减摩涂层对滑靴摩擦温升与温度场的影响

地面飞行器试验时,滑靴承载着飞行器在滑轨上高速滑行,滑靴和滑轨形成了高速干摩擦滑动摩擦副。利用有限元软件ABAQUS建立了飞行器试验中滑靴与滑轨的滑动摩擦热-结构耦合场模型,研究了滑靴在运行工况下含Ni包MoS2/Cr3C2-25NiCr减摩涂层对滑靴温度场的影响。结果表明:减摩涂层可以有效降低滑靴温升,对滑靴材料选择和结构设计提供了理论依据。     

冷轧薄板摩擦热及温升模型研究

冷轧时轧件塑性变形热和摩擦热是导致轧件温度升高的两个主要原因.采用包含滑动摩擦和粘着摩擦在内的预位移-滑动摩擦模型较准确地计算了轧制区摩擦热,并综合考虑轧件塑性变形热,推导了冷轧薄板温升计算公式.     

压力和温升速率对摩擦提升机衬垫线膨胀系数的影响

针对矿井摩擦提升机高速恶性滑动工况,以准确获得摩擦提升机摩擦衬垫的热 应力场为目的,选用常用摩擦衬垫G为研究对象,在热机械分析仪（ZRPY 300）上开展研究,〖JP3〗分析了不同压力（0~10 N）和温升速率（1~5 ℃/min）对摩擦衬垫线膨胀系数的影响规律.〖JP〗研究结果表明：在一定压力和温升速率下,随着温度的升高,衬垫线膨胀系数逐渐增加,当温度升至120 ℃时,曲线发生转折并呈现逐渐减小的趋势;当达到195 ℃左右时,曲线发生第2次转折,出现了再次增加的现象;在温升速率一定时,压力越大,对其曲线变化的影响越明显;当压力一定时,温升速率的变化对其曲线的影响较为复杂.最后,通过多元回归的拟合,得到线膨胀系数、温升速率及压力间的定量关系,可为高性能衬垫的研究提供一定的基础数据.     

摩擦对高坯料压缩稳定性的影响

采用刚塑性有限元法,对高坯料在平模间的压缩过程建立了刚塑性有限元模型并进行数值模拟,探讨数值模拟过程中横向扰动力的施加方法,对模拟结果进行了分析,最终获得了摩擦因子对坯料压缩稳定性的影响规律.     

纤维缠绕高压氢气瓶火烧温升试验及数值研究

纤维缠绕高压氢气瓶是氢燃料电池汽车储氢系统的关键设备。气瓶在使用中如果遭遇火灾意外,可能导致氢气泄漏、爆燃甚至爆轰等危险。为研究气瓶在火烧情况下的安全性能及内部气体的温升规律,进行了火烧试验研究,得到了气瓶外表面的温度场分布及内部气体的温升规律．结果表明内部气体的温升速率很小．且与外表面存在较大温差。然后以试验数据为基础建立3D数值模型。对火烧时气瓶内部气体的温升进行模拟,并对试验结果和模拟结果进行比较分析．表明所建立的模型能较为准确的模拟气瓶火烧试验时的内部温升,该模型为进一步研究气瓶火烧试验奠定了基础。     

搅拌摩擦点焊金属流动研究现状

搅拌摩擦焊是一种高效环保的固相连接技术。搅拌摩擦点焊是在传统的搅拌摩擦焊上发展起来的一种新型点连接技术,与传统的电阻点焊等连接方法相比具有诸多优势。目前国内外搅拌摩擦点焊工艺在航空及汽车等工业领域有广泛的应用,但是其成形机理并不清楚。基于已发表的文献,详细综述了在搅拌摩擦点焊过程中,材料的流动模型以及数值模拟等方面的研究进展。     

搅拌摩擦点焊技术及其研究现状

鉴于搅拌摩擦点焊受到国内外越来越多学者的关注研究,本文在大量文献分析的基础上对搅拌摩擦点焊进行了分类和总结.详细综述了搅拌摩擦点焊的工艺方法、接头组织和力学性能以及焊接过程数值模拟等方面的研究,归纳了该工艺在航空、航天和汽车领域的应用,最后,分析了搅拌摩擦点焊当前存在的主要问题.     

搅拌摩擦焊数值模拟的现状

自搅拌摩擦焊发明以来，对多种不同材料的搅拌摩擦焊实验研究已取得了巨大的进展，但对搅拌摩擦焊工艺过程的计算机模拟直到最近几年才逐渐兴起。简要叙述了搅拌摩擦焊数值模拟研究的3个主要方向（温度场、流场和组织性能）的研究现状。     

PBX炸药在摩擦作用下的点火起爆研究

为了研究PBX炸药的摩擦感度及其在摩擦作用下的点火机理,对PBX炸药进行了摩擦感度试验,并从细观结构的角度对炸药在摩擦作用下的响应过程进行了数值模拟,分析了细观结构对炸药温度场的影响,以及压力、初速度等条件对炸药摩擦点火的影响。结果表明:摩擦作用下PBX炸药的点火点位于HMX颗粒与黏结剂交界处,点火的临界温度为1 100K;向炸药施加的压力越大,其发火可靠性越高,点火时间越早;钢柱摩擦炸药的初速度增大,能够提高其发火可靠性以及点火时间。     

PBX炸药在摩擦作用下的点火起爆研究

为了研究PBX炸药的摩擦感度及其在摩擦作用下的点火机理,对PBX炸药进行了摩擦感度试验,并从细观结构的角度对炸药在摩擦作用下的响应过程进行了数值模拟,分析了细观结构对炸药温度场的影响,以及压力、初速度等条件对炸药摩擦点火的影响。结果表明:摩擦作用下PBX炸药的点火点位于HMX颗粒与黏结剂交界处,点火的临界温度为1 100K;向炸药施加的压力越大,其发火可靠性越高,点火时间越早;钢柱摩擦炸药的初速度增大,能够提高其发火可靠性以及点火时间。     

纯铝板搅拌摩擦焊温度场数值模拟

建立了搅拌摩擦焊热源模型,利用有限元分析软件ABAQUS模拟了搅拌摩擦焊的温度场,研究了焊接速度、搅拌头轴肩尺寸和垫板材质对搅拌摩擦焊接过程中试板的温度场的影响。结果表明：随着焊接速度的提高,焊件上各点的峰值温度降低,经历高温区的时间减少;轴肩摩擦热是热输入的主要来源,随着搅拌头轴肩尺寸的增加,焊缝中心高温区同一等温线上宽下窄的分布特征越来越明显;垫板材质明显影响焊件底部的温度和分布;适当的焊接参数、搅拌头尺寸及散热条件对获得较好的焊缝质量极为重要。     

CLAM 钢搅拌摩擦焊温度场有限元分析

通过Ansys Apdil参数化语言建立三维温度场模型,采用移动热源分步加载的方法,对CLAM钢在搅拌摩擦焊接过程中的温度场进行模拟分析,结果表明,CLAM钢可以进行固态连接;搅拌摩擦过程中热能主要来自轴肩摩擦生热;焊接头四周的高温区域一直呈现出椭圆形,温度呈阶梯状分布。在板厚方向上,从上表面到下表面温度依次降低,呈等腰梯形分布。     

激光熔覆WC/Ni基复合涂层高温滑动干摩擦磨损性能

利用激光熔覆技术制备微米团聚和块状两种不同类型WC/Ni基复合涂层。在MMG-10型摩擦磨损试验机上对涂层进行高温滑动干摩擦磨损实验,并用SEM和EDS对涂层进行磨损形貌观察和成分分析。结果表明,激光熔覆WC/Ni基复合涂层高温磨损性能随着WC含量增加而提高,WC形态为微米团聚质量分数为60%的复合涂层具有优良的高温耐磨性能。高温下60%WC/Ni基复合涂层主要磨损机制由低温下的磨料磨损转变为氧化磨损和磨料磨损复合作用。     

高强度聚焦超声作用下体模组织温度上升研究

为研究高强度聚焦超声(HIFU)作用下组织温度上升规律,建立了高强度聚焦声场和组织温度场有限元仿真模型,并通过体外辐照实验对仿真模型进行了验证。通过仿真对水和组织域中的聚焦声场进行建模,计算吸收声能并将其用作热源以计算组织内的温升。进一步制备仿生物组织凝胶体模,利用热电偶进行HIFU作用下体模组织焦点处的测温。结果表明:该模型可有效预测HIFU治疗时的温度上升,与实验所得温度误差不超过 3℃;体模组织受到超声辐照时温度会立即升高,起初温升速率较快,随着辐照时间延长,温升速率逐渐降低,停止辐照后温度立即下降。     

静止轴肩对FSW温度与应力影响的数值模拟

目的研究外部辅助静止轴肩对搅拌摩擦焊接过程温度场以及应力场的影响。方法建立有限模型并采用热机耦合的方法分析常规与静止轴肩辅助工艺下7075-T6铝合金搅拌摩擦焊接过程,得出不同工艺下的焊接温度与应力分布状态。对比常规与静止轴肩工艺下的温度与应力结果,得出静止轴肩对焊接过程中温度与应力的影响规律。结果焊缝横截面的高温区域均呈现出上宽下窄的碗型分布。相比于常规工艺,静止轴肩辅助工艺的焊缝区域温度具有上升速度较慢、下降速度较快的特点,且温度峰值低了55.7℃。静止轴肩具有随焊碾压的作用,在焊接过程中为焊缝区域提供一个额外的压应力,抵消焊接过程中产生的拉应力,焊后残余应力降低了17.4%。结论静止轴肩辅助工艺对焊缝区域的温度峰值以及残余应力峰值的降低均具有明显效果。     

搅拌摩擦焊温度场数值模型的研究进展

针对搅拌摩擦焊(FSW)的一个主要研究方向是探讨焊接过程中温度场的演变规律。在研究温度场时,数值模拟方法具有试验方法难以替代的优势。回顾了针对FSW温度场进行数值模拟时涉及到的主要模型、它们的大体思路以及各自的特点,重点论述了其中的产热和传热模型。在产热模型中,讨论了与热输入有关的热源模型、产热量计算模型和接触模型;在传热模型中,分别从热传导、对流换热和热辐射等方面进行了分析。此外,考虑到某些材料属性对温度场模拟结果的影响,文章的最后也对其进行了简要讨论。     

铝/石墨复合材料高速高温下的摩擦磨损特性

本文研究了用中间法新工艺制造的铝石墨复合材料在高速高温下的摩擦磨损特性。试验在销盘式试验机上进行。滑动线速度最高达9.4米/秒。在2米/秒干摩擦时,所有测试的复合材料磨损量均小于基体合金。200℃时,含石墨2～5%的复合材料磨损量也此基体合金小。在9.4米/秒干摩擦时,含石墨2%的复合材料耐磨性能最好。以前曾有报导:滑动线速度大于1米/秒,铝石墨复合材料的磨损量大于基体合金[12,13]。本文认为新工艺制造的复合材料在9.4米/秒的高速摩擦时摩擦系数和磨损量下降是由于石墨与基体界面结合良好。      

镁合金高转速搅拌摩擦焊工艺研究

目的 研究镁合金高转速搅拌摩擦焊工艺及其对组织与性能的影响规律。方法 采用光学显微镜观察以及拉伸性能测试等方法,探索了1.5 mm厚AZ31B镁合金高转速搅拌摩擦焊接工艺,对其接头组织与力学性能进行了测试分析。结果 采用6000 r/min转速时,随着焊速从600 mm/min降低至100 mm/min,焊接接头隧道型孔洞缺陷消失;采用600 mm/min焊速时,2000~4000 r/min转速范围内可获得无缺陷的接头。拉伸测试结果表明,6000 r/min-100 mm/min焊接工艺下接头的拉伸性能最优,抗拉强度为235.33 MPa,为母材强度的87.92%。结论 镁合金采用高转速搅拌摩擦工艺可获得无缺陷的焊接接头,且采用高转速匹配低焊速的工艺可使接头的拉伸性能得到提升。     

6061铝合金回填式搅拌摩擦点焊过程的数值模拟

目的 研究回填式搅拌摩擦点焊的产热机理。方法 利用DEFORM-3D有限元软件对焊接过程进行了数值模拟,得到了不同位置的温度循环和不同时刻的温度场,并通过改变搅拌头转速,研究了不同转速下接头的温度循环和温度场。结果 在套筒达到最大下扎深度附近测试点温度最高,最高温度分布在套筒下方金属;在水平方向,离焊点中心越近,温度上升速率越快,峰值温度越高,在厚度方向,温度循环变化不大;随着搅拌头转速增加,测试点温度上升速率增大,峰值温度升高。结论 通过数值模拟方法可以获得回填式搅拌摩擦点焊接头的温度场和温度循环,为研究其产热机理提供理论指导。