镁-镍钛仿生复合材料研制成功

正日前,针对航空航天、精密仪器等领域对于材料减震、吸能等方面的性能需求,中国科学院金属研究所(以下简称金属所)与美国加州大学伯克利分校、中国工程物理研究院开展合作,借鉴天然生物材料三维互穿微观结构的理念,将镁熔融浸渗至增材制造的镍钛合金骨架,构筑成轻质、高强、高阻尼、高吸能镁-镍钛仿生复合材料。该研究基于对自然界神奇"结构-性能关系"的理解,利用微观三维互穿仿生结构研制出新型仿生复合材料,不仅实现了镍钛增强相与镁基体在性能优势上的互补     

添加铬、铝、钛、镍合金元素对Fe-17Mn阻尼合金性能的影响

在阻尼性能最佳的Fe-17Mn二元合金中加入质量分数5%铬元素以及1%的铝、钛或镍,采用真空感应熔炼法制备Fe-17Mn,Fe-17Mn-5Cr,Fe-17Mn-5Cr-1Al,Fe-17Mn-5Cr-1Ti和Fe-17Mn-5Cr-1Ni合金,经锻造和固溶处理后,研究了铬、铝、钛、镍元素对合金阻尼性能、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:添加铬元素后,合金强度显著提高,耐腐蚀性能增强,在较低应变振幅(200×10-6~900×10-6)下的阻尼性能提高,在高应变振幅(大于900×10-6)下的阻尼性能降低;在Fe-17Mn-5Cr合金中添加质量分数1%的铝元素或钛元素后,合金的耐腐蚀性能变化不大,强度降低,其中添加钛后的阻尼性能变差,添加铝后的阻尼性能变化不大;在Fe-17Mn-5Cr合金中添加质量分数1%镍元素后,合金的强度和阻尼性能变化不大,耐腐蚀性能略有降低,但仍优于Fe-17Mn合金的;Fe-17Mn-5Cr-1Ni合金的综合性能最优异。     

颗粒增强镁基复合材料的研究进展

镁基复合材料具有很高的比强度、比刚度以及优良的阻尼减震性能,是汽车制造、航空航天等领域的理想材料之一。综述了颗粒增强镁基复合材料的研究概况,着重介绍了其制备方法、力学以及阻尼性能,并展望了它的发展趋势。     

机床主轴高阻尼减振装置的研制及性能试验

本文提出了一种新型的高阻尼机床主轴结构,并对其动态性能进行了试验研究。试验结果表明：这种在机床主轴支承部位上增设阻尼圈的高阻尼主轴结构可显著地改善主轴系统的动态性能。     

新型高阻尼机床主轴的研制及其综合性能试验

本文提出了一种新型的高阻尼机床主轴结构,并对其动态性能、静刚度和热态性能进行了深入研究。试验结果表明:这种在原机床主轴的支承部位增设阻尼圈的高阻尼主轴结构可以在静刚度和热态性能下降很小的情况下,显著地改善主轴系统的动态性能。     

长周期堆垛相对Mg-Zn-Y合金的阻尼性能影响（英文）

采用氩气保护条件下真空熔炼的方法熔炼出MgZn_x Y_(1.33x)(x=1~4at.%)合金,并运用SEM、XRD及阻尼测试方法对合金的组织结构和阻尼性能进行分析和讨论。结果表明,合金中主要包含镁基体和长周期堆垛相,随着Zn和Y含量的增加,合金中晶粒逐步细化,长周期堆垛相含量增多,并且针状或带状的长周期堆垛相互穿插在一起。阻尼测试的结果表明,长周期堆垛相的增加有利于镁合金的阻尼性能,Mg-7%Zn-12.8%Y合金在高应变阶段阻尼最优,其阻尼值达到0.04。     

长周期堆垛相对Mg-Zn-Y合金的阻尼性能影响

采用氩气保护条件下真空熔炼的方法熔炼出MgZnxY1.33x(x=1～4 at.％)合金,并运用SEM、XRD及阻尼测试方法对合金的组织结构和阻尼性能进行分析和讨论.结果表明,合金中主要包含镁基体和长周期堆垛相,随着Zn和Y含量的增加,合金中晶粒逐步细化,长周期堆垛相含量增多,并且针状或带状的长周期堆垛相互穿插在一起.阻尼测试的结果表明,长周期堆垛相的增加有利于镁合金的阻尼性能,Mg-7 ％Zn-12.8％Y合金在高应变阶段阻尼最优,其阻尼值达到0.04.     

磁流变减振器油针优化设计仿真分析研究

作为油液减振器的阻尼调节元件,油针对调节系统的阻尼力起到比较重要的作用,在飞机起落架减振器的结构设计中,油针结构已经被广泛使用。针对基于磁流变原理的、带有油针的磁流变减震器中的油针进行了设计,提出了几种不同结构的油针设计方案,并利用FLUENT软件进行了仿真分析,结果表明:带环形阻尼槽的油针其阻尼性能要远优于不带环槽的油针,圆锥形环槽要优于圆柱形环槽油针。     

碳、镍元素对铁-锰合金的阻尼性能与相变行为的影响

应用倒扭摆内耗议、热机械分析仪和光学显微镜研究了碳和镍对铁-锰基减振合金γ→ε转变行为和阻尼性能影响。结果表明：碳增加γ→ε相变的阻力,降低合金的M3温度,减少合金中ε马氏体的数量;碳的钉扎作用能够使合金中γ／ε相界面的滑移性能变差,从而恶化了合金的阻尼性能。镍降低了合金的相变温度,但不会对合金阻尼性能产生不利影响。     

泡沫铝填充方钢管的连接方式对其阻尼性能的影响研究

为研究泡沫铝材料填充方钢管结构的动态减振性能,分别对空方管、无粘胶和有粘胶的泡沫铝填充方管3种形式的阻尼性能进行实验和仿真研究,并分析其阻尼作用机制。结果表明,泡沫铝材料的填充能显著提高空方管的阻尼性能,采用粘胶的连接方式对于阻尼性能的提高是有限的,无粘胶(配合连接)的连接方式更为有利。     

镁基复合材料的研究现状和发展趋势

镁基复合材料具有很高的比强度、比刚度,以及优异的阻尼减震、电磁屏蔽和储氢析氢等性能,是宇航、兵器、汽车和电子等高新技术行业的理想材料之一。综述了镁基复合材料的组成,制备方法,组织与性能以及应用现状。分析了镁基复合材料研究领域存在的问题,并对它的研究发展趋势做了展望。     

镍基合金喷熔层摩擦学行为与机制的研究

采用热喷熔工艺制备了两种镍基合金喷熔层,并选用高锰钢、不锈钢作为对比材料,研究了镍基合金喷熔层的摩擦磨损性能。研究结果表明：镍基合金喷熔层具有良好的耐磨损性能和较低的摩擦系数。镍含量对喷熔层的摩擦学性能有显著影响,高镍含量的镍基合金,其耐磨性能明显优于低镍含量的镍基合金。在低速轻载条件下,镍基合金喷熔层的磨损机理为微观犁削;高速重载时,表现为粘着磨损和磨料磨损,其中高镍含量的喷熔层表面形成了致密的转移膜,有效地降低了磨损率。     

复合结构黏弹性阻尼减振砂轮接杆的研究

为满足高速磨削内孔的需要,研制一种由金属、工程陶瓷和黏弹性阻尼材料组成的新型复合结构减振砂轮接杆。对磨杆的设计原理和黏弹性阻尼结构进行论证,在保证砂轮接杆具有较高静刚度的前提下减小平均密度和增大阻尼比。对该砂轮接杆的刚度、固有频率和谐响应等静、动态性能进行有限元分析和试验验证,并与普通钢质整体式砂轮接杆和金属-陶瓷复合结构砂轮接杆进行性能对比;研究阻尼芯直径与砂轮接杆动态性能的关系。结果表明:黏弹性阻尼砂轮接杆的静刚度高于普通钢质砂轮接杆约10%,略低于金属陶瓷复合结构砂轮接杆约0.6%;其动态性能优于前两者,即具有更高的固有频率和动刚度。固有频率较普通钢质砂轮接杆提高约49%,较金属-陶瓷砂轮接杆提高约12%。动态响应幅值较普通钢质砂轮接杆减小约43%,较金属-陶瓷砂轮接杆减小约20%。此新型砂轮接杆适于高速磨削加工。     

约束阻尼钢轨减振性能的有限元分析

为研究约束阻尼钢轨的减振性能,利用有限元软件建立标准钢轨模型、单层约束阻尼钢轨模型和多层约束阻尼钢轨模型。首先对其进行谐响应分析,获得3种钢轨的振动规律。然后以移动载荷模拟轮轨滚动接触行为,分析3种钢轨的动态响应规律。谐响应分析发现,约束阻尼在显著频率处可以有效地降低钢轨的位移峰值,多层约束阻尼钢轨减振效果最好。移动载荷激励下的结果也表明约束阻尼可以有效降低钢轨轨顶和轨腰的垂向位移,且多层约束阻尼钢轨减振效果优于单层约束阻尼钢轨。     

车载装配式金属丝网和硅橡胶隔振器性能对比分析

针对陆用车载装配式JZP-20T型隔振器极端和常规服役条件,分别采用金属丝网和硅橡胶作为阻尼材料,以金属丝网和硅橡胶的细观结构与减振机理为基础,重点对比分析了两种阻尼材料隔振器的机械力学性能,特别是刚度和阻尼性能.分析结果表明两种阻尼隔振器的静、动刚度曲线均表现出明显的非线性,金属丝网隔振器刚度的非线性较橡胶隔振器更明显;在较小激振幅值下,金属丝网隔振器阻尼性能要好于橡胶隔振器;随着激振幅值的增加,两种阻尼材料隔振器损耗因子都有所减低,但橡胶阻尼性能的稳定性要优于金属丝网.研究结果对车载装配式隔振器的工程应用具有一定的指导意义.     

芳纶毡体/阻尼弹性薄膜复合材料的吸声隔声性能

制备了非织造芳纶毡体、阻尼弹性薄膜及双层、三层结构的非织造芳纶毡体/阻尼弹性薄膜复合材料;利用驻波管测试方法研究了非织造芳纶毡体厚度及不同复合结构对复合材料吸声性能的影响;利用混响室-消声室法研究了各试样的隔声性能。结果表明:三层复合材料的吸声隔声性能优于两层复合材料的;对于厚度相同的三层复合材料,表层材料应选择吸声性能较好的材料。     

阻尼结构减振性能的测试及分析

车身壁板的振动和噪声影响车辆NVH性能,在车身壁板粘贴阻尼衬层能够起到减振降噪的作用。利用强迫共振法测试基板(钢板)、自由阻尼结构(钢板+纯橡胶)、约束阻尼结构(钢板+纯橡胶+约束层)以及多层阻尼结构(钢板+纯橡胶+约束层+纯橡胶)四种阻尼结构试样。分析试样频谱图共振曲线得到如下结论:钢板附上衬层后的共振频率均要比原钢板试样的共振频率小;自由阻尼结构、约束阻尼结构、多层阻尼结构相对于基板的减振百分比分别为64.19%、71.77%、73.66%,减振效果依次增强;钢板、自由阻尼结构、约束阻尼结构、多层阻尼结构的阻尼因子分别为0.008、0.019、0.030、0.032,阻尼因子越大,阻尼性能越好,减振性能越强。并且从微观力学角度,对自由阻尼结构、约束阻尼结构、多层阻尼结构的减振机理进行了分析。     

耐腐蚀非晶态镍——磷合金镀层的研制及其应用

用电沉积法获得含P9～12％的镍-磷合金层,是一种非晶态的均相结构,具有十分优良的耐蚀性能。在常温下,耐盐酸腐蚀优于哈氏合金;对非氧化性氯化物的耐蚀性可与金属钛相媲美;耐各种温度和浓度的热烧碱的腐蚀优于镍;对高温氟化物的耐蚀性与蒙乃尔合金相当:对多种有机酸及大部分解质的耐蚀性远超过常用的奥氏体不透钢。非晶态镍-磷合金镀层用电沉积法获得镍-磷合金镀层,最早在     

不同阻尼层材料对交替层合各向异性阻尼结构动态性能的影响

采用正交试验极差分析方法,研究了各阻尼层对7层各向异性交替层合阻尼结构阻尼性能和刚度的影响大小规律,并在此基础上就不同阻尼层材料对结构性能的影响进行探讨。结果表明：对于7层交替层舍的各向异性阻尼结构而言,对结构刚度影响最大的阻尼层为第4层,对结构内耗值大小与频率范围和温度范围影响最大的阻尼层分别为第2层和第6层;结构内耗的温频特性与各阻尼层材料及其厚度密切有关,一般第2层越厚,其内耗的频率特性越好。     

增加结构阻尼块对汽车关门声品质提升的分析

年款及小改款车型受限于成本、质量及其它性能,车身及车门结构无法大范围更改,提升关门声品质方案具有局限性。对此,通过计算机辅助工程分析,提出在适当位置增加结构阻尼块,可以显著提升窗框刚度与模态,改善关门振颤,进而提升关门声品质。通过噪声、振动、声振粗糙度试验,验证增加结构阻尼块方案的有效性。