多层交替膜界限载荷研究

为了研究软硬交替多层表面膜在磨粒作用下的应力应变响应、膜层界面剥离和裂纹的产生及扩展的影响,采用大变形接触弹塑性有限元法对刚性基体上的TiN/Ti多层交替膜在法向压痕作用下的力学行为进行了模拟和分析,研究不同软硬膜层厚度比下,不同膜层的变形、界面切应力分布和表面张应力分布,分析得出界限载荷变化规律及参数分布对其影响情况.结果表明:当软层厚度小于或等于硬层厚度时,增加膜层总厚度可以明显增大多层膜层体系的界限载荷,而软层厚度大于硬层厚度时,增加膜层总厚度不但不能明显增加界限载荷,反而会因增大最大弯曲应力而使界限载荷变小;软硬层厚度比大,而膜层总厚度小的多层膜体系,具有相对较小的最大弯曲应力,因而能承受最大的界限载荷.     

刀具TiN涂层工艺与切削试验

本文介绍等离子体增强磁控溅射离子镀ＴｉＮ涂层工艺，膜层组织结构和性能；研究和基片负偏压和靶功率对膜层组成和性能的影响；探讨了Ｔｉ２Ｎ对膜层的强化作用，结果表明，由Ｔｉ２Ｎ和ＴｉＮ的两相组成的恨具涂层具有良好切削性能。     

Ti6Al4V／Al_2O_3的扩散连接及界面问题的初步研究

成功地用真空扩散焊法获得了Ｔｉ６Ａ１４Ｖ／Ａｌ２Ｏ３的连接界面。分析了不同温度下的界面结构、界面反应情况，同时用压痕法初步偿派了界面残余应力分析。结果表明，在８００℃时扩散焊界面上没有显著的化学反应，随着温度的提高，界面上Ｔｉ６Ａ１４Ｖ和Ａｌ２Ｏ３反应生成ＴＩＡｌ、Ｔｉ２Ａｌ、Ｔｉ３Ａｌ与Ｔｉ组成的脆性混合过渡层。该过渡层，并通过氧的固溶使基体金属脆化；压痕裂纹扩展方式可以在一定程度上反映残余应力的局部分布特征。     

球壳与柱壳之功能梯度压电涂层的热效应分析

针对以球壳和圆柱壳为基体的功能梯度压电涂层,由多场耦合控制方程和层间连续条件导出递推关系,建立了显式的力-电-热多场耦合解。对于多层功能梯度压电涂层,此解为精确解;对于连续功能梯度压电涂层,可将涂层分为若干层,只要层数取得足够大,所得的近似解将收敛于精确解。研究表明：压电效应对基体的应力影响可以忽略,但对涂层的应力影响非常显著;增加层数并不能有效降低最大应力,但增加层数可显著减小相邻层层间周向应力的突变幅度,减小层间应力集中;然而涂层与基体之间的界面径向应力却随层数的增大而使界面强度弱化。     

多层材料结构热应力的分析研究

针对多层材料结构由温度梯度引起的热不匹配问题,建立了不依赖于材料层数的热应力解析模型,基于四层材料结构中热应力的分布情况,对比分析了解析模型和有限元分析结果,研究了温度、层厚对多层材料结构中热应力和界面应力的影响。研究结果表明:解析模型与有限元分析所得应力分布一致,温度对应力的影响呈正相关;层厚会改变材料结构中的应力分布,影响情况视应力的性质而定。     

梯度残余应力下多层膜结构的弹性变形

提出了一类Stoney延伸公式来表征多层MEMS膜结构的曲率和其各层膜内沿厚度任意分布的残余应力之间的关系。推导出三层结构下的Stoney延伸公式,并利用它解决了残余应力沿厚度方向梯度分布的三层悬臂梁结构的变形问题。制造了一个Si3N4/p+Si/Si三层悬臂梁微结构,并测得其弯曲曲率,在p+硅层残余应力梯度分布和均匀分布两种情况下分别对该结构进行了仿真和解析计算。结果表明：所提出的Stoney延伸公式能比较准确地表征多层膜结构的弹性变形和其各层膜内任意分布的残余应力之间的关系;用平均残余应力代替实际的梯度残余应力,会对结构变形的预测带来更大的误差。     

核岛主设备不锈钢带极埋弧堆焊剥离机理分析

对核岛主设备不锈钢带极埋弧堆焊层剥离机理进行研究，结果表明：低合金钢母材上的不锈钢带极埋弧堆焊层过渡区出现平均厚度为25μm的硬化层，硬化层为高硬度、低塑性的板条马氏体组织；过渡区存在Ⅱ型边界，硬化层上存在气孔，Ⅱ型边界和气孔是堆焊层发生剥离的内因；随着堆焊层数的增加，接头界面残余应力增大，堆焊层数达到6层时，残余应力为380 MPa,过渡区的Ⅱ型边界在较大的残余应力作用下作为裂纹源扩展导致不锈钢堆焊层剥离。堆焊层界面较大的残余应力是剥离发生的外因。     

TiN多弧离子镀过渡层的组成及其对涂层结合力的影响

论述了ＴｉＮ多弧离子镀涂层过渡层的组成及其形成机制和影响因素。实验结果及分析表明,ＴｉＮ涂层过渡层由混合及扩散层组成,扩散层包括Ｔｉ原子扩散层及Ｎ原子扩散层;影响扩散层的主要因素是基体材料的成分和沉积温度;具有Ｎ原子扩散层的过渡层将使涂层的结合力明显提高。     

机械密封覆层端面开裂有限元分析

机械密封覆层端面是获得高性价比密封环的重要方向,然而覆层端面的开裂是其主要的失效形式。采用有限元分析软件,建立了机械密封热-结构耦合模型,综合考虑了端面变形、液膜反压和端面温度共同作用下对密封覆层端面的影响,得到了覆层表面和覆层与基体界面的应力分布,分析了覆层端面开裂的原因。研究结果表明:热载荷对覆层应力分布有显著影响,不容忽略;阻封流体的冷却作用有利于降低热载荷对覆层应力的影响;覆层表面最大拉应力、主界面最大切应力、侧界面最大切应力和最大法向拉应力是引起覆层端面开裂的主要因素。     

摩擦系数f与涂层弹性模量Ec对超硬膜／基体系承载能力影响的研究

本文研究了摩擦系数f、除层弹性模量Ec对气相沉积超硬涂层膜/基体系承载能力的影响规律，获得了不同的Ec及f条件下膜/基界面两侧的应力的分布规律，以及应力极值随参数Ec与f的变化曲线，指出摩擦系数的最佳范围为f≤0。25；涂层膜量Ec应尽可能与底材模量接近，并指出f对超硬涂层的失效形式的影响；随着f增大，膜/基体系失效形式由底材屈服导致涂层拉裂，转化为涂层剪断与剥离，其结论为正确选用合适的涂层、基体材料、沉积工艺及确定膜/基体系应用工况提供了依据。     

机械科学技术与我国经济发展和社会进步

介绍了当代机械科学技术的发展特点与趋势,我国机械科学技术和机械工业发展现状以及科研中存在的主要问题,并指出我国机械科学技术和机械工业发展的对策。     

热式质量流量计(控制器)的使用和维修

以北京建中机器厂生产的热式质量流量计（控制器）为例，介绍热式质量流量计（控制器）的一般选择方法和正确使用程序，并且对使用中的注意事项做了较详细的说明。最后列举了使用中的常见故障、故障原因和处理方法。     

压电驱动与控制技术的发展与应用

压电驱动器是利用压电体逆效应形成机械驱动或控制的一类装置。由于压电体具有反应快、精度高和抗干扰等优点,因而由其所构造的驱动与控制装置结构简单、反应敏捷,受到国内外科学家的广泛关注。目前已被开发出的压电驱动与控制装置主要有超声波电动机、精密驱动器等,并在国防、生物医学、光电子等诸多领域获得成功应用。介绍国内外压电驱动与控制技术领域的研究现状及实际应用情况,给出一些具有代表性的机构实例,同时对相关性能做出评价。     

MULTI-SCALE AND MULTI-PHASE NANOCOMPOSITE CERAMIC TOOLS AND CUTTING PERFORMANCE

An advanced ceramic cutting tool material Al2O3/TiC/TiN (LTN) is developed by incorporation and dispersion of micro-scale TiC particle and nano-scale TiN particle in alumina matrix. With the optimal dispersing and fabricating technology, this multi-scale and multi-phase nanocomposite ceramic tool material can get both higher flexural strength and fracture toughness than that of Al2O3/TiC (LT) ceramic tool material without nano-scale TiN particle, especially the fracture toughness can reach to 7.8 MPa·m0.5. The nano-scale TiN can lead to the grain fining effect and promote the sintering process to get a higher density. The coexisting transgranular and intergranular fracture mode induced by micro-scale TiC and nano-scale TiN, and the homogeneous and densified microstructure can result in a remarkable strengthening and toughening effect. The cutting performance and wear mechanisms of the advanced multi-scale and multi-phase nanocomposite ceramic cutting tool are researched.     

汽轮发机组状态监测与故障诊断系统的研制及其应用

介绍了一套汽轮发电机组状态监测及故障诊断系统ＭＭＭＤ－ⅢＡ，该系统使用了微机ＳＵＮ－２８６及ＳＴＤ总线工业控制机系统Ⅱ－５Ａ，实现了信号采集、信号处理、数据存储、报告、报警、自检、黑匣子及故障诊断等功能，最后给出该系统在电厂的应用实例。     

载药纳米颗粒与血管支架自装配机理和方法

在综合分析微器件三维自装配研究成果的基础上,指出目前研究方法在纳米级微器件三维功能结构自装配中存在的问题,提出综合应用介电泳动、毛细作用和疏水性等微观作用力,实现载药纳米颗粒与血管支架的自装配,并对实现自装配所涉及的介电泳力和毛细力的控制机理和方法、载药纳米颗粒药物的选择和制作、裸支架本体结构的优化设计以及自装配实现工艺流程等关键技术进行了研究,给出了自装配的实现工艺平台以及相应的电场空间分布仿真结果。上述研究成果为最终研制纳米颗粒载药涂层支架提供了可行的方案。     

压铸技术及压铸合金的发展与应用

简述了压铸发展的历史及压铸技术的发展状况。叙述了压铸铝合金、镁合金、锌和锌铝合金的研究开发与应用状况,分析了压铸合金有待进一步研究开发的问题     

蜗线齿轮及其共轭齿轮的几何分析与仿真

蜗线齿轮是一种节曲线向径按余弦规律变化的新式齿轮。为了选择合适的切齿方案和切齿刀具,实现齿轮不同的数控加工方法,对该蜗线齿轮及其共轭齿轮进行理论分析和计算模拟。根据新式齿轮的节曲线曲率半径公式,给出节曲线凸凹性的判别式;由齿形法线在节曲线上的分布规律,用解析法建立齿形渐屈线方程;基于齿形上任一点的向径与节曲线向径的几何关系,由节曲线方程推导出了齿形方程。并由所建立的方程进行了蜗线齿轮及其共轭齿轮的渐屈线及齿形的图形仿真,为新式齿轮的开发应用提供了理论依据。应用该理论设计、加工的齿轮已用于生产实际,性能良好。     

光滑及沟槽密封的转子动力学分析及计算

参考文献（１）,将Ｈｉｒｓ紊流整体流动理论进行扩展,在Ｃｈｉｌｄｓ环形密封有限长解的基础上,引入平均槽深,并研制出计算程序,对光滑密封和沟槽密封动特性系数及泄漏流量进行了分析计算,对沟槽密封的复数常微分方程组进行求解。     

我国机械工程学科的发展与未来展望

概述了我国机械工业40年来的成就,分析了我国机械工业面临的严峻挑战和世界工业发展趋势,提出了机械工程学科的发展方向和研究重点。