浮封环激光相变硬化的实验研究

利用连续波CO2激光束,对浮封环表面进行了激光表面淬火研究.结果表明:激光淬火前后变形量较小.硬化层显微硬度比未处理前提高了300％;硬化层深达0.5mm;耐磨性提高了近1倍.硬度提高的主要原因是晶粒细化,固溶强化和位错密度的提高.激光处理后能满足浮动油封的工作要求,为提高浮动油封寿命提供了依据.     

阶梯式斜端面组合凹模磨损规律研究

建立了包含端面倾角和阶梯高度的参数化有限元模型,设计出一种新型的阶梯式斜端面组合凹模。通过DEFORM-3D软件着重分析了初始速度、硬度以及摩擦系数对组合凹模磨损的影响规律。综合考虑各方面的影响因素,找出减小模具磨损的合适方法以更好地指导模具设计与生产。     

基于响应曲面法的强力旋压锡青铜筒形件硬度研究

为研究强力旋压各主要工艺参数对于锡青铜筒形件布氏硬度指标的影响规律以及各因素间的交互作用,进行了Box-Behnken试验设计。试验结果表明工件硬度随减薄率及进给比的增大而增大,随热处理温度的增大而减小。基于Design Expert10软件分析得出各因素及其之间的耦合对于工件硬度影响的显著度,减薄率A和进给比C的影响高度显著,热处理温度B的影响显著,AC耦合与BC耦合的影响显著。以布氏硬度为响应,建立了以减薄率、进给比、热处理温度为自变量的回归预测模型,通过实验验证了模型的准确性。进行了强力旋压工艺参数优化,优化后的工艺参数组合为减薄率34%,进给比0.5 mm·r-1,热处理温度300℃。     

纵扭复合超声端面铣削表面微结构建模与试验研究

目的 对纵扭复合超声端面铣削加工表面微结构进行预测,以优化加工参数。方法 对纵扭复合超声端面铣削进行运动学分析,并在其基础上建立三维运动轨迹方程。对刀尖轨迹仿真,且研究该运动方式下的加工特性。通过对切削刃和工件离散化建立纵扭复合超声端面铣削表面微结构理论模型,并利用MATLAB进行三维表面仿真。对TC4钛合金进行超声振动切削试验。结果 理论仿真和切削试验结果均表明超声纵扭端面铣削时,随振幅的增加,由振动引起的表面微观结构特征愈加明显。扭纵幅值比增大时,加工表面微观结构凹坑效应弱化,At/Al=0.55时,加工表面呈条形片状微观结构。振动频率和主轴转速会影响表面微观结构单元的疏密程度。结论 加工表面微结构的生成与振动频率、振幅、扭纵复制比、切削速度等加工参数相关,铣削实验得到的加工表面变化趋势与表面理论模型吻合,该表面模型能够优化超声加工参数。     

冷滚打花键表层加工硬化模型建立

基于20钢材料的冷滚打花键样本进行了显微硬度试验,研究了冷滚打工艺参数与冷滚打花键表层硬度、硬化层深度、加工硬化程度的关系,建立了冷滚打花键表层加工硬化的回归模型并验证了该模型的可靠性。研究结果表明冷滚打花键表层硬度、硬化层深度、加工硬化程度皆随冷滚打转速的增加而降低,随进给量的增加而增加,且进给量对3个指标的影响大于转速对其的影响;所建立的冷滚打花键硬度峰值与加工硬化程度双因素回归模型的最大相对误差分别为1.20%和4.03%,冷滚打花键表层硬度3因素回归模型的最大相对误差为6.13%,所建立模型可以进行不同工艺参数的冷滚打花键加工硬化指标的预测及优化。该模型的建立旨在优化冷滚打工艺参数,控制冷滚打花键表层硬度,提高花键表层性能。     

基于MOABC算法的超声滚挤压轴承套圈工艺参数优化

为找到超声滚挤压轴承套圈时加工参数的优化控制范围，通过设计正交试验，分析了加工参数对轴承套圈各表层性能的影响规律。建立了指数回归和二阶响应回归方程的预测模型，并验证了其准确性。通过MOABC算法对预测模型进行优化，得到最优的加工参数域及表层性能参数域。结果表明，加工参数对表面粗糙度的影响为转速>静压力>进给速度>振幅；对残余压应力影响的显著性为振幅>转速>静压力>进给速度；对硬度影响的显著性为振幅>静压力>进给速度>转速。通过试验值与预测值的对比，指数回归预测模型的误差均小于二阶响应回归。最后得到最优加工参数域：转速[280,350] r·min^-1、进给速度[14,20] mm·min^-1、振幅[20,25]μm、静压力[470,600] N;最优表层性能参数域：表面粗糙度[0.486,0.548]μm、残余压应力[910,1025] MPa、硬度[711,717] HV。     

基于响应面法7A52高强铝合金FSW接头抗拉强度预测及优化

为了研究7A52铝合金搅拌摩擦焊的焊接速度、搅拌头转速及轴肩压深对接头抗拉强度的影响,采用响应面法的中心复合试验设计法设计20组试验,并建立抗拉强度响应函数关系式. 为了验证响应函数关系式的精确性,通过方差分析和回归分析确定该回归模型为显性,相关性系数R2的偏差为3.17%. 通过单一焊接参数因素和双因素焊接参数对抗拉强度的影响分析,进一步验证了模型的准确性,最后通过拉伸试验验证. 结果表明,基于响应面法拟合的搅拌摩擦焊焊接速度、搅拌头转速及轴肩压深与接头抗拉强度响应函数关系式能精确的预算不同焊接参数组合所对应的接头抗拉强度,并获得接头最佳参数组合为焊接速度110 mm/min、搅拌头转速1 436 r/min和轴肩压深0.55 mm,得到最大预测抗拉强度为380 MPa.     

SLM成形316L工艺对滑动磨损特性及硬度的影响

目的提高选区激光熔化(SLM)成形316L不锈钢的耐磨性和硬度。方法在能量密度为50～110 J/mm~3、扫描间距为0.04～0.12 mm范围内,改变能量密度和扫描间距两种工艺参数,采用选择性激光熔化技术(SLM)制备了12种316L不锈钢试样。通过表面粗糙度测量、孔隙率测量、销盘摩擦试验和布氏硬度试验,研究了工艺参数对SLM成形316L不锈钢试样的摩擦磨损特性和硬度的影响。结果能量密度为90 J/mm~3且扫描间距为0.12 mm时,表面粗糙度Ra最小,为5700 nm。孔隙率范围为12.35%～0.94%,扫描间距为0.12 mm的试样的孔隙率比扫描间距为0.04 mm和0.08 mm的孔隙率小。扫描间距不变时,孔隙率随能量密度增大而减小。能量密度为50 J/mm~3时,扫描间距为0.12 mm的试样的摩擦系数和磨损率比扫描间距为0.04 mm和0.08 mm的要小;能量密度不变时,扫描间距为0.12 mm的试样硬度比扫描间距为0.04mm和0.08 mm的试样高。结论改变扫描间距和能量密度会直接影响成形试样的表面粗糙度、孔隙率。研究范围内,表面粗糙度和孔隙率随扫描间距增大而减小。孔隙率与磨损量及硬度存在相关性:孔隙率越小,硬度越大,磨损率越小。因此,合理选择工艺参数可以降低孔隙率,进而提高表面质量,降低磨损率,增大硬度。     

换流阀均压电极密封圈失效机制分析及等效试验方法研究

以直流输电换流阀均压电极密封圈失效问题为研究对象,对密封圈产品失效形态及析出化学物质进行分析。初步判定该密封圈失效可能是由于产品运行振动磨损所致;从均压电极及密封圈使用工况进行分析,通过仿真软件模拟均压电极在水路中的运行状态;设计出一种等效的均压电极及密封圈振动试验系统。试验结果表明：由于均压电极插针的振动,导致均压电极密封圈磨损并析出黑色粉末状物质,均压电极密封圈失效与均压电极的振动运行环境有直接关系。仿真分析及等效试验结果为均压电极密封圈失效改进方案的研究提供了参考     

基于正交试验的不锈钢冲压模具磨损分析及优化

模具磨损是影响模具使用寿命的重要因素之一,将正交试验法与冲压数值模拟相结合,综合评估了不锈钢冲压模具的模具硬度、摩擦系数和冲压速度对冲压模具磨损的影响,并确定最优影响因素组合。以汽车消音器外壳冲压模具为例,建立了冲压件和模具的计算机辅助工程模型,分别运用正交试验及参数试验方法进行仿真计算方案的设计。通过正交试验分析,获得了各因素对模具磨损的影响按从大到小的顺序依次为模具硬度、摩擦系数、冲压速度;同时,通过极差、方差等分析,发现模具硬度和摩擦系数对模具的磨损有显著影响。由两种试验方法对比发现,正交试验获得的磨损量比参数试验获得的磨损量减少了61.4%,最优参数组合为模具硬度65 HRC、摩擦系数0.08、冲压速度200 mm·s~(-1),该优化组合为减少模具的磨损量提供了一种参考。     

Taguchi方法在强力旋压参数优化中的应用

选择芯模与旋轮间距、热处理温度、进给比3个参数设计正交试验,以布氏硬度、屈服强度、抗拉强度作为旋压成形的连杆衬套筒形件的力学性能评价指标,利用Taguchi方法,通过分析其信噪比获得较优的参数组合以及各参数对于连杆衬套力学性能影响程度的顺序。将优化后的参数组合与优化前的参数组合进行对比试验。结果表明,利用Taguchi方法可以有效地对强力旋压参数进行优化,以使旋压成形的连杆衬套筒形件具有更好的力学性能。     

基于遗传算法并考虑质量守恒空化边界的最优织构形状

织构形状对摩擦副的润滑性能具有重要的影响,然而最优织构形状随工况参数的变化规律仍缺乏系统性研究。基于满足质量守恒的JFO(Jakobsson-Floberg-Olsson)空化边界条件,通过求解雷诺方程,结合遗传算法并以油膜承载力最大为目标,建立并简化最优织构形状优化模型,对比分析不同工况下最佳微孔与最优织构的承载力情况,探讨最优织构形状的相关几何参数随摩擦副端面间距、滑动速度与空化压力等参数的变化规律。结果表明：不同工况条件下最优形状织构的承载性能均优于最佳微孔织构,尤其当摩擦副端面间距小、滑动速度大时,性能提升更为显著;简化的最优织构形状几何模型共计3设计变量,即液体流入侧两点X_a、X_g横坐标X₁、X₂及织构深度h_g;随摩擦副端面间距增大,X₁先减小后基本不变,X₂逐渐减小,对应的最优织构深度与面积比增大,量纲一织构深度基本不变;随滑动速度增大,X₁先缓慢增大后基本不变,X₂逐渐增大,对...     

基于分形理论的圆柱面接触密封特性分析

以圆柱面过盈配合形成的密封副的可靠性设计主要依据密封比压，未考虑接触面微观结构对密封泄漏失效的影响。为掌握微观结构与圆柱面密封泄漏之间的规律，依据分形理论，引入密封接触面过盈配合产生的接触压力与真实接触面积的关系，建立圆柱曲面微观接触泄漏模型，最后通过数值模拟方法分析了接触模型特征参数及材料力学参数对泄漏量的影响规律。结果表明：密封接触面粗糙度是影响密封效果的主要参数；接触面粗糙度不大于1.6μm时，可保证接触面密封效果；提高综合弹性模量可扩大过盈量对泄漏量的调控范围；表面硬度对真实接触面积影响显著，当表面硬度不大于300 N/mm²时，改变硬度对泄漏量影响显著；减小圆柱密封接触面初始最大泄漏孔隙面积，可提高密封件使用寿命。     

无缝钢管斜轧穿孔管形多目标预测北大核心CSCD

针对无缝钢管斜轧穿孔生产中工艺参数对毛管尺寸精度的影响问题,考虑生产工艺以及生产需求优化等因素,建立了基于最小二乘支持向量回归的多目标预测模型。通过灰色关联分析法对影响因素进行分析筛选,以前伸量、轧辊间距、导板间距、顶头直径、坯料直径5个工艺参数作为预测模型的输入,以毛管壁厚和外径2个管形参数作为预测模型的输出;考虑到数据样本小且输入和输出参数之间的交叉相关性问题,构建了多输入多输出最小二乘支持向量回归模型对毛管管形进行预测。将实际采集的数据作为训练样本,通过仿真实验证明了模型的有效性,研究结果可为无缝钢管斜轧穿孔生产过程中所需的工艺参数调整与优化提供参考。     

轴承套圈表面超声滚挤压加工硬化模型

为了提高轴承表层性能,获得较好的表面硬度,对超声滚挤压加工强化处理后的轴承套圈进行显微硬度测试,研究静压力、工件转速、进给量3个主要加工参数对轴承试样表面层硬度、硬化层深度的影响规律,建立了超声滚挤压轴承套圈表面加工硬化回归模型,并验证了模型的准确性。研究结果表明,轴承套圈表面硬化层深度可达250μm,表面硬度随静压力的增大而增大,随进给量的增大而减小,随转速的增大先增大后减小;其中静压力对硬度和硬化层深度的影响最大,进给量次之,转速影响相对较小;使用所建立的表面硬度模型进行预测的结果与试验结果最大误差为1. 29%,说明该模型可用于不同工艺参数下轴承套圈表面硬度的预测和优化。     

水压试管机

注水保压试验是焊管的主要检验环节，目前，焊管生产中所采用的水压试管机，其结构型式多种多样，但都要经过大致相同的工艺过程：给料→夹紧→充水→增压→保压→卸压。此工艺流程同时构成了水压试管机的基本动作循环。现代水压试管机均采用ＰＬＣ控制，使各工艺过程自动依次完成，并具有试验结果参数自动纪录的功能。水压试管机根据其密封型式可分为径向密封水压试管机和端面密封水压试管机。径向密封采用与焊管内径或外径配合密封圈，通过密封圈的受压膨胀实现管壁密封，其优点是钢管夹紧和抽出都很容易，密封可靠，钢管轴向受力小，不易…     

基于Dynaform的激光拼焊板成形性能数值模拟研究

为了解决同种材料、等厚度激光拼焊板在数值模拟研究中如何建立准确的焊缝模型这一难题,通过显微硬度试验测量拼焊板焊接接头焊缝区和热影响区的硬度值,并对这些数据进行分析和计算,得到两个区域的材料力学性能参数,建立焊缝模型,并采用有限元模拟软件Dynaform 5.5对建立的焊缝模型进行数值模拟.通过模拟和试验结果的对比,验证...     

基于Abaqus的SAE分体法兰密封影响因素仿真分析

针对风洞油源系统硬质管路连接法兰渗油漏油问题，在Abaqus中建立SAE分体法兰连接的油管有限元模型，分析O形密封圈预压缩率、工作油压、油管装配前的径向偏差、角度偏差对法兰连接密封性的影响规律。结果表明：O形密封圈具有自密封性，且密封性随着预压缩率的增大而增强，密封面上的接触应力随着工作油压的增大而增大；油管安装中存在的径向偏差和角度偏差造成SAE法兰焊接头端面接触应力分布不均甚至出现局部屈服现象，但是装配偏差在一定范围内对密封圈的静密封性能影响较小；当油管每100 mm径向偏差大于1.2 mm且角度偏差大于5°时，法兰密封快速失效。     

浮动式油封多腔模设计

叙述了多腔油封模的结构 ,对开模工具作了革新与研究 ,对油封结构也作了相应调整 ,研制出了浮动下压式多腔模具结构。     

高炉煤气密封阀的设计与分析

本文对高压高炉装料设备中的煤气密封阀进行了设计分析,提出了密封阀的设计原则:密封圈中的工作比压q_c应大于确保介质密封所必须的密封比压q_m,而小于密封圈材料的许用比压[q];密封圈的实际压缩比a应小于材料的许用压缩比[ε]。本文对q_c的计算式进行了理论推导,并用工作特性曲线图表达,以利设计应用。文中还对煤气密封阀的结构特点及影响密封承载能力的主要因素等问题进行了分析,可供有关设计人员参考。