基于螺旋理论的多连杆独立悬架运动空间分析

将螺旋理论应用于多连杆独立悬架运动空间分析中,采用螺旋理论中的运动螺旋来表示悬架的自由度和约束,并对悬架进行自由度和约束分析,总结出求解独立悬架这一类运动空间的分析方法,并举出算例.通过运动仿真来实现车轮在上、下跳动时悬架的复杂空间螺旋运动轨迹,这对研究汽车乘坐舒适性有很大帮助.     

钛合金表面磁控溅射TiB2-TiN复合薄膜的摩擦磨损性能

采用室温磁控溅射技术在钛合金(Ti6Al4V)表面制备SiC/TiB2-TiN双层薄膜,SiC为中间层,研究了TiB2-TiN复合薄膜的组织结构和摩擦磨损性能.结果表明,TiB2-TiN复合薄膜具有纳米尺度颗粒(畴)的微结构特征,SiC薄膜与基材和TiB2-TiN复合薄膜间都具有明显且呈梯度的元素扩散;在载荷200g、室温Kokubo人体模拟体液条件下,与氮化硅(Si3N4)球(直径4mm)对摩,其平均摩擦系数约为0.22,磨损速率在10-6mm3/(m·N)级;并且TiB2-TiN复合薄膜对Kokubo人体模拟体液中的Ca、P元素具有很强的黏附能力.     

3-RPS并联机床的标定建模及振动分析

并联机床在标定时所建立的位置参考系与运动参考系不一致产生系统误差,从而影响机床的结构性能。通过改进标定建模方式,将两个参考系统一,并用数值模拟该并联机床的标定过程,对比结果发现,改进后的模型可以完全消除测量时的系统误差对并联机床标定精度的影响。把标定过的模型导入ADAMS进行振动仿真分析,通过对比可以发现标定过模型的各项振动指标明显优于未标定的模型,从而进一步提高并联机床的结构性能。直接提高机械加工精度及安装精度能够提高并联机床的结构参数的精度,但其代价将是极大地增加加工成本,采用运动学标定并联机床的运动学建模的方法则只需要按普通精度要求进行机械加工,这种标定建模方式具有很高的实用价值。     

TiNi表面磁控溅射DLC薄膜的纳米压痕与摩擦性能

采用室温磁控溅射技术在TiNi合金表面制备出DLC/SiC(类金刚石/碳化硅)双层薄膜(SiC为中间层),采用拉曼光谱仪、纳米压痕仪和球-盘式摩擦磨损仪研究DLC薄膜的结构、纳米压痕和摩擦性能.结果表明:制备的DLC/SiC薄膜石墨含量高、纳米硬度(5.493 GPa)低、弹性模量(62.2447 GPa)低.在以氮化硅球(半径为2mm)为对摩件,4.9N载荷、室温、Kokubo人体模拟体液润滑下,该DLC/SiC薄膜具有低且稳定的摩擦因数,其平均值约为0.094.     

Cr12MoV钢表面磁控溅射TiB2-TiN薄膜的摩擦磨损性能

采用磁控溅射技术在淬火态Cr12MoV表面制备SiC/TiN、SiC/TiB2-TiN薄膜(SiC为中间层),研究TiN、TiB2-TiN薄膜的组织结构和摩擦磨损性能。结果表明,SiC薄膜与基材和TiN、TiB2-TiN薄膜间都具有明显的且呈梯度的元素扩散,界面结合良好。在水润滑条件下与钢球对摩时(载荷0.5 N,时间0.5 h),TiN薄膜、TiB2-TiN薄膜具有良好摩擦磨损性能,其平均摩擦因数分别为0.33、0.31,低于淬火态Cr12MoV的0.45,磨损速率分别为2.0×10-8和1.5×10-8mm3/(N.m),低于淬火态Cr12MoV的8.66×10-7mm3/(N.m),其中在水润滑条件下TiB2-TiN薄膜比TiN薄膜具有更好的摩擦磨损性能。     

超细晶TiNi表面磁控溅射CNx薄膜的纳米压痕与摩擦性能

采用室温磁控溅射技术在超细晶TiNi合金表面制备出CNx/SiC(氮化碳/碳化硅)双层薄膜,SiC为中间层。研究了CNx薄膜的组织结构、纳米压痕和摩擦性能。结果表明:CNx薄膜存在微孔缺陷(基体中夹杂物脱落等原因引起)、石墨含量高、纳米硬度(5.23GPa)低、弹性模量(33.29GPa)低,但具有高的硬度与弹性模量比值(0.157)。在200g载荷、氮化硅球(半径为2mm)为对摩件、大气干摩擦条件下,CNx薄膜的摩擦系数约为0.173,磨损后薄膜未出现裂纹和剥落;在500g载荷、室温Kokubo人体模拟体液下,CNx薄膜的摩擦系数约为0.103,但磨损后薄膜出现剥落。剥落的发生可能是由于SBF溶液通过微孔缺陷进入并腐蚀薄膜-薄膜-基材界面所致。     

电化学抛光时间对常规和超细晶TiNi合金生物活性的影响

研究了电化学抛光时间(60、180s)对常规和超细晶TiNi合金表面形貌与生物活性的影响。结果表明,电化学抛光时间从60s增加到180s时,常规Ti-Ni合金表面纳米尺度蚀坑数量增多,但仅轻微提高了其生物活性(模拟体液中Ca-P层的生长速率),而超细晶TiNi合金表面纳米蚀坑数量大幅减少,生物活性虽大幅降低,但仍显著高于常规TiNi合金。结果表明,除了增加纳米尺度蚀坑形貌外,组织超细化也是提高生物活性的一个有效方法。     

不同阳极氧化时间下常规和超细晶TiNi合金的生物活性*

研究了不同阳极氧化处理时间下常规TiNi和超细晶TiNi合金表面形貌及其浸泡在体外模拟体液(SBF)下21天后的生物活性。结果表明:与常规TiNi合金相比,超细晶TiNi合金含有数量略多的微米尺度沟壑,生物活性亦较高。氧化时间从3min增加到9min时,合金的氧化程度增加,常规TiNi合金的生物活性(模拟体液中Ca-P层的生长速率)显著增加,而超细晶TiNi合金的生物活性仅轻微增加;Ca/P比都出现明显下降,常规TiNi合金的Ca/P比从1.68降低到1.44,超细晶TiNi合金从1.62下降到1.43。这表明TiNi合金组织超细化增加了其生物活性,适当延长氧化时间有助于进一步提高合金的生物活性。     

TA4电化学抛光和阳极氧化处理表面生物相容性的比较

比较了TA4纯钛材电化学抛光表面和阳极氧化表面的形貌、抗腐蚀性能、微动摩擦磨损性能和生物活性。结果表明,与阳极氧化表面相比,电化学抛光表面具有较多纳米尺度孔穴(孔穴总数较低),较低的表面粗糙度(低约一个数量级),较低的抗腐蚀性能(后者的腐蚀速率比前者的稍大),较低的摩擦系数(0.134vs.0.286),较差的耐磨性能,以及较高的生物活性(模拟体液中Ca-P层的生长速率)。     

纳米晶Ti表面磁控溅射SiC薄膜在高载荷下的摩擦磨损性能

采用室温磁控溅射技术在纳米晶体钛(剧烈塑性变形制备)表面制备出碳化硅(SiC)薄膜,研究了SiC薄膜在高载荷下的摩擦磨损性能。结果表明:在1000g载荷(Hertzian接触应力约为1170MPa)、室温、Kokubo人体模拟体液条件下,与氮化硅(Si3N4)球(半径为2mm)对摩时,SiC薄膜具有良好的耐摩擦磨损性能,其摩擦系数约为0.184,磨损速率为4.18×10-6mm3·m-1N-1,磨损表面未出现薄膜剥落现象。本SiC薄膜在高载荷下所表现出的良好耐摩擦磨损性能是由于其膜-基之间具有好的弹性模量匹配、薄膜自身具有高的塑性、薄膜与基材的硬度都较低(有助于降低摩擦磨损时的实际接触应力),薄膜自身具有较高的硬度与弹性模量的比值。