷刀具材料力学性能的影响。结果表明:随着烧结温度的升高,陶瓷刀具材料的维氏硬度呈现先下降后增加的趋势,于1600℃达到最大,其值为18.33GPa;随着烧结温度的升高,陶瓷刀具材料的抗弯强度呈现先降低后升高的趋势,于1750℃达到最大,其值为892.41MPa;随着烧结温度的升高,陶瓷刀具材料的断裂韧度呈现逐渐降低的趋势,于1600℃达到最大,其值为10.52MPa·m?。断口形貌观察发现:1600℃更有利于陶瓷刀具材料晶粒的生长并对材料结构的致密性最好;但随着晶粒生长速度的增加,材料中的孤立气孔被迅速生长的晶粒包围在内部,造成气孔不能正常排出,从而影响材料的力学性能。     

涡轮叶片内冷通道的磨料流光整加工特性

航空涡轮叶片内部的多冷却通道多采用消失模铸造等方法制造,其表面粗糙度较高,冷却效率低,内部流道截面小且呈S形弯曲狭长分布,不容易抛光。用Polyflow软件对叶片内冷通道进行仿真,研究其内部压力场、速度场的变化情况。在工件的4个典型区域进行S形内流道加工试验,研究表面粗糙度与材料去除量的变化规律。结果表明：经仿真,压力下降的幅度沿流动方向逐渐变小,速度由通道中心向壁面逐渐减小;相同试验条件下,S形流道转弯处的表面粗糙度比直流道处的低;流道内存在沿程压力损失,区域A比区域D的材料去除量大4～5倍。     

主轴式滚磨光整加工参数对加工效果的影响

为确定立式主轴式滚磨光整加工过程中滚抛磨块尺寸、加工位置以及接触力大小对于工件表面加工效果的影响。采用不同尺寸的球形磨块对(34×20)mm不锈钢直角钢片进行加工,以加工后工件表面的平均粗糙度值以及工件表面加工纹理作为评价指标,探讨磨块尺寸、工件装夹位置以及工件所受接触力与加工效果之间的关系。实验结果表明:磨块尺寸D=3mm或D=4mm明显优于D4mm时的加工效果,使用3mm或4mm磨块加工工件,可使工件表面平均粗糙度降低到0.254um左右,当工件中心距离滚桶底部z=75mm时,表面均匀性最好;z=55mm时,表面均匀性次之;z=65mm时,工件表面划痕仍然可见;随着磨块尺寸的增加以及加工深度的增加,接触力大小越来越大,磨块尺寸、加工位置及接触力大小对于加工效果均有显著影响。磨块尺寸越小,加工效果越好;工件位于距离填充磨块表面中上部时,加工效果最好;工件加工效果受接触力大小影响,但不成比例关系。     

基于Mindlin理论的功率超声纵弯谐振变幅器设计理论与实验研究

多种材料的阶梯环盘负载与变幅杆共同组成了功率超声纵弯谐振变幅器,在超声加工、超声处理等领域有着广泛应用。为了快速准确地对纵弯谐振变幅器进行设计,提出了一种基于Mindlin理论的变幅器设计方法。基于Mindlin理论求出了中厚环盘单元的位移、转角、弯矩和剪力的解析表达式。通过振动单元间的连续条件和边界条件,建立了纵弯谐振变幅器的振动模型与频率方程。基于该振动模型,利用MATLAB/GUI开发了纵弯谐振变幅器尺寸设计软件。通过理论计算设计了纵弯谐振变幅器,并进行了有限元模态分析、阻抗分析试验和超声谐振试验。仿真与试验的结果证明,基于Mindlin理论的纵弯谐振变幅器设计方法所设计的纵弯谐振变幅器的谐振频率与设计频率相符合,具有较好的设计精度,可为变幅器设计提供参考。