汽车稳定杆用55Cr3弹簧钢的低周疲劳性能

从汽车稳定杆用钢的实际应用需求出发,采用轴向应变控制方法,应变循环比R为-1,试验频率为0.1～1.0 Hz,疲劳试验加载波形为三角波,轴向总应变幅范围设定为0.35％～1.2％,测试了55Cr3弹簧钢低周疲劳性能,并对试验数据进行拟合计算,得到55Cr3弹簧钢的循环应力-应变曲线、应变-寿命曲线和过渡疲劳寿命;通过拟...     

拉伸预应变对Q345R钢低周疲劳性能的影响研究

采用轴向应变控制法,在MTS809电液伺服疲劳试验机上,开展了拉伸预应变后的压力容器用钢Q345R的低周疲劳试验,获得了不同预应变下材料的循环响应特征、循环应力-应变关系以及疲劳寿命等低周疲劳试验数据。结果表明:预应变对疲劳寿命影响较大,对循环响应特征基本没有影响,但提高了应力幅。通过Hollomon公式和Manson-Coffin公式拟合疲劳试验数据,建立了疲劳寿命的预测公式,试验数据与拟合曲线基本吻合。裂纹快速扩展区及最后断裂区的面积均随预应变的变化而变化。     

扭转预应变对Q345R钢低周疲劳性能影响的研究

采用轴向应变控制法、MTS809电液伺服疲劳试验机开展了扭转预应变后压力容器用Q345R钢的低周疲劳试验,获得了扭转预应变下材料的循环响应特征、应力-应变关系以及疲劳寿命等低周疲劳试验数据。根据应变-寿命曲线和塑性应变能-寿命曲线对试验钢的疲劳寿命进行了预测,两种方法预测结果一致。结果表明:扭转预应变对Q345R钢的疲劳寿命有明显的影响,但对其循环响应特征无明显影响,试验钢具有循环硬化特征。经过预扭转试件的裂纹扩展区出现韧窝,预扭转加速了裂纹扩展速率并增加了最后断裂区面积;而扩展区相应减小,这是预扭转导致疲劳寿命降低的原因。     

汽车稳定杆用 55Cr3弹簧钢室温旋转弯曲疲劳性能

从汽车稳定杆用钢的实际应用需求出发,采用横向轴向应变控制方法,在应变循环比 R为－1,频率 83Hz和室温环境下,测试了 55Cr3弹簧钢旋转弯曲疲劳性能,得到了试样的 S-N曲线。并通过扫描电镜观察疲劳断口,研究了 55Cr3弹簧钢旋转弯曲疲劳特性。结果显示：生产的汽车稳定杆用 55Cr3弹簧钢具有高纯净度和良好的强度与塑韧性配合,其旋转弯曲疲劳试样的疲劳极限可达 730MPa;在较高应力下,裂纹起源于试样表面因加工刀痕和擦伤等引起的缺陷,且存在多处裂纹源。     

Q345R钢低周超低周疲劳性能研究

从压力容器的实际工况和抗震安全性设计出发,对Q345R钢进行低周、超低周疲劳试验。在MTS-809疲劳试验机上进行试验,采用轴向恒应变控制方法;获得其典型迟滞回线及低周、超低周循环应力-应变曲线,与拉伸应力-应变关系比较得出Q345R钢为循环硬化材料;开展回归分析,确定了材料的疲劳特性参数及应变-寿命曲线。为压力容器抗震设计、疲劳寿命预测提供依据。     

碳纤维布对低屈服点钢BLY160低周疲劳性能的影响研究

采用轴向应变控制法,在电液伺服疲劳试验机MTS809上,对缠绕碳纤维增强聚合物(加固试件)和不缠碳纤维增强聚合物(母材)的低屈服点钢BLY160试样进行低周疲劳试验。研究了两种试验钢的低周疲劳性能,如循环应力响应特征、循环应力-应变关系以及低周疲劳寿命。通过拟合Hollomon公式和Manson-Coffin公式,推导出母材和加固试件的低周疲劳寿命预测公式。结果表明:母材和加固试件的裂纹源均萌生于试件表面,且加固试件表面有多处裂纹源,其疲劳断口韧窝比母材的更小、更密。缠绕碳纤维布能有效提高低屈服点钢的低周疲劳性能。     

应力控制下06Cr19Ni10钢低周疲劳断裂特性的研究

通过06Cr19Ni10钢疲劳试验研究其应力控制下的低周疲劳断裂特性。由光滑试件疲劳试验得到其S-N曲线并拟合表达式,分析不同应力下应变、塑性应变能与疲劳寿命之间的关系。由缺口试件疲劳试验研究缺口深度及缺口角度对疲劳寿命的影响。对疲劳断口的宏观及微观形貌进行分析。结果表明:裂纹萌生于试件表面,应力及缺口参数影响断口形貌。     

Cu-3Ag-0.5Zr合金的高温低周疲劳性能研究

研究了Cu-3%Ag-0.5%Zr合金在800K条件下的高温低周疲劳性能。对循环应力响应行为及循环应力-应变行为进行了分析,给出了Cu Ag Zr合金的疲劳参数,并根据试验数据拟合出了疲劳寿命曲线和方程。结果表明,Cu Ag Zr合金的位错密度较低,循环应力响应行为表现出循环软化特征,合金低周疲劳曲线方程为Δεt/2=0.003(2Nf)-0.1104+0.14(2Nf)-0.7792,合金具有较低的弹性应变幅和较低的过渡疲劳寿命,塑性对疲劳寿命起决定性作用。疲劳裂纹起源于试样表面,且存在有多个裂纹源,有大量微小孔洞存在,孔洞连接萌生裂纹,合金高温断裂方式为穿晶韧性断裂。     

P92钢焊缝金属高温低周疲劳行为分析

P92钢常用于锅炉高温、高压主蒸气管道等部件,其焊接接头性能的优劣直接关系到机组的安全可靠运行. 文中通过P92钢焊缝金属在630 ℃下的低周疲劳试验,研究了低周疲劳行为及其循环应力应变关系,采用塑性应变能密度对其低周疲劳进行了寿命预测,并根据断口形貌,分析了P92钢焊缝金属的断裂机理. 结果表明,P92钢焊缝金属表现出循环软化特征;其低周疲劳寿命与应变幅值满足Coffin-Manson关系;采用塑性应变能密度的方法可以很好地预测P92钢焊缝金属低周疲劳寿命. 二次裂纹密度的增加是其在高应变幅下寿命下降的主要原因.     

新型22Cr-15Ni奥氏体耐热钢高温低周疲劳行为

22Cr15Ni3.5CuNbN新型奥氏体耐热钢是为620 ~ 650 ℃的超(超)临界电站锅炉管道制造而研发的新型奥氏体耐热钢,其高温性能的优劣对机组的安全可靠运行具有重要意义. 文中通过22Cr15Ni3.5CuNbN钢在650 ℃下的低周疲劳试验,研究了其在不同应变幅条件下的应力?应变关系及疲劳寿命. 通过对断口形貌的分析研究了其断裂机理. 结果表明,22Cr15Ni3.5CuNbN钢在高温下表现出明显的循环硬化行为,且没有明显的应力饱和现象出现. 其硬化行为与材料内部位错密度的增加有关. 采用基于塑性应变能密度对其疲劳寿命进行了预测,取得了良好的预测效果. 疲劳断口可以分为3个区域:裂纹源区、裂纹扩展区以及瞬断区. 在较高的应变幅条件下,在断口处可观察到多个裂纹源. 多个裂纹源的形成和二次裂纹的产生是导致其疲劳寿命下降的重要原因.     

基于并联机构多自由度减振平台仿真与测试研究

为了解决许多重大工程领域中的多自由度减振问题,本文针对橡胶具有多自由度弹性阻尼减振特性,但容易老化,失去弹性的特点,采用并联机构作为组合弹性阻尼减振装置主体结构,在机构原动件处辅以弹性阻尼装置,运用反向自适应原理,模拟橡胶实现减振;同时按照给定减振要求,用ADAMS软件建立系统模型和仿真,并制作了试验样机.将仿真和试验结果进行分析比较,结果表明动态模拟与试验结果一致,从而说明了基于并联机构组合弹性阻尼减振装置设计理论的正确性和可行性,可推广解决其它多自由度减振问题.     

数值仿真在大型二冲程船舶柴油机上的振动特性分析

采用数值仿真法对某大型二冲程船舶柴油机进行了振动特性研究.为提高数值计算精度,对模型采用全尺寸仿真,并分析了其振动模态和不同转速下的频率响应,为避免柴油机的共振提供设计依据.往复式柴油机的模态阻尼系数取决于结构零件在振动过程中的相互作用和能量耗散率,为解决大型二冲程船舶柴油机振动特性数值仿真时阻尼系数难以选取的问题,采用一种迭代算法,将柴油机看作一种多自由度的弹簧-质量-阻尼系统,逐步迭代出最佳的阻尼系数,并通过实验进行拟合分析,验证了该算法的准确性.     

An active method of monitoring tool wear states by impact diagnostic excitation

This paper presents an active method of monitoring tool wear states by using impact diagnostic excitation in the machining process. Because the dynamic characteristics of tool vibration in machining process will change with the tool wear development, the damping ratio, which is one of the important dynamic characteristics of tool vibration, will be used for monitoring the tool wear states in machining. In order to obtain the damping ratio, impact diagnostic excitation was applied to the tool in the feed direction and the signals of the tool vibration were measured for some flank wears under different cutting conditions. The signals were analyzed through FFT analyzer and computer, and then the damping ratio of the tool vibration in the feed direction was calculated. The experimental results have shown that the damping ratio measured by impact excitation increases linearly with tool wear development and the increment of the damping ratio is different for each cutting condition, but the damping ratio can be uniquely determined through the flank worn area. To explain the reason for increase with tool wear development, the damping mechanism on the flank worn land was also discussed. The results of the discussions and numerous cutting experiments have indicated that the presented active method could be used for effectively monitoring the tool wear states in machining.     

基于非线性能量阱的小卫星飞轮微振动抑制

研究基于橡胶材料迟滞阻尼特性的非线性能量阱对光学卫星飞轮微振动的抑制。通过对飞轮扰动机制的分析,建立考虑飞轮扰动的动力学模型。结合飞轮微振动模型,提出一种基于非线性能量阱的飞轮微振动抑制方法,设计一种基于非线性能量阱的金属橡胶减振器。设计卫星飞轮地面试验方案,验证了微振动抑制方法的有效性。试验结果表明:飞轮微振动模型分析准确,设计合理,基于该模型的减振器能有效抑制飞轮微振动。     

Flank face texture design to suppress chatter vibration in cutting

Process damping is useful in improving chatter stability in a low cutting speed range. This paper presents a texture design on tool flank faces that can effectively generate process damping. A convex structure on the flank face dampens chatter vibration even at general cutting speeds. An orthogonal cutting simulation utilizing a finite element analysis was conducted to estimate process damping force coefficients that are the functions of cutting and vibration conditions and tool geometry. Sufficient damping effect was predicted using the proposed texture via a chatter stability analysis in frequency domain. Face turning experiments verified the significant chatter suppression effect.     

自适应电流变减振器系统的研究

针对电流变流体性能的研究,提出了一种自适应减振器系统,通过电流变流体在缝隙中流动产生阻尼力,将振动能量转化为电流变效应所需的电能,从而减小（或遏止）振动。理论分析和实验仿真结果证明了该系统的有效性。     

阀控缸型式液压电梯的振动模态分析

所设计的液压电梯采用直顶方式,以阀控缸型式液压电梯作为研究对象,构建了其物理模型,建立了基于柱塞缸与轿厢架(m_1)、轿厢与电梯载重(m_2)二自由度的阀控式液压电梯系统动力学方程。在此基础上,讨论了该液压电梯系统的振动固有频率的计算方法。通过仿真实验,着重分析了其油液刚度、轿底橡胶减震垫刚度以及轿厢载重大小的变化对系统固有频率的影响。结果表明:其他条件不变情况下,液压电梯系统的一、二阶固有频率随油液刚度的减小而减小;液压电梯系统的一、二阶固有频率随轿底橡胶减震垫刚度的增大而增大;液压电梯系统的一、二阶固有频率随轿厢载重的增大而减小。     

内置颗粒减振器的机床刀具减振分析

机械加工中刀具的振动对工件加工质量有很大影响,内置颗粒阻尼减振器会对刀具起到较好的减振作用。颗粒减振器通过在有限封闭空间中填充微小颗粒达到减振目的。安装有颗粒减振器的刀具是典型的刚散耦合系统,刚体和散体之间相互耦合作用是研究减振机制的关键。应用离散单元法对内装颗粒减振刀具进行建模,利用集合平均计算所有内装散体颗粒对外部振动刀具的接触作用力,在离散单元法应用软件进行二次开发实现刚散耦合建模。利用耦合程序进行仿真分析,通过幅频特性曲线中最大峰值降低比和等效阻尼比来衡量减振效果,研究减振颗粒的材质、粒度、填充率参数对减振效果的影响。结果表明:同样数量时颗粒密度越大减振效果越好;同等质量时颗粒粒度在5~6 mm之间减振效果较好;颗粒填充率为12.5%时减振效果最优。     

冷轧机轧制参数对振动临界速度的影响

轧机升速进入高速轧制阶段后,常发生振动现象,其中三倍频程垂振最为强烈,以此为研究对象,通过分析振动机理得出辊缝间产生的负阻尼效应导致振动临界速度降低,自激振动更易形成。对已投产轧机的抑振改进不宜进行大范围的结构改进,应从轧制参数的角度进行分析。运用计算机仿真方法研究轧制参数中乳化液黏度、带钢入口厚度、带钢出口厚度、带钢变形抗力、辊缝间阻尼对振动临界速度的影响,获得相应的非线性关系,并通过轧制试验进行验证。通过调整相关轧制参数,提升振动临界速度,使之总高于轧制速度,保证轧机的稳定运行。     

高温材料的阻尼特性实验研究

采用双悬臂梁试件,通过基础激励下的共振驻留法,开发了一套高温材料在真空环境下的阻尼测试系统。研究了提高测试精度的方法,并分析了空气阻尼对阻尼测试结果的影响,并以Ti-6-4合金为对象,研究了阻尼随温度、应变幅值及振动频率的变化规律