低频振动辅助固溶态7075铝合金摩擦行为和拉深成形性能

采用电液式激振设备在固溶态7075铝板(7075-WT)摩擦实验和拉深成形过程中施加低频振动场,探究低频振动对7075-WT拉深成形中摩擦行为及拉深性能的影响。结果表明,低频振动场下减小振幅和增大振频均有助于改善犁沟效应,降低坯料和模具之间的摩擦力。低频振动辅助拉深成形中,振动场对材料的软化效应和减摩效应显著影响杯型件的厚度分布及拉深极限。其中,当振频为30 Hz时,与0.243 mm振幅相比,0.078 mm的小振幅使7075-WT杯型件厚度分布更加均匀,极限拉深深度提升153.46%。在0.125 mm振幅、20～30 Hz振频条件下,厚度均匀性和极限拉深深度随振频的提高而降低。     

非晶合金在低频振动载荷作用下的摩擦行为

设计了非晶合金在振动力场作用下的双杯挤压模型,利用有限元模拟和实验的方法,研究了低频振动频率、振幅等工艺参数对非晶合金摩擦行为的影响规律。首先利用水冷铜模吸铸法在真空环境下制备Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)大块非晶合金样品,在配备高温炉的Zwick/well材料力学性能试验机上完成双杯挤压实验;然后通过三维电子显微镜测量挤压后样品的上、下杯高度,从而计算出相应的摩擦系数值;最后利用Deform软件模拟对摩擦系数进行标定。结果表明摩擦因数随着频率的增加而减小;对振幅而言,当振动频率为0.05或0.1 Hz时,振幅的改变对摩擦因数影响不大;当振动频率为0.5或1或2 Hz时,振幅变化对摩擦因数有一定的影响,但是没有明显的规律可循。     

纳米金刚石在摩擦副界面的减摩耐磨机理探讨

本文根据纳米金刚石在摩擦学领域的一些应用结果,初步探讨了纳米金刚石在摩擦副界面的减摩耐磨机理,指出了该应用领域有待深入研究的问题。纳米金刚石加入润滑油中,可以在摩擦副界面起到显著的耐磨减摩作用。纳米金刚石颗粒在摩擦副之间的作用包括纳米金刚石对摩擦界面表面抛光,形成一层摩擦系数极低的金刚石固体边界润滑膜以及在黑色金属摩擦副中纳米金刚石表面石墨化等。     

低频振动作用下45钢压缩力学行为分析

利用低频振动拉/压试验机,将激振频率、激振力作为主要影响参数,对45钢进行了低频振动作用下的压缩试验,主要对试验钢的强度变化进行了研究。结果表明:试验钢在拉伸过程中,添加低频振动后,与超声振动作用类似,也表现出金属振动塑性成形的"体积效应",即平均应力减小,屈服强度和抗拉强度均降低;随激振力增大,试验钢在拉伸中的平均载荷减小;随激振频率减小,试验钢拉伸时的平均载荷呈外凸曲线变化,在185 Hz时平均载荷达到最大值。     

低频振动对Ti6Al4V合金摩擦因数的影响

通过对Ti6Al4V合金在高频往复磨损试验装置上进行低频摩擦性能试验.分别进行了不同频率、不同振幅和不同法向栽荷下的摩擦性能试验,并给出了各种情况下的摩擦因数曲线.通过试验可知,随着振幅的增加摩檫因数随着增加;随着法向载荷的增加.摩擦因数降低;在振幅为1 mm和2rain下,摩擦因数随着振动频率的增加先增加后减小;在振...     

超声振动对GCr15/45钢摩擦副油润滑下的摩擦磨损性能影响

在超声振动摩擦磨损实验仪上考察了超声振动对GCr15/45钢摩擦副油润滑下的减摩抗磨性能影响,初步探讨了在超声振动下摩擦磨损机制。结果表明,超声振动作用下45钢表面的质点会产生振动,减小了摩擦副间的正压力,破坏了表面油膜的形成影响摩擦副间的减摩抗磨性能。在所选试验载荷范围内,超声振动均可以不同程度的改善摩擦副的减摩抗磨性能,其中载荷为40 N时,超声振动对摩擦副的减摩抗磨性能改善最显著,摩擦因数和磨损体积比没有超声振动时分别降低了10%和49%。超声振动没有改变GCr15/45钢摩擦副的磨损机制,但可以减轻磨粒磨损程度。     

搅拌摩擦焊界面摩擦及材料流动行为仿真

采用计算流体力学（CFD）方法研究了6061铝合金搅拌摩擦焊过程中的界面摩擦行为与材料流动行为。通过在搅拌头-工件界面采用剪切力边界条件,实现了焊接过程中界面摩擦与材料流动的完全耦合分析。结果表明,搅拌头与工件间的界面摩擦行为呈现显著的非均匀特征：轴肩芯部及环形槽内呈近似黏着摩擦,轴肩外缘区域呈滑动摩擦;搅拌针侧面呈现不同程度的滑动状态,界面滑动比例随其到轴肩的距离增加而增加。摩擦界面附近存在厚度为0.66～4 mm的低粘度区。在低粘度区,工件上部材料流动速度可达0.17 m/s,应变率可达85.7 s-1;在工件下部材料流动速度可达0.017 m/s,应变速率可达11.7 s-1。从材料流经低粘度区的流动路径来看,搅拌摩擦焊过程材料流动呈现多圈旋转及直通两种模式。仿真得到的温度、低粘度区形状及标记材料沉积位置均得到了实验结果的印证。     

低频脉冲振动条件下金属成形的体积效应分析

将一定频率和振幅的脉冲振动信号施加到金属成形系统中,并对脉冲振动信号进行傅立叶变换,建立了振动拉伸的一维弹塑性本构模型和粘弹翅性本构模型.在计算瞬时应变的大小与屈服极限的基础上建立判断准则,并利用MATLAB对本构方程进行求解,从而确定了脉冲振动拉伸在材料变形时的动态应力和平均应力.按照所给定的振型参数和材料机械性能参数,结合特定的脉冲振动拉伸实例,分别绘制了两种模型的动态应力一时间曲线、动态应力一应变曲线和平均应力一应变率曲线.实验分析表明,在低频振动作用下,金属材料变形可以按照粘弹塑性模型来描述,且实验结果与理论计算结果比较一致,从而实现低频脉冲振动塑性成形粘弹塑性模型和弹塑性模型的体积效应分析.     

低频振动辅助6061铝合金拉伸变形行为

为获得低频振动下6061铝合金的拉伸变形行为,采用ABAQUS有限元模拟分析和实验验证相结合的方法,对常规拉伸和低频振动辅助拉伸进行分析,用电子万能试验机对铝合金板材进行常规拉伸和不同方案的低频振动辅助拉伸实验。通过对比常规拉伸、间歇振动拉伸和全程振动拉伸3种拉伸方式,得到低频振动对拉伸过程中平均拉伸载荷和材料伸长率的影响,获得激振力和振动能量对拉伸载荷及材料伸长率的影响。结果表明,随着振幅或频率的提高,最大平均流动应力下降明显;一定范围内的激振力和振动能量,使拉伸平均载荷下降,提高了材料的塑性,增加了材料的伸长率。     

低频振动辅助齿轮成形的减摩机理研究

为研究低频振动辅助成形过程中被加工工件与模具间的外摩擦对材料成形的影响,通过理论分析,并利用Deform有限元软件对直齿圆柱齿轮进行常规和低频振动冷镦挤成形。结果表明:施加振动后,当凹模的运动方向与坯料的流动方向相同,且凹模的运动速度大于坯料的最大流动速度时,其成形载荷会明显下降,材料流动更均匀,齿形填充效果明显提高。分析其主要原因是在该时间段内摩擦矢量完全反向,坯料向着有利于成形的方向流动。另外,增大振幅或提高频率都会增加摩擦矢量完全反向的总时间,降载程度更明显。     

机械摩擦状态监测技术研究现状

综述了机械摩擦过程中摩擦力、摩擦热和摩擦振动噪声等摩擦状态特征量的监测方法与研究现状。阐述了摩擦力的产生机理及影响因素,重点表述了摩擦力的监测方法——直接法和间接法;总结了研究摩擦热的解析法和有限元法等理论方法,着重表述了摩擦过程中摩擦温度的监测技术--直接测温和间接测温法;简述了摩擦振动的机理,重点归纳了摩擦振动特征量的提取方法——时域法、频域法和时频法等;简介了摩擦噪声机理及特性,结合摩擦振动表述了摩擦噪声监测方法;指出了多摩擦特征监测和综合监测为机械摩擦过程状态监测的未来发展趋势。     

低频振动钻削方式在DF系统中的应用

以振动断屑机理为理论基础,探讨研制低频振动切削实验系统的一些方法,并应用于深孔加工中的DF系统,实验分析结果明显优于常规的深孔加工,达到理想的切削效果.     

振动辅助塑性成形工艺及机理的研究进展

振动辅助塑性成形技术是近年来振动利用工程在塑性成形领域发展起来的一门新兴边缘交叉学科,振动场与塑性力场的耦合能产生诸如材料流动应力下降的体积效应和接触面摩擦力降低的表面效应.综述了振动辅助拉拔、拉深、挤压、轧制等成形工艺原理,分析了4种典型塑性成形工艺在振动场下的宏观表现、工艺特点和研究进展.在此基础上,围绕应力叠加效...     

低频振动辅助花键齿摆辗成形金属流动规律

为探明低频振动对摆辗花键齿金属流动的影响,对不同振型参数下的花键齿金属流动状况进行了数值模拟分析及实验研究。结果表明：工件主动变形区金属呈辐射状向四周流动,且工件边缘的金属流动最剧烈,高度方向上金属流动有明显的分流面,以分流面为基础,由上表面至下表面金属流动速度逐渐减小,离分流面越远的金属切向流动速度越小。低频振动可以有效地改善工件变形的均匀性和齿形的填充效果,频率和振幅越大,越有助于金属材料向轴向和径向流动,花键齿齿形的成形效果越好。振动辅助花键齿摆辗实验获得了齿形饱满、上下材料流动均匀的花键齿摆辗件,其结果与数值模拟的结果基本一致。     

超声振动辅助微挤压成形界面摩擦特性研究

基于超声振动辅助微挤压成形过程摩擦特性表征需求,将超声振动辅助双杯挤压实验拆分为超声振动辅助正杯挤压和反杯挤压两个部分。通过超声振动辅助T2紫铜正杯挤压和反杯挤压的对比成形实验研究了不同超声振动模式辅助微挤压成形过程中试样-模具型腔间的界面摩擦特性,并提出一种量化评价新方法来评估超声振动辅助微挤压成形试样-模具型腔间摩擦应力及摩擦因数的变化规律。结果表明,微挤压成形应力降低值和试样-模具型腔间的摩擦应力降低值都随着超声振幅的增大而增大,且随着工具超声振动、工具-工件复合超声振动和工件超声振动的不同超声振动模式顺序依次增大。     

基于数学模型的摩擦焊接用电磁振动头动态特性研究

设计了一种新型结构的振动摩擦焊接用电磁振动头,通过变分原理和拉格朗日方程建立该新型电磁振动头的数学模型,利用该数学模型在Simulink中仿真研究该新型电磁振动头的动态特性。仿真结果表明:在电压一定时,振幅在系统谐振点附近显著增加;在不同频率的电流下,在系统谐振点附近的振幅亦可满足摩擦焊接过程的实际需要。仿真结果与实验结果相符,验证了该新型电磁振动头的实际工程应用价值。     

烧结金属摩擦材料

摩擦是自然界普遍存在的现象。有时候人们需要减小摩擦力,有时候却需要增大摩擦力。无论是在各类工程机械中,还是在民用品的自行车、洗衣机中,摩擦材料都是动力传递或制动减速不可缺少的材料。作为摩擦式离合器与制动器的关键,摩擦材料应具有强度高,摩擦因数适中且稳定,导热性能良好,工作平稳、可靠,耐磨与污染较少,不易与对偶材料发生咬合等一系列优良特性。烧结金属摩擦材料是用粉末冶金技术制备的,在以金属或合金为基础的材料中添加润滑与摩擦组元后制备的一种复合材料。烧结金属摩擦材料是现代摩擦材料家族之中使用量最大、应用面最广的材料,广泛应用于工业机械、铁道车辆、飞机、汽车等行业。烧结金属摩擦材料的制造工艺主要为:制备粉末—配料—混合—压制成形—烧结。     

基于欧拉模型的搅拌摩擦焊接界面行为及产热数值

通过建立欧拉模型,研究搅拌摩擦焊接过程中搅拌头-焊接工件接触面材料的流动规律以及热输入,确定了搅拌摩擦焊接中接触面滑移系数与搅拌头转速之间的关系式,发现接触面滑移系数随搅拌头转速的增加而降低。通过与已知试验数据的对比,验证了所建立公式和模型的正确性;进一步发现,塑性变形产热对搅拌摩擦焊接过程中的热贡献超过35%。     

轧制润滑摩擦对轧机振动的影响

分析了辊缝润滑与轧机主传动系统和垂直系统自激振动的影响关系。得出增加摩擦对轧机的主传动系统和垂直系统都具有减振或消振效果的结论。     

基于 Lennard-Jones 势的界面摩擦黏滑行为动力学研究

目的研究界面摩擦过程中,原子间的相互作用关系及规律。方法基于Lennard-Jones(L-J)势理论,建立界面摩擦黏滑行为的非线弹性振子模型,并以α-Fe晶体为例进行仿真分析。结果在假设条件下,质块振动主振频率约为16 Hz;运动端宏观速度v=1×10-3m/s是主振幅值增大的临界值;刚度系数k和阻尼系数c分别在1.0~100 N/m,1.0×10-4~1.0×10-1N/(m/s)范围内变化时,粘滑频率和主振频率分别随二者的增大而提高;摩擦界面真实接触面积S在1.0×10-18~1.0×10-14m2内变化时,增大摩擦界面间的法向压力将导致黏滑强度增大。仿真计算表明:摩擦界面单个原子受到的激励力与原子间作用势及晶格常数有关,质块的黏滑行为与激励力、相对滑动速度、质块质量、系统刚度系数、系统阻尼系数及真实接触面积等内外因素有关。结论相对滑动速度或真实接触面积增大时,黏滑强度增强;质块质量、系统刚度系数、系统阻尼系数增大时,黏滑强度减弱。系统刚度系数、系统阻尼系数增大时,黏滑频率增大;质块质量增大时,黏滑频率减小;相对滑动速度、真实接触面积对黏滑频率的影响不显著。