全液压制动系统充液阀性能仿真与结构优化研究

充液阀作为全液压制动系统中的关键部件,其充液速度、充液压力等特性对整个系统的性能有直接的影响,为了系统研究结构参数对充液阀工作特性的影响,借助AMESim软件平台建立了全液压制动系统的仿真模型,并利用所搭建的全液压制动系统试验台,验证了仿真模型的有效性。在此基础上,分析了充液阀不同结构参数对充液特性的影响规律,结果表明,主阀弹簧刚度和阀芯节流孔径的改变会影响充液响应时间;控制阀的阀套夹角、钢球直径及调压弹簧刚度是决定充液压力上、下限的关键参数。依据上述结果,利用遗传算法对充液阀的主要结构参数进行了优化,结果表明,优化后的充液时间由2.8s缩短至2.0s,充液响应特性得到较大改善。     

全液压制动系统控制阀变参数仿真分析

控制阀决定了全液压制动系统的充液压力。从物理运动及结构两方面介绍全液压制动控制阀的工作原理,分析影响充液压力上限的因素。建立控制阀三维数学模型,应用Fluent软件对不同进口速度u、阀芯套筒锥角β以及钢球直径D的控制阀进行模拟研究,对比分析其内部流场的变化。搭建全液压制动系统试验台进行充液压力上限测试试验,验证理论分析及仿真结果的有效性,得出各参数对充液压力上限的影响规律。结果表明,控制阀的进口速度、阀芯套筒锥角与充液压力上限呈正相关,钢球直径与充液压力上限呈负相关。     

氮对奥氏体型热作模具钢组织和性能的影响

向奥氏体型热作模具钢中添加质量分数为0.208%的氮元素,通过显微组织观察、力学性能与热稳定性能测定,研究了氮对该钢组织和性能的影响。结果表明:加入氮后,钢中主要析出相为V(C,N),硬度提高了2HRC;在750℃时的热稳定性更佳,在20h的时效时间内硬度维持在45HRC以上;在晶界处存在形状规则的钒的碳氮化物,降低了晶界强度,使含氮钢的室温横向冲击功下降了约8%。     

表面脱碳层对H13钢热疲劳性能的影响

主要研究了在自约束条件下,表面脱碳层对H13钢热疲劳性能的影响.结果显示,含脱碳层试样表面开裂严重,表层硬度急剧下降,热疲劳损伤因子大大高于半脱碳和无脱碳的试样.说明脱碳造成材料表层含碳量减少,强度降低,使热疲劳时产生的交变热应力超过材料的屈服强度,引起往复塑性变形,逐渐造成损伤累积,从而导致钢的热疲劳强度下降.     

4Cr2Mo2W2V热作模具钢的高温抗压性能

利用Gleeble-3500型热模拟试验机,对4Cr2Mo2W2V热作模具钢进行了高温抗压性能试验,并与3Cr2W8V钢及H13钢进行了对比;结合高分辨透射电镜、能谱仪和内耗仪,对其组织结构、碳化物种类、尺寸及弹性模量进行了研究。结果表明:在较高温度下(700℃),4Cr2Mo2W2V钢的弹性模量和高温抗压性能都高于3Cr2W8V钢和H13钢的;淬回火后,该钢的马氏体板条细小,组织中只存在较多细小的MC型碳化物,锰和铬元素大部分都溶入了基体中,提高了固溶强化作用,有效增强了高温抗压性能。     

马氏体热作模具钢热稳定性的内耗研究

采用内耗法研究了两种马氏体热作模具钢在高温服役过程中的弹性模量及内耗特征,结合JMA方程探讨了时效前期的动力学过程。结果表明:620℃热稳保温过程中4Cr2Mo2W2MnV钢的软化主要以马氏体基体回复为主,而3Cr2W8V钢基体中大量的W、C脱溶及合金碳化物的沉淀,导致材料力学性能明显下降。4Cr2Mo2W2MnV钢在620℃工作温度下的热稳定性比传统热作模具钢3Cr2W8V好,主要是由于基体中的较多的Mn和相对稳定细小的Mo、V系MC型碳化物对马氏体热作模具钢的热稳定性有贡献作用。     

4Cr2Mo2W2V钢中碳化物的演变对热稳定性的影响

利用高分辨透射电镜观察、能谱分析等实验方法,结合硬度试验、热稳定实验不同温度下的实验数据,对热作模具钢4Cr2Mo2W2V中的组织成分、碳化物的形态、大小及其演变规律和对材料高温性能的影响进行了研究。结果表明：热稳保温过程中碳化物的演变与马氏体回复过程是耦合出现的,4Cr2Mo2W2V钢在工作温度620～700℃下的热稳定性能优于传统热作模具钢3Cr2W8V,4Cr2Mo2W2V钢在650℃工作温度下的热稳定性与传统热作模具钢3Cr2W8V在620℃条件下相当。基体中的较多的Mn和相对稳定细小的Mo、V系碳化物保证了4Cr2Mo2W2V钢高温时效过程中能保持一定的硬度。