不同介质作用下轮轨粘着特性研究

利用MMS-2A型微机控制摩擦磨损试验机开展介质工况下的轮轨粘着特性试验,研究干态、水、油、砂、树叶等介质对轮轨粘着系数的影响。结果表明:不同介质工况下的轮轨粘着系数明显不同,干态下轮轨粘着系数最大,油水介质下粘着系数最小,加水和油将显著降低轮轨粘着系数,且油介质下的轮轨粘着系数明显小于水介质下的粘着系数;随环境湿度增加轮轨粘着系数明显降低,当湿度从20%增加到100%时,粘着系数将降低约17%;干态和油水介质下,随轴重增加轮轨粘着系数呈明显增加趋势;轮轨接触面间加入新鲜树叶后粘着系数将降低,树叶与水共同作用下的轮轨粘着系数最小;通过撒砂能提高水油介质工况下的轮轨粘着系数,但会加剧轮轨试样表面损伤,导致剥落损伤出现。     

不同工况下轮轨材料间的摩擦磨损行为

在MMS-2A型滚动摩擦试验机上研究了干态、水态和水砂态三种工况下轮轨材料间的摩擦磨损行为,分析了轮轨试样表面的损伤情况。结果表明:相比于干态,水会使轮轨材料间的摩擦因数、磨损量明显下降;水介质中撒砂可增加轮轨材料间的滚动摩擦因数和磨损量,且加重了轮轨表面的损伤,水砂态试验中的干摩擦会使摩擦因数恢复到干态下的正常水平;随水态、干态到水砂态工况的变化,车轮试样表面从粗糙凸起并伴有轻微剥落向严重剥落损伤转变,钢轨材料的表面损伤主要表现为片层状剥离并伴有剥落现象,但较车轮材料的剥落损伤程度轻。     

第三介质对轮轨最大静摩擦因数影响的试验

轮轨摩擦因数的变化影响列车运行时的轮轨黏着特性,轮轨间的最大静摩擦因数可以界定轮轨接触区的黏着状态,轮轨黏着对于机车实现牵引制动具有重要意义。针对水、油、砂等"第三介质"对轮轨最大静摩擦因数的影响,搭建轮轨接触试验台进行轮轨接触试验与轮轨摩擦接触试验。对试验结果对比分析表明轮轨接触试验的轮轨接触斑与有限元仿真的接触斑形状及面积相同。与干燥清洁状态下的轮轨最大静摩擦因数相比,当轮轨间单独存在水或油介质时会降低该系数值,且单独存在油介质时该系数值最小;当轮轨间同时存在水、砂介质时,该系数值增大;当油、砂同时存在时,最大静摩擦因数略大于油介质工况,但依旧小于干燥工况下的系数值。撒砂可以增加轮轨最大静摩擦因数,河砂具有更好的增黏效果但会对轮轨表面造成更严重擦伤,建议使用石英砂作为轮轨增黏介质。     

油介质下高速轮轨低黏着特性和撒砂试验研究

在车轮-钢轨高速滚动接触疲劳试验机上进行油介质下高速轮轨低黏着特性和增黏试验,研究油介质条件下不同速度、蠕滑率、轴质量以及撒砂对黏着系数的影响,最高试验线速度200 km/h。结果表明:黏着系数随蠕滑率的增加先增大、再微降随后趋于平稳,在蠕滑率3%左右达到最大;随着速度的增加,黏着系数呈快速下降趋势,如速度从50 km/h增加至200 km/h时,最大黏着系数从0.092下降至0.049;当轴质量由12 t增至16 t时,黏着系数仅略微增加了0.01;撒砂后,黏着系数约为未撒砂时的3倍左右,且依然随速度增加而降低;撒砂会使得试验后轮轨表面产生很多麻坑,从而增大了表面粗糙度,对增黏起到了一定作用,但增黏砂会对接触表面造成显著损伤,在极端条件下会促进滚动接触疲劳的萌生,威胁运行安全。     

高载荷条件下石墨-石墨摩擦副的摩擦学特性研究

利用研制的高载荷条件下摩擦因数测试装置,研究了石墨/石墨摩擦副在空气、水和油介质中的摩擦学特性。结果表明在4~15MPa范围内,随着载荷的增加,摩擦副在空气、水和油介质中的摩擦因数都逐渐降低;在油介质中摩擦副的摩擦因数最小,在水介质中摩擦因数变化最平稳,在空气中摩擦因数最大,且随载荷的增加变化幅度最大。磨损表面原始形貌对比分析表明,在空气中,摩擦副表面处于边界润滑状态,主要磨损机制是粘着磨损和犁削;水润滑条件下为轻微犁削;油润滑条件下,摩擦副表面处于为边界润滑和流体润滑状态,油中的减摩剂对试样表面有抛光作用。     

AZ91D镁合金在水介质下的冲击磨损特性研究

研究了AZ91D镁合金在冲击载荷和去离子水介质综合作用下的磨损特性.结果表明,镁合金表面冲击斑深度及面积随冲击次数的增加而增加;冲击磨损初期,损伤的主要形式为塑性变形及粘着磨损,随着表面塑性耗竭,微观疲劳裂纹产生;磨损后期,水介质的腐蚀作用明显,加速了材料表面的损失.     

低温下高速车轮材料滚动磨损与疲劳损伤行为

利用低温环境轮轨磨损模拟试验装置,研究了高速铁路车轮材料在室温及低温环境下的滚动接触疲劳损伤行为。结果表明：低湿度的低温环境导致车轮材料磨损率、塑性变形及疲劳损伤较室温下明显加重。随试验温度的降低,轮轨摩擦因数、磨损率及表面硬度均呈现先急剧上升后轻微下降趋势。室温工况下磨痕表面有严重的犁沟现象,而低温工况下车轮试样表面以疲劳裂纹及剥落损伤为主。随着温度的降低,磨损形式由氧化磨损、磨粒磨损逐渐向疲劳及粘着磨损转变。车轮材料裂纹主要沿较软的铁素体线扩展,室温下剖面损伤较轻微。低温工况下由于车轮材料发生脆化,珠光体呈现不同于室温下的形貌及分布特性。在低温下,表层裂纹扩展角度及次表层裂纹长度增加,同时表层裂纹易于汇合并产生分支。     

车轮材料对轮轨系统匹配性能的影响

利用MMS-2A型微机控制摩擦磨损试验机研究4种含碳量不同的车轮材料分别与PD3热轧钢轨进行匹配的磨损与疲劳性能。结果表明：随着车轮材料的含碳量增加,硬度增大、耐磨性增强,导致磨损量降低,轮轨系统的磨损量呈现先减小后增大的趋势;车轮试样的塑性变形层厚度随含碳量的增加而减小,抗疲劳性能加强;车轮试样表面由严重剥落损伤向轻微剥落转变,伴随有一定的黏着磨损;钢轨试样表面以剥落磨损为主。     

撒砂对轮轨粘着特性的影响

利用JD-1轮轨模拟试验机研究干态/水介质工况下撒砂对轮轨粘着特性的影响,分析砂粒尺寸、撒砂量对轮轨粘着系数的影响.结果表明:干态工况下加水会使轮轨粘着系数大幅下降,撒砂可提高轮轨粘着力;水介质工况下撒细砂可使轮轨粘着系数增加50%左右,水介质工况下撒粗砂可使轮轨粘着系数增加65%左右;干态工况下撒砂对轮轨粘着系数有较小影响;水介质下撒砂的增粘效果主要取决于砂子颗粒的直径及撒砂量,大砂粒直径的增粘效果更佳,当撒砂量小于50 g/min时,随撒砂量的增加轮轨粘着系数呈增加趋势,但是撒砂量超过50 g/min时产生轮轨粘着系数小于撒砂量为50 g/min时产生的轮轨粘着系数.     

不同润湿组合配流副的摩擦磨损试验研究

为调控配流副表面润湿性以提高摩擦学性能，采用低面能修饰法制备具有不同润湿性的上试样超级双相不锈钢SAF2507和下试样碳纤维增强聚醚醚酮(CFRPEEK)组成配流副，利用MMD-5A标准摩擦磨损试验机测试并分析其在蒸馏水、海水、L-HM46抗磨液压油3种润滑条件下的摩擦磨损特性。结果表明：低面能修饰使配流副上试样与下试样由亲水表面转变为疏水表面，上下试样表面虽仍保持亲油性但其油接触角明显增大；同种配流副在油、海水、水介质中摩擦因数依次减小；在水、海水、油介质下双疏水表面配流副较双亲水表面配流副摩擦因数分别减小8.2%、38.2%、24.4%；同种配流副在水、海水、油介质中磨痕深度依次减小。配流副的摩擦主要以犁沟效应和黏着磨损为主，双低表面能组合配流副能有效减小摩擦过程中的黏着磨损，从而表现出较好的摩擦学性能。     

印染污水的资源化处理工艺与设备

以＂2 000 t印染污水资源化成套设备＂为例,从需求背景、系统方案、控制系统等方面介绍了基于反渗透膜的印染污水再生处理技术、工艺与设备。该成套设备占地面积小、投资少、运行费用低,目前通过建设＂杭州湾新区印染污水资源化示范园＂实现了产业化推广应用。     

Theoretical and practical problems of thermal dynamics and simulation of the friction and wear of tribocouples

The main postulates of the thermal dynamics and simulation of friction and wear of tribocontacts are considered. Practical problems are considered of the application of multipurpose friction machines to estimation of the friction heat resistance of materials and thermoimpulse friction. The example of braking devices and clutches is used to evaluate the application of the thermal dynamics method and friction and wear simulation for prediction of the working characteristics of tribodevices at the design stage.     

低功耗高性能温湿度控制器的研究与实现

论文介绍了以AT89S51处理器为核心的一种通用、低成本的烤烟温湿度控制器。阐述了该控制器的原理及整体结构,论述了该控制器的硬件设计方案和软件实现方案;并且该控制器能有效控制烤烟过程,降低烟农的劳动强度。     

发电机总成不发电、异响故障问题分析解决

汽车正常启动及整车电气系统正常工作需要依赖蓄电池源源不断提供电能,发电机总成则负责对蓄电池充电以避免发生亏电现象,因此发电机总成必须在整车启动后处于持续、有效工作的状态。充电异常会影响整车正常工作,异响直接影响舒适性,这两种故障都是顾客不能接受的。本文主要对某车型发电机总成不充电、异响问题进行分析,并提出改进对策。     

科学仪器升级改造的现状和展望

对各种类型科学仪器尤其是分析测试仪器的升级改造方法进行了综述。并对我国的仪器升级改造事业进行了展望。     

Status and prospects of micro- and nanoelectromechanics

Micro-electro-mechanical systems (MEMS) are devices that display the most intense development in modern microelectronics. At the moment, however, the majority of electronic engineers and users of hi-tech devices do not possess sufficient general information about this new direction in microelectronics. The present paper describes the current status of this direction, numerous possible applications, and prospects of its further development, including the transition to the nanometer range and creation of nanoelectronic elements. Specific features of operation of some particular MEMS devices, their characteristics, and areas and scales of applications are considered.     

不完全齿轮和棘轮棘爪机构的造型及运动分析和仿真

对不完全齿轮和棘轮棘爪机构的结构进行了分析，运用VisualBasic软件，完成了不完全齿轮和棘轮棘爪机构的参数化造型；并在此基础上，把不完全齿轮和棘轮棘爪的结构数据放在Timer控件中，计算不完全齿轮从动轮和棘轮每一时刻的角速度、角加速度以及位置角度，从而完成了不完全齿轮和棘轮棘爪机构的运动分析和运动仿真。     

紧凑型高速电主轴拉刀机构静动态特性分析与优化

介绍了紧凑型高速电主轴的结构设计,建立了主轴-拉刀机构双转子系统模型,研究了电主轴拉刀机构的静动态特性,得到了工作状态下电主轴的静态位移、振型、固有频率以及关键点的响应位移。对主轴-拉刀材料、轴承预紧力、轴承组跨距、主轴-拉刀接触刚度以及主轴-刀柄接触刚度等参数进行优化设计。结果表明优化后电主轴的静动刚度均满足要求、固有频率提高、电主轴安全工作频率区间增大。电主轴模态测试结果证明了以上结果的可靠性。该研究为紧凑型高速电主轴的设计提供了理论基础。     

发动机与静液压传动的匹配与仿真

针对带有静液压变速器HST的农用车辆中发动机与变速器在多变工况下存在功率不匹配和发动机燃油经济性差的问题,根据静液压传动容积调速特性、发动机特性和最佳工作曲线,确立发动机与HST的匹配关系,提出积分分离PID控制算法的匹配调速控制策略,并建立动力传动系统数学模型。运用Matlab/Simulink模块建立动力传动系统的仿真模型,并进行了动态非线性仿真模拟,仿真结果显示发动机转速对最佳经济性和动力性目标转速的跟随性较好,改善动力系统的经济性能和动力性能。     

优先阀颤振啸叫问题仿真分析

优先阀配套于商用飞机液压系统,用于优先保证系统中主飞控系统的供油。在液压系统的实际工作过程中,当主飞控系统供油压力突然降低、液压系统中蓄能器放油时,常常会产生颤振、啸叫(鸣叫)等现象。建立了优先阀的数学模型及AMESim仿真模型,仿真分析了相关结构参数对阀动态特性的影响,并进行了参数优化。仿真分析结果表明,在优先阀其他结构参数不变的情况下,主阀阻尼孔径、先导阀座阻尼孔径及导阀弹簧刚度分别选为0.9 mm, 1.5 mm, 6.0 N/mm时,阀的动态特性效果最佳,当阀工况发生变化时,可有效改善阀芯颤振现象。