车削粗糙表面形貌的小波频谱分析

为解决分析过程中出现的频率混淆与错误频率产生的问题,对小波变换信号的频谱分析算法进行改进,采用自定义组合函数的方式验证改进算法的正确性与可行性。将信号处理的改进算法应用于车削表面形貌信号的处理,对表面形貌复杂信号进行频带划分,对各频带重构信号进行频谱分析,最终实现信号各频带信号的提取与表征。结合车削加工表面粗糙度形成的各影响因素,得到各频带信号与影响因素之间的对应关系,为改善车削加工表面的粗糙度提供了理论支持。     

旋转组合密封圈表面结构对密封性能的影响

为研究旋转组合密封圈表面结构对密封性能的影响规律,对方圈表面分别加工单槽和双槽等不同表面结构,利用ABAQUS仿真分析不同表面结构的旋转组合密封圈在完成过盈安装与流体加载后的应力及接触压力分布,并研究油槽宽度变化对组合密封性能的影响。仿真结果表明:在过盈安装与流体加载情况下,O形圈的最大von Mises应力均有所减少,而带槽密封圈最大von Mises应力都出现增长,且过盈安装状态下应力增幅较大;带槽密封圈接触面被油槽分为多段,每段接触压力曲线相似,而接触压力均有不同程度的增大;方圈最大von Mises应力值在过盈安装状态下随着宽度增加而增大,在流体加载状态下随着宽度增加有不同程度的减小。方圈表面增加油槽有利于在动密封面上形成多个动压润滑区域,对增强密封性能、改善润滑条件具有一定作用,但增加油槽后会增大方圈应力,增加疲劳损坏风险。     

基于斯特封的往复密封摩擦磨损界面性能实验研究

斯特封是常用的往复密封件,其中斯特封的PTFE圈性能及活塞杆表面材料在往复密封过程中起着重要作用。搭建往复密封实验台,取4组添加碳纤维PTFE的密封圈分别与镀Cr膜活塞杆和镀DLC膜活塞杆进行往复密封台架实验,实验后获取使用过的4组密封圈作为实验样本,并取1个全新未使用的添加碳纤维PTFE的密封圈作为参考样本。通过三维白光干涉表面形貌仪、场发射环境扫描电子显微镜和冷场发射高分辨扫描电子显微镜分别对实验样本的密封唇进行表面形貌、表面磨损和磨损表面元素进行测定。通过实验测定,得出镀膜材料脱落形成磨粒导致密封圈表面磨损。还对密封圈的加工方法和活塞杆镀膜材料的选择提出了建议。     

高压旋转组合密封试验装置设计与研究

针对旋转组合密封性能检测问题，设计完成可对直径100 mm的轴用旋转组合密封圈进行密封性能试验的装置。采用PLC控制驱动，实现系统数据采集和压力转速自动调节控制，可对密封件在不同转速、压力下的扭矩、泄漏量等指标进行测试。利用该试验装置对某型号旋转组合密封件进行试验研究，试验结果表明：在定转速情况下，组合密封启动摩擦力矩随压力增加而增加；相同压力下，组合密封圈在低转速情况下，摩擦力矩随转速增加而增加，当转速增加到一定数值后，摩擦力矩增幅出现下降趋势。同时测试结果也表明该装置功能完善，操作简便，自身回转阻力小，在高压下工作稳定可靠。     

煤低温氧化过程中元素转化行为的动力学分析

通过把参与氧化反应的复杂的煤有机体,分成C,H,O,S和N元素,并基于氧化过程中这些元素含量的变化,借助于准一级反应模型,Coats and Redfern’s模型和Freeman and Carroll’s模型,对煤低温氧化动力学特性进行研究。研究表明,这些元素转化遵循准一级反应动力学和Coats and Redfern’s模型,并且这两种模型计算得到的活化能比较接近。在煤低温氧化过程中这些元素表现出较低的反应速率,仅为10-5～10-6,这表明中间络合物的生成速率非常缓慢。同时研究证明了不同元素活化能与指前因子之间存在动力学补偿效应。     

基于小波变换的三维粗糙表面分形维数计算方法

基于小波变换提出一种三维粗糙表面分形维数的计算方法。该方法采用小波变换对三维表面形貌数据进行多尺度分解,通过对不同分解尺度下小波系数平方的均值进行函数拟合,继而得到粗糙表面的三维分形维数。为验证提出的方法的正确性与准确性,采用已知参数构建三维分形表面,对不同方法下分形维数的计算结果进行对比分析。对比结果显示,相比原始盒维数法与差分盒维数法,采用提出的小波变换法计算得到的分形维数误差更小。特别是在小波变换过程中选用sym4小波基函数时,分形维数的计算误差最小,误差能够控制在2%以内。将提出的方法应用于磨削表面分形维数的计算,得到了不同粗糙度下磨削表面的分形维数,进而验证了该方法的实用性。提出的方法能够更加精确地计算三维粗糙表面的分形维数,为粗糙表面分形接触模型的构建提供了参数基础。     

基于Mooney-Rivlin模型和Yeoh模型的橡胶材料有限元分析

基于Mooney-Rivlin模型和Yeoh模型2种橡胶本构模型,建立了硅橡胶、丁腈橡胶和氟橡胶的单轴压缩实验有限元模型,对比了3种橡胶材料的名义应力-应变曲线及模拟仿真。结果表明,Mooney-Rivlin模型适合橡胶的小变形行为,Yeoh模型适合橡胶的大变形行为,且Yeoh模型在橡胶小变形时也具有较好的拟合度。     

基于斯特封的飞机作动器主密封有限元分析

斯特封作为常用的往复密封圈,在密封过程中起着重要作用。选用斯特封作为飞机作动器密封的主密封件,首先通过单轴压缩实验获得斯特封D形圈和阶梯圈的材料参数,然后利用ABAQUS软件完成斯特封在不同工况下的有限元仿真。通过设置往复密封系统的结构、材料、工况等参数,选择流体压力渗透载荷加载方式,获得斯特封在不同油液压力时过盈安装后和内外行程的应力应变云图及阶梯圈唇口、底部的接触压力分布和接触宽度,为建立往复密封数学模型提供了参数。