激光加工多孔端面机械密封静压分析

建立了在部分密封端面上加工微孔的激光加工多孔端面机械密封理论分析模型,用有限元法求解雷诺方程,获得了不同微孔结构参数下端面的无量纲膜压分布,以获得最大端面静压为目标,提出了微孔结构参数的最优值,指出开孔区长度比最优值约为0.6,面积密度最优值大约为0.5.研究表明在部分密封端面上加工微孔可有效增大端面静压.     

激光加工多孔端面机械密封的参数研究

建立了激光加工多孔端面机械密封的流体动力学分析模型。根据基本假设,一个孔栏上的液膜压力分布可表征整个密封面上的液膜压力。将参数进行无量纲化,采用有限差分法对激光加工多孔端面机械密封进行了参数研究,并利用MATLAB计算机软件得到了无量纲液膜压力的三雏分布规律。由计算分析可知,液膜平均压力随着液体粘度和转速的增加、液膜厚度的减小而增大;随着流体压力的增大,微孔产生的动压效应减弱。另外,微孔密度和微孔深径比的对液膜平均压力有很大影响,对其进行优化,可使平均液膜压力达到最大。     

多孔端面液体机械密封摩擦性能的数值分析

为了研究多孔端面机械密封的摩擦性能,应用ANSYS CFX软件对密封端面间的流场进行数值模拟,得到不同工况参数和微孔结构参数下密封端面液膜的剪切应力分布云图,并对计算结果进行分析。研究表明:剪切应力主要作用于非孔区;介质压力和微孔深度对剪切应力分布影响较小,而降低转速、减小介质黏度、增大微孔半径可以有效地减小剪切应力,降低端面的摩擦损失,延长密封的使用寿命。     

激光加工多孔端面非接触机械密封的性能研究

建立了激光加工多孔端面机械密封的计算模型,采用有限差分法求解雷诺方程,获得在不同操作工况和表面微孔结构参数下密封面的无量纲压力分布,进而得到了产生最大端面压力时的优化结构参数,且与Etsion等研究的试验结果较为一致。分析结果表明密封面上的微孔可产生明显的动压效应。     

螺旋排布微孔端面机械密封的性能研究

端面微孔排布方式对激光加工多孔端面机械密封性能影响显著。通过建立螺旋排布微孔端面机械密封的理论分析模型,运用有限元法和数值模拟工具,获得密封端面液膜压力分布。以液膜刚度、开启力、泄漏量和刚漏比等密封性能参数为评价指标,比较径向直排微孔机械密封和螺旋排布微孔机械密封的性能优劣,分析螺旋排布微孔几何参数(螺旋角、径向开孔比、周向开孔比等)对密封性能的影响规律。结果显示,在同等工况下,螺旋排布微孔机械密封相比径向直排微孔机械密封可以显著提高密封端面的液膜刚度、开启力和刚漏比。进一步的优化分析表明,适当的螺旋角、周向开孔比和径向开孔比可以显著提高密封性能。     

激光加工多孔端面机械密封的摩擦性能分析

分析了工况参数和结构参数对激光加工多孔端面机械密封摩擦性能的影响。建立了激光加工多孔端面机械密封的计算模型和边界条件,采用有限差分法求解液膜控制方程,获得在不同操作工况和表面微孔结构参数下的密封开启力。理论推导得到了激光加工多孔端面机械密封的摩擦扭矩表达式,并对其进行了分析。结果表明,密封端面间的摩擦扭矩随着密封环转速的增加而增大;微孔深度和微孔密度有最佳参数,使密封端面间的摩擦扭矩最小,且与试验结果吻合。     

激光加工多孔密封端面的摩擦性能试验研究

对激光加工多孔密封端面的摩擦性能进行试验研究。试验在专用试验台上进行,不同转速条件下测量不同微孔深度和微孔密度的激光加工多孔密封端面的摩擦扭矩和端面温升,并与普通密封端面进行比较。结果显示,转速、微孔深度和微孔密度对摩擦扭矩和端面温升有很大影响;对于一定的微孔直径,优化微孔深度和微孔密度值,可使摩擦扭矩和端面温升最小。试验结果说明机械密封的微孔端面结构可显著改善密封环的摩擦性能。     

基于ANSYS CFX的多孔端面机械密封膜压分析

为了深入研究多孔端面机械密封动压效应的形成机制,通过建立多孔端面机械密封的分析模型,采用AN-SYS CFX软件求解三维N-S方程,得到环两侧在无压差时总压分布和不同压差时静压分布;以液膜平均动压力为参照,得到不同工况参数对密封端面动压效应的影响规律,并结合压力分布云图对结果进行分析。研究表明:流体介质压力增加,平均动压力变化不大;增大转速、提高密封介质黏度可以明显提高多孔端面机械密封的动压效应。ANSYS CFX提供一种更便捷、准确的计算方法,实现对膜压分析更合理、真实的数值模拟。     

部分端面微孔机械密封端面间液膜压力分布的理论研究

建立了研究部分端面微孔机械密封端面间液膜压力分布规律的理论模型,应用有限差分法求解了端面液膜压力的Reynolds控制方程,获得了端面液膜压力分布规律,并与端面全区域开微孔机械密封的情况进行了对比.研究了微孔密度Sp和微孔深径比ε对端面液膜压力的影响规律.结果表明:部分端面微孔机械密封的端面间液膜压力比端面全微孔的小;端面间液膜沿半径方向的最大压力降发生在孔区域结束处;端面液膜压力值最大值所对应的微孔密度Sp≈0.2,深径比ε≈0.02.     

激光加工的多孔端面机械密封的性能数值分析

建立激光加工多孔端面机械密封的分析模型,采用有限差分法求解雷诺方程,得到不同操作条件和微孔结构参数 下密封端面间的流体压力分布,进而可以计算端面间的密封开启力和液膜刚度。通过分析端面结构参数对密封开启力 和液膜刚度的影响规律,可得到端面结构的优化参数。分析结果表明,微孔密封面可产生明显的动压效应。     

大锻件微孔隙氢致内力耦合作用对裂纹扩展的影响

基于大锻件氢压理论,从断裂力学角度出发,建立了微裂纹与微孔隙耦合作用的力学判据,采用有限元法分析了不同情况下微孔隙的耦合作用对微裂纹断裂参量的影响。分析结果表明,微裂纹的扩展受微孔隙氢压应力场的影响十分明显,其效果和强度与微孔隙的尺寸和位置有关,在相同的尺寸下孔洞类微孔隙对微裂纹扩展影响最大。分析结论为大锻件内部裂纹扩展研究提供了理论基础。     

基于正交试验法的孔槽耦合端面机械密封槽参数设计

为研究机械密封端面形貌对密封性能的影响,以具有孔槽造型端面的机械密封为对象,采用正交试验法研究螺旋角、槽深、槽径比、槽数4个参数对密封性能的影响,并应用Fluent软件对不同设计方案进行数值模拟.结果表明,研究相同数量的参数时,正交试验法比单参数法可节省80％以上的工作量,是一种十分高效的研究方法.通过模拟分析,得到以质量泄漏率、摩擦力为目标函数时的最优方案.极差分析结果表明,槽径比是对密封性能影响最大的参数.     

超声振动切削小孔的工艺研究

对超声振动切削小孔的工艺进行研究。通过对孔径φ0.2～0.5mm的小孔进行实验和分析,并研究了振动切削小孔的工艺效果及切削机理,解决了小孔加工的一系列难题。     

不同工况对金属磨损自修复层形成的影响

为了研究不同的工况对金属磨损自修复层的形成所产生的影响,以羟基硅酸镁为自修复剂,通过改变转速、载荷、磨损时间和磨损介质等试验工况,利用销盘磨损试验机模拟了缸套-活塞环的磨损状态.结果表明,在摩擦条件适当时,试样盘表面会形成一层平整光滑的保护层,但表面仍然存在细微的裂纹和一些微小的坑洞,修复层不会随磨损时间的增加而脱落或造成磨损加剧,另外金属磨损自修复剂在水介质中难以形成保护层.     

表面熔覆铝合金疲劳性能的影响因素

对铝合金试样表面进行激光熔覆处理，分析激光熔覆层的显微组织，并对熔覆试样和基材试样进行疲劳寿命对比实验。结果表明，表面激光熔覆会显著降低材料的疲劳性能，在99％可靠度的前提下，熔覆试样的安全寿命约为基材试样的27％。其主要影响因素有，熔覆层底部的枝晶、重熔区内的缺陷和熔覆层内的拉应力。     

高斯光束横向光强分布的检测研究

由于激光技术的广泛应用和不断发展,对高斯光束的研究及测量成为一个重要内容。高斯光束横向光强分布的特性直接关系到激光的应用,因此从高斯光束横向光强分布特性的研究出发,采用小孔扫描法和CCD数据采集法测量高斯光束横向光强分布,然后把实验测量的光强分布数据通过图像处理程序绘制成光强分布曲线并与理论的高斯分布曲线进行拟合对比。结果显示实验测得的高斯光束的横向光强分布与理论高斯分布吻合,证实了高斯光束的横向光强分布遵守高斯函数。     

Translocation of charged particles through a thin micropore under pressure-driven flow

Journal of Mechanical Science and Technology - We report the effects of a particle surface charge during translocation through a thin micropore based on the simulation and experiments. The...     

含纳米CuO锂基润滑脂摩擦学性能研究

为改善锂基润滑脂摩擦学性能,制备不同添加量纳米CuO改性的锂基润滑脂。采用3H-2000PS2比表面及微孔分析仪对纳米CuO粒子进行表征,采用四球摩擦磨损试验机分析纳米CuO添加量对锂基润滑脂摩擦学性能的影响,采用扫描电镜(SEM)和三维形貌分析仪分析试验后钢球磨痕形貌。结果表明:纳米CuO质量分数为0.60%时锂基润滑脂具有最佳的抗磨减摩效果,摩擦因数和磨斑直径较基础脂分别降低24%和12%;一定添加量下,纳米CuO对磨损表面具有修复作用,含质量分数0.60%纳米氧化铜的润滑脂润滑时,磨损表面具有较低的表面粗糙度和较少的犁沟,表现出最佳的抗磨性能。     

物理吸附分析法测定矿物材料比表面的应用研究

用Autosorb-1对多种矿物材料的比表面测定结果表明,单点BET方法的比表面在C值足够大的条件下(C>50)与多点BET方法比较,相对误差不超过3.6％,并可进一步向精确值校正。因此在实际生产或测试工作中,对有关材料使用单点法测定可节省资金和材料消耗并缩短测试时间。而对于沸石、分子筛等微孔物质,由于其线性区域窄,在常规的测试范围内无法得到合理的结果。对于微孔边缘的物质,通过重新选择线性区域,仍能获得较好的结果。     

梨形针自动化加工研究

作为喷丝板微孔的精整工具,梨形针对喷丝板的生产有极其重要的作用。根据梨形针的形状尺寸,利用机器视觉系统设计了自动加工梨形针的光机电一体化装置,实现了梨形针的自动化加工以及形状尺寸的在线实时检测,其加工精度可达±3μm。与传统手工加工方法相比,该装置提高了梨形针加工自动化程度,保证了加工尺寸的一致性,操作简单易行。