密封系统性能的表面粗糙效应试验研究

分析了密封系统中硬对偶件表面粗糙特性对密封系统工作性能的影响,揭示了在相对运动密封零件表面间摩擦学过程中出现的微观曲路密封效应和微观跑合效应,为通过控制密封系统中硬对偶件表面加工工艺以形成优秀的表面形貌,来提高密封系统的工作性能提供了新的思路和概念。     

支承电压与电压变化速率对静电轴承性能影响的研究

从机电耦合的角度研究了静电轴承中高压放大器的输出电压和电压变化速率对系统性能的影响。分析表明,支承电压的选择应结合承载能力、转子不平衡力抑制和对输出电压惰性失真的要求确定,支承电压变化速率与高压放大器的动态功耗相互制约。导出了确定支承电压及其变化速率的关系式,为系统设计提供了理论依据。理论分析结果与实例的试验结果取得了较好的一致性。     

THE EFFECT OF THE CUTTING FLUID ON SURFACE ROUGHNESS IN BORING OF LOW CARBON STEEL-TECHNICAL COMMUNICATION

In spite of their environmental and human health problems, the cutting fluids still have been used widely in industry due to cutting fluid application can increase cutting performance in metal cutting. In this article, the effect of the cutting fluid on surface roughness in boring of AISI 1030 low carbon steel was investigated depending on BUE and chip formations and other cutting parameters, such as cutting speed, feed rate and tool nose radius. In most of boring experiments, the wet cutting did not show more preferable results than dry cutting. However, cutting fluid application with big nose radius and small feed rate improved the surface roughness up to 80%. This progress was attributed to a favorable chip formation as much as effective cooling.     

煤油荷电喷雾特性及喷雾流场的试验研究

静电喷雾技术为液体燃料雾化燃烧的节能降排提供了新方法。理论上分析了液滴荷电雾化的机理,研制了非极性燃料的充电装置和荷质比测量装置,对煤油的荷电喷雾特性进行了试验研究。首次采用PIV技术对荷电两相喷雾流场进行了测量。试验研究表明,煤油荷电喷雾可以明显改善雾化质量和喷雾流场的特性。     

有源静电轴承的动刚度特性研究

针对补偿负刚度后的静电轴承一转子系统模型,讨论了PID控制参数与动刚度特性的关系,为根据刚度指标确定控制参数提供了理论依据。对三自由度静电球轴承的动刚度分析与实验结果表明,系统在低频与高频段具有较高的支承刚度,而中频刚度较低,刚度幅频特性曲线呈“浴盆”状。在系统通频带内,动态刚度主要由控制器参数决定,而高频刚度主要取决于转子的惯性项。在系统稳定区域,改变控制器参数可以灵活设定系统的动刚度特性。     

静电微泵吸合与释放特性研究

为避免静电微泵因驱动电压过高而出现吸合现象,建立描述静电泵膜吸合与释放现象的一维集中质量模型、二维分布式模型和三维有限元模型,对比研究静电致动泵膜在准静态下吸合与释放的循环过程,获得整个循环过程的泵膜挠曲线变化、泵腔体积变形、电容变化等大量的数据与曲线.比较结果表明,二维分布式模型求解效果最好,并利用三维有限元模型和宏...     

微晶玻璃低温抛光表面微观形貌的研究

揭示了微晶玻璃的内部微观结构、其组成成分的结晶相和玻璃相、晶粒尺寸的测定，重点分析了超精密低温抛光后微晶玻璃的表面形貌和表现出来的微观表面缺陷。     

应变梯度对静电力驱动微梁吸合电压的影响

基于应变梯度理论,建立静电力驱动微梁的控制方程,通过瑞利-利兹法对微梁的控制方程进行降阶,得到一组非线性代数方程。利用牛顿-拉菲森法求解该方程组,确定微梁的吸合电压,分析应变梯度对吸合电压的影响规律。结果表明,当微梁的无量纲厚度减小时,无量纲吸合电压将显著增大,表现出明显的尺寸效应;随着材料内禀特征长度的增加,无量纲吸合电压的尺寸效应也越显著,说明应变梯度对微梁的吸合电压影响显著。随着微梁无量纲厚度的减小,残余应力对无量纲吸合电压影响显著,可以减弱应变梯度对无量纲吸合电压的影响;同时应变梯度可以显著降低中面伸长对吸合电压的影响。分析结果可为微机电系统中微梁的设计提供参考。     

多晶硅微机械构件损伤的表面效应

利用电磁力驱动微拉伸装置，考察多晶硅微构件表面粗糙度和施加表面分子自组装膜(octadecyltrichlorosilane，简称OTS)对抗拉强度及断裂损伤的影响。结果表明，微构件的抗拉强度表现出依赖表面性质的表面效应。抗拉强度随表面粗糙度的增加而降低，并受环境气氛的影响。当构件表面施加表面分子自组装膜后，在以上两因素的作用下．多晶硅微构件的抗拉强度提高了32．46％。研究结果可用于微机械构件的材料表面改性设计。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢的喷丸表面纳米化及其对耐蚀性的影响

用X射线衍射仪和透射电镜对1Cr18Ni9Ti不锈钢高能喷丸处理试样表面形成的纳米晶组织进行了表征。用阳极动电位极化曲线测定和点蚀试验研究了喷丸表面纳米化对1Cr18Ni9Ti不锈钢耐蚀性的影响,并借助扫描电镜对点蚀试样表面形貌进行了表征。结果表明,喷丸导致试样表面层形成平均尺寸约18 nm的纳米晶组织,即实现了表面纳米化,并产生了体积分数约15%的形变诱发α马氏体。随距喷丸表面深度增大晶粒尺寸逐渐增大,α马氏体的体积分数逐渐减小。喷丸表面纳米化可以明显改善1Cr18Ni9Ti不锈钢样品在3.5%NaCl溶液中的动电位极化特性。与原始粗晶试样相比,喷丸表面纳米化试样更容易形成稳定的腐蚀钝化膜,其抗氯离子腐蚀性能显著提高。     

微型机械设计基础研究

针对微型机电系统发展过程中存在的问题 ,论述了开展微型机械设计基础研究的意义和必要性 ,并且总结出微型机械研究中关于微机械设计基础研究的范畴和特点 ,提出了目前迫切需要开展的一些主要研究方向     

Microfrictional properties of diamond-like carbon films sliding against silicon, sapphire and steel

The low contact pressure characteristic of the microtribological regime relative to macro and nanosystems is suited for testing the microfrictional properties of different types of thin films. Motivated by macro as well as microsystem applications, this study investigates the microfrictional properties of different types of diamond-like carbon (DLC) films, prepared using low- and high-frequency plasma-assisted chemical vapor deposition (HF-PACVD) and the vacuum arc method. Testing was performed with a reciprocating precision microtribometer. Silicon, sapphire and steel balls were used as counterbodies. Friction-load curves suggest that, for applied forces in the μN to mN regime, two properties have a strong influence on the microfriction: first, the chemical composition plays a dominant role and second, the film roughness. With silicon and steel balls, the microfriction of hydrogen-free DLC films was greater than the hydrogen-containing films. With sapphire counterbodies, the results indicate that microfriction is inversely proportional to the film roughness. Also, for the films tested, microfriction was determined to be independent of the sliding velocity. For the force (pressure) regimes tested, mild wear was observed on silicon and some steel counterbodies, while no wear could be detected on any of the DLC films. These results illustrate the utility of implementing microtribological testing in comparative coating studies.     

不同表面处理对不锈钢SUS304耐微生物腐蚀性能的影响

对焊接的ＳＵＳ３０４不锈钢进行氧化、打磨、酸洗和喷丸等不同处理，研究了不同表面处理对ＳＵＳ３０４不锈钢耐微生物腐蚀性能的影响。在微生物腐蚀试验台中测量了不同表面的试样的开路电压，分析了不同表面处理对电位升的影响。测量了不同表面状态下ＳＵＳ３０４不锈钢的点蚀电位。用俄歇电子能谱（ＡＥＳ）对不同表面进行了分析。得出在不同表面状态下，ＳＵＳ３０４不锈钢耐微生物腐蚀性能由好到差依次是酸洗、喷丸、打磨、原样和氧化。     

双相不锈钢电阻对焊接头的性能研究

对瑞典产五种双相不锈钢电阻对焊接头的抗点蚀性能和力学性能进行了试验。结果表明，双相不锈钢，尤其是超级双相不锈钢，具有优良的抗点蚀性能和力学性能。其中，含钼、氮较高的SAF2205双相钢电阻对焊接头的临界点蚀温度CPT与对应母材相比有一定程度的下降，下降范围在10 ℃以内，力学性能下降幅度也不大，表现出较好的焊接性能和焊后抗点蚀性能。超级双相钢SAF2507电阻对焊接头的CPT几乎与母材的相同，高达65~68℃，力学性能略有下降，且热影响区窄，晶粒长大倾向小，表现出极好的焊接性能和焊后抗点蚀性能。文章对电阻对焊接头性能变化的原因从化学成分和显微组织方面进行了分析。     

硼含量对Ni3Al合金抗氧化性能的影响

本文研究了硼含量对Ni3Al合金抗氧化性能的影响。结果表明,当硼含量在0.11～0.29wt%时,合金的抗氧化性能明显改善,而更高的硼含量由于生成了复杂的硼氧化物,破旧坏了Al2O3氧化硼的完整性,使合金的抗氧化性能恶化。     

铝合金焊接接头疲劳强度试验研究

通过焊接接头疲劳试验,对铝台金3A21和5083焊接接头疲劳性能和相应S-N曲线进行分析,计算对接和不同角接头疲劳强度和曲线参数,分析不同接头几何形状和焊趾半径对疲劳强度的影响,并且对不同几何型式的接头以及铝合金与钢焊接接头疲劳试验结果进行比较。不同的承载方式和接头几何型式导致应力集中;焊趾半径大小决定应力集中程度,最终影响焊接接头的疲劳强度。     

静电场耦合微机电系统的动态模型

研究静电场耦合微机电系统（Ｍｉｃｒｏ ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ,简记为 ＭＥＭＳ）的动态模型问题。首先,给出了耦合静电场的输入／输出两端点对模型,讨论了微机电系统的独立变量对的选择与分析方法。其次,叙述了所研制的典型微结构,包括ＳＥＭ照片、有限元分析的振动模态,以及简化模型。第三,分析了ＭＥＭＳ传感器系统的静电场与静电力表达式、动力学方程,以及开环和闭环传递函数。第四,给出了ＭＥＭＳ传感器系统的实测频率特性和等效模型参数,并且根据以上分析和试验结果,提出了几点有重要意义的结论。     

不锈钢焊接接头疲劳强度试验研究

通过焊接接头疲劳试验对SAF2 2 0 5双相不锈钢和 1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢焊接接头S—N曲线进行详细分析 ,并与 16Mn钢焊接接头的试验结果进行比较 ,讨论不同材料焊接接头及试样接头型式对S—N曲线的影响。试验结果表明 ,SAF2 2 0 5钢和 1Cr18Ni9Ti钢焊接试样的常数m和N =2× 10 6疲劳强度与国际焊接学会 (IIW )推荐的数值有较大差异 ,采用IIW的S—N曲线对本文不锈钢焊接试样疲劳评定时 ,将给出偏于安全的结果 ;接头型式不同导致焊接接头局部应力集中有较大差异 ,因而对采用名义应力表示的S—N曲线有明显影响 ;在同类接头形式下 ,SAF2 2 0 5钢和1Cr18Ni9Ti钢焊接接头的焊态疲劳强度高于 16Mn钢焊接接头 ,而双相不锈钢接头具有更高的疲劳强度     

表面粗糙度对磁头磁盘系统静特性的影响

在Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程中引入了压力流因子和剪流因子，考虑粗糙度对超薄气体膜润滑的影响。雷诺方程中综合考虑了气体的可压缩性、稀薄效应以及表面粗糙度等因素，讨论了飞浮高度在２５～５０　ｎｍ之间的高密磁盘系统在磁头磁盘都粗糙、磁头粗糙和磁盘粗糙三种情况下的承载能力及系统压强中心的变化。结果表明，粗糙度对高密磁盘系统承载能力的影响很大，粗糙度相同时，磁头粗糙的系统承载能力最好；不同粗糙度模式时，压强中心变化不大。     

磁电轴承中抑制不平衡振动的陷波滤波器设计方法

为解决陷波滤波器在实际应用中存在影响控制系统稳定性的问题和兼顾系统的干扰抑制和稳定特性,提出了一种陷波滤波器的设计方法。该陷波滤波器采用通用式结构,其中心频率分布在转子转速附近以抑制不平衡振动。陷波滤波器中的其他三个参数,与滤波器的带宽和极点分布相关,可影响系统的稳定性。推导出包含该陷波滤波器的系统传递函数和稳定方程,综合采用根轨迹、频域分析的方法,给出了这三个参数与系统稳定性的关系。然后考虑稳定裕量、刚度、振荡幅度和滤波效果的要求以设计陷波滤波器。试验结果表明,采用该设计方法的陷波滤波器,不仅使磁电轴承的转速衰减率和控制电压噪声分别减小91％和67％,而且也使系统的稳定性指标和附加振荡幅度满足设计指标。