激光表面织构形状参数对钛合金摩擦学性能的影响

针对钛合金耐磨性差的问题,利用激光技术在TC4钛合金样品表面刻蚀出具有不同形状、间距和宽度(直径)的织构,基于CSM球盘式摩擦磨损试验机研究织构形状参数对钛合金在油润滑条件下摩擦学性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)观察钛合金表面织构的微观形貌及磨痕形貌,利用白光干涉仪测试表面织构和磨痕的三维轮廓并通过计算得到磨损率。结果表明,网格型织构的摩擦因数比沟槽型和点阵型织构更小并且更稳定。织构的间距和宽度(直径)等形状参数显著影响钛合金的磨损性能。原始表面抛光钛合金样品磨损率高于表面织构处理后样品,原始钛合金样品的磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损,而由于表面织构能起到收集磨屑,储存润滑油的作用,从而显著提升了钛合金的耐磨性。     

采油液力马达转子表面织构参数对其摩擦副摩擦学性能的影响

目的研究微沟槽织构对采油液力马达定转子配副表面摩擦学性能的影响,为减小液力马达螺旋副的摩擦阻力矩,从而解决大庆油田某型号液力驱动螺杆泵采油系统停机后启动困难的问题提供设计方向。方法根据螺杆马达螺旋副,建立金属-橡胶平板往复摩擦模型,在金属试件表面加工出不同织构角度和深度的矩形微沟槽,采用正交试验方法,研究不同织构参数对液力马达螺旋副摩擦性能的影响规律,最后再对比分析橡胶试件摩擦磨损试验前后的表面形貌,以掌握织构存在对橡胶定子使用寿命的影响规律。结果织构角度一定时,除90-5号试件以外,其余各组试件的摩擦因数表现出随织构深度的增加而增加的现象。织构深度一定时,各组试件的摩擦因数随织构角度的增大而表现出先增大后减小的现象。织构角度是摩擦因数的主要影响因素。相同试验条件下,0—5号试件的摩擦因数比未织构试件降低了20.2%。结论在液力马达定转子这种金属-橡胶接触对中,织构的减摩机理主要是通过微沟槽输送润滑介质,改善润滑条件。织构参数设计合理的试样,在不缩减液力马达使用寿命的条件下可以有效减小摩擦副的摩擦因数,有利于液力驱动螺杆泵采油系统顺利启动。     

纳秒脉冲激光对表面织构参数影响研究

表面微织构具有良好的减摩作用,刀具表面微织构的应用受到国内外学者的广泛关注。针对激光技术在表面微织构制备中的应用,利用红外脉冲纳秒激光雕刻机在YT15刀片表面制备出单脉冲织构、连续线性凹槽织构,分析单脉冲功率及相邻两脉冲光斑重叠面积百分比对织构参数的影响。结果表明:随着激光功率的增加,单脉冲织构的直径、深度、重铸层高度、重铸层宽度均增加;随着相邻两脉冲光斑重叠面积百分比增加,连续线性凹槽织构的深度、宽度、重铸层高度均增加,而重铸层宽度减小;与同功率单脉冲织构相比,连续脉冲的织构深度、重铸层高度、重铸层宽度均大于单脉冲织构,连续脉冲的织构宽度小于单脉冲织构直径。该研究为特定尺寸表面微织构制备提供参考。     

织构参数对复合绝缘子硅橡胶表面疏水性能的影响

为提高硅橡胶复合绝缘子抗污闪及冰闪能力,采用激光雕刻机在其伞裙试样表面加工一系列不同类型的织构,使其具有超疏水性。采用三维形貌仪、SEM观察织构表面形貌特征,采用接触角测量仪、高速摄像机等进行疏水性能分析。分析了织构参数对硅橡胶表面疏水性能的影响,得到各织构疏水性能最佳时的尺寸参数及水滴弹跳性能。结果表明：设计的表面织构可明显改善硅橡胶表面疏水性能;不同织构疏水性最佳时织构高度基本相同,但织构宽度和间距参数不同。凸起织构相较于凹坑织构表现出了更好的疏水性能,其中菱柱织构表面具有最优的超疏水综合特性,能够有效的减少水滴在表面的停留,减少覆冰。     

几何特征及工况条件对表面织构摩擦特性影响研究

表面织构技术是一种加工方便且不破坏材料本质的表面改性方法,在材料表面加工出具有一定形状和规则的微观结构以改善材料的表面摩擦性能。但不同工况条件下影响摩擦性能的可变因素太多,以至于无法得到各设计参数的最优通用方案。从提出附加流体动压效应到表面织构形貌、尺寸、深度、面积占有率、坑底形状、取向和分布形式等方面,回顾了国内外表面织构减摩作用的研究发展历程。概述了凹陷织构中连续织构和离散织构的表面形貌对材料表面摩擦特性的影响,并在离散织构中重点分析了三角形、矩形、菱形、六边形、椭圆形、圆柱形、球形、水滴形、圆环形、雪花形和葫芦形等织构形貌对材料表面摩擦特性的影响;论述了各几何参数中织构直径和面积占有率对摩擦因数的影响比织构深度大;阐述了不同分布形式的表面织构对摩擦特性的影响;在干摩擦、边界润滑、流体润滑和混合润滑等4种状态下,总结了不同工况条件下表面织构的减摩机理,并对表面织构存在的问题提出建议,以期为表面织构的研究者提供参考。     

T形沟槽表面织构对金属-橡胶密封副摩擦性能的影响

为研究T形沟槽形非光滑表面的形貌参数对摩擦性能的影响,验证自组装凹坑形非光滑表面的耐磨性能,基于稳态二维不可压缩Reynolds方程,建立T形沟槽表面织构化理论模型;利用有限差分法和高斯-赛德尔迭代法求解金属表面的油膜压力分布和剪切应力,进而获得油膜承载力和摩擦因数;对T形槽织构的宽度系数比α、深度系数比β对金属-橡胶摩擦副油膜承载能力和摩擦因数的影响规律进行数值分析。结果表明：T形沟槽织构的存在使得油膜内部的压力增大,并且随T形沟槽宽度系数比增加,织构动润滑性能先增大后减小再增加,宽度系数比在40%时达到最佳,且宽度系数比越大,织构的动压效应越差,宽度系数比无限接近1时,沟槽突变为矩形沟槽,使动压效应增加;随着T形沟槽深度系数比增加,织构动润滑性能先增加后减小,宽度系数比在40%～60%内最佳;在流体动压润滑范围内,适当控制T形沟槽的宽度比和深度比,使沟槽底部尽可能平整,保证织构上下两部分良好的协同作用和动压区域,便能获得润滑减摩性能最好的T形沟槽表面织构。     

激光功率与扫描速度对微织构形貌影响试验研究

激光加工技术以其清洁高效、自动化程度高、加工过程方便易控制等突出的优势,目前已成为加工微织构的首选方式.在加工过程中,激光参数是影响微织构尺寸参数和形貌的重要因素.采用激光技术在硬质合金刀具表面加工微织构,分析并揭示了激光功率和扫描速度对微织构的尺寸和形貌的影响机制,进而确定了加工微织构的最优激光参数.     

热轧参数和坯料原态对α＋β钛合金织构的影响

通过直接测量充电过程电极表面温度和电池内压变化情况，研究了ＭＨ－Ｎｏ电池过充条件下气相复合反应的性质。结果表明，氧在负极的还原是消气过程的主要反应，通过提高氧的扩散速度和增加有效反应区域有效地降低快充或过弃时的内压。     

工艺参数对高速电镀锌层形貌和织构的影响

应用模拟重力法高速电镀装置在无间隙原子钢(IF钢)基板上电镀锌,采用场发射扫描电镜(FESEM)和X射线衍射仪(XRD)研究电流密度和钢板运动速度对锌层微观形貌和织构的影响。结果表明:高速电镀锌层呈片晶状倾斜于基体表面紧密排列,随着电流密度(20~60 A/dm2)的增大,{10.3}和{10.4}等锥形织构系数降低,{00.2}基面织构系数显著增加,晶粒尺寸减小;当电流密度高于50 A/dm2时,伴有枝晶的出现;钢板运动速度(1~3 m/s)的增大提高镀层的致密度,同时降低{00.2}基面织构系数,对锥形织构的影响较小。     

轧制参数对AZ31镁合金织构和室温成形性能的影响

为了获得基面织构强度弱化、室温埃里克森值高的镁合金板材的热轧工艺,采用异步轧制研究轧制温度为250?450℃、道次压下率为15%?35%、异速比为1:1.5时轧制工艺对镁合金宏观织构和室温成形性能的影响,并以此设计一组轧制工艺,使轧制后合金织构强度明显弱化,室温埃里克森值得到明显提高。结果表明:提高轧制温度、减小道次压下率可以有效地弱化基面织构,提高镁合金室温成形性能。但是在450℃、道次压下率为5%时,轧制后板材晶粒粗大,成形能力较低。经轧制温度为450℃、道次压下率为10%的工艺轧制后板材具有优良的室温成形性能,即室温埃里克森值为5.35 mm,此时基面织构强度为9852。     

基于CFD的液压滑阀流场特性与稳态液动力研究

针对某型装甲车辆综合传动缓冲换挡阀,建立了该滑阀不同开度的三维几何模型,应用Fluent仿真软件对滑阀的内部流场进行了可视化计算和分析研究,得到了滑阀不同开度的流场特性与稳态液动力变化规律。进一步考虑轴颈直径对液动力的影响,提出在阀芯轴颈满足刚度与强度的条件下,宜尽量减小轴颈的直径。针对具体模型,通过理论计算与仿真值对比分析,引入修正系数,利用最小二乘法得到引入修正系数的计算公式,可以部分代替大量实验验证,减小工作量。     

微沟槽织构对切削力和表面粗糙度的影响

为研究微织构对切削过程中产生的切削力和已加工表面粗糙度的影响,在聚晶立方氮化硼(PCBN)刀片前刀面制备与主切削刃平行的宽度为32.6μm的微沟槽织构.分别用微沟槽刀具和无织构刀具在主轴转速为450、500、600 r/min的条件下切削淬硬钢GCr15,分析切削力和已加工表面粗糙度.试验结果表明:微沟槽改善了刀具的切...     

改进的单向磨料流加工效果及轴向力测量研究

由合金材料制成的结构复杂工件内通道及相交部位的毛刺难以有效去除,而采用磨料流(AFM)加工工艺可以有效抛光零件复杂表面、提高工件加工质量。基于此,对不同工作压力的单向磨料流作用下,工件的表面粗糙度和扩展直径进行研究,介绍一种适用于单向AFM轴向力在线测量的装置,分析了不同加工压力和流体通道长度对轴向力和体积流量的影响。研究结果表明:4.0 MPa加工压力下的AFM加工可以有效降低工件表面粗糙度,同时使工件获得更均匀的表面粗糙度,但是4.0 MPa条件下的加工时长远大于7.0 MPa;流体通道长度越短,体积流量相对于轴向力来说随着加工压力的增加而明显增加;而对于最长的流体通道,加工压力的增加导致轴向力的增加更为显著。     

2205双相不锈钢的织构对冲击韧度的影响

对2205双相不锈钢进行不同温度的固溶处理试验和改锻试验。研究了试验钢-46℃的冲击吸收能量,冲击试样断口的宏观形貌及纵截面和横截面的显微组织。结果表明,未经改锻的试验钢由于无明显的锻造织构,冲击试样断口基本是结晶状断口,经1050℃、1100℃和1150℃保温1 h固溶处理后冲击吸收能量均为20 J左右;试验钢改锻后,形成明显的锻造织构,冲击吸收能量提高到70 J,再经1050℃保温1 h固溶处理后冲击断口有明显纤维区,冲击吸收能量进一步升高到150 J。     

血管支架内表面正六边形微织构对血液流动特性的影响

目的 探究具有不同面积占有率的正六边形凹坑微织构血管支架对血液流动特性的影响,探究微织构在抑制支架再狭窄中的作用。方法 在管状血管支架内表面设计具有不同面积占有率的正六边形凹坑微织构,采用Ansys有限元分析方法探究不同面积占有率微织构的存在对其腔内血液流速的影响。结果 带有微织构的支架腔体内血液流速大于无织构的支架腔体内血液流速。在整个心动周期内,心脏收缩时微织构面积占有率为31.9%的血管支架腔体内的主流区血液流速整体上最快;心脏舒张时微织构面积占有率为11.2%的血管支架腔体内的主流区血液流速最快。在峰值时微织构支架下的血液流动方向会产生径向跳动和扰动,血液流速产生了径向分量,在近壁面处血液出现了扰动和不稳定流动现象,微织构面积占有率越大,壁面产生扰动的血液越多。在平稳时刻,近壁面血液会产生回流,在无微织构支架下腔体内正常流动的血液与回流区血液形成了漩涡,面积占有率越大,形成的漩涡越明显。结论 血管支架内壁微织构的存在可以减小血液的黏附和流动时所受到的阻力,提高血液的流速,同时可以使近壁面处血液更好地混合,有利于改善血液的流动状态,降低再狭窄现象的发生概率,提高血管支架正常服务的寿命。     

磨料水射流喷嘴结构参数对流场性能影响的仿真与研究

建立后混合磨料水射流喷嘴可视化模型,利用FLUENT软件对喷嘴内固液两相流场进行仿真,分析管嘴内流场的速度以及管嘴结构对它的影响。为了达到理想的速度,混合腔长度应选择高压水喷嘴直径的40倍左右;聚焦管长度在60~70 mm之间最优;综合考虑速度及磨损,锥形角角度应选择在30°~45°之间。     

纳秒脉冲激光参数及激光路径填充方式对表面织构平坦化的影响

目的 减少光纤脉冲激光器制备表面织构产生的毛刺,提高织构制备的质量。方法 利用纳秒激光器在CoCrMo盘加工表面织构时,织构周围会出现随着激光功率增加而升高的毛刺,通过保持激光平均功率不变,增大激光频率的方法来减小织构周围毛刺的高度,并且在材料表面覆盖一层水膜,来进一步减小织构周围毛刺,实现表面织构平坦化,制备出可以直接使用无需二次抛光的表面织构。在此基础上,增加织构加工的次数,在4 mm厚的水膜下打标出一组深度为50 μm左右、毛刺高度小于2 μm的表面织构,并且在25.434 N载荷下,采用销-盘摩擦方式,改变摩擦副的相对运动速度,对其进行摩擦磨损实验研究。 结果 当相对运动速度为30 mm/s时,摩擦系数最小,为0.067 67,远远小于直接加工表面织构的摩擦系数,比原始盘表面降低了23.1%。结论 增大脉冲激光的频率和覆盖水膜制备法可以减小制备织构的毛刺高度,使用覆盖水膜制备法时,多次加工制备大深度织构,毛刺高度始终保持在2 μm,没有明显变化。