固态塑性成形过程中界面接触换热的实验研究

文章通过自制的接触换热系数测量设备对纯铜与3Cr2W8V合金钢、不锈钢与不锈钢间的接触换热系数进行了实验研究。分析了温度和载荷对接触换热系数的影响,并且分析了在铝合金和模具钢的接触面间加入玻璃润滑剂后对接触换热系数的影响。实验结果发现,接触换热系数与温度的关系并不是简单的正比关系,而与载荷的指数近似成正比关系,且在接触面涂上玻璃润滑剂后,接触换热系数可大大降低。     

热成形淬火过程模具/板料界面接触热阻的测量计算方法概述

分析了固体界面接触热阻的形成机理和影响接触热阻数值的诸多因素,并根据热成形淬火过程模具/板料界面的传热模型,基于傅里叶定律对其界面传热情况进行分析,利用热阻的思想推导出界面接触热阻的表示方法。对已有的测量、计算热成形模具/板料界面接触热阻的方法进行概述:逆热传导法基于导热微分方程和傅里叶定律,通过测得的热流密度计算得到接触热阻;间接法依据接触电阻和接触热阻有相同的产生原因,通过特定装置测定接触电阻再根据接触电阻和接触热阻的关系计算得到接触热阻。最后从测量装置、测量计算原理和测量计算的过程等方面对两种方法进行了比较,并分析了界面接触热阻对热成形模具以及新型材料研发的重要性。     

铝卷径向接触热阻的仿真研究

对铝板进行加热试验,得到各测试点的温度数据.通过热传导反问题的求解,求得铝板间的等效导热系数,将其等效为铝卷径向导热系数,从而间接求得铝卷接触热阻,并推导出了铝卷强对流传热系数对温度的数学表达式.运用ANSYS有限元分析软件,综合考虑铝卷的导热系数和对流换热系数随温度变化的非线性,模拟了铝卷退火过程中的瞬态温度场.仿真结果表明,铝卷内部的温度与实测结果比较吻合,从而证明了试验方案和铝卷径向接触热阻求解方法的正确性,同时为铝卷退火工艺的优化提供了理论依据.     

基于接触热阻的机床热特性研究

考虑机床结合面接触热阻利用有限单元法对机床整机热特性进行了深入研究。以立式加工中心整机为研究对象,建立了机床热边界条件,并对机床整机模型在有、无接触热阻两种情况下的温度场分析结果进行比较,论证了接触热阻对整机温度场分布的重要性。基于机床工作空间的形成,选定了机床整机典型位置工况,利用典型位置工况下的整机温度场分析结果,并通过热结构耦合分析方法对整机进行热变形分析。引用国家机床几何精度检验标准中的线性偏差与角度偏差评价机床整机热变形规律,结果表明机床沿Z坐标方向的热变形较大,故需对该向零部件结构或参数予以着重优化改进。     

固体界面接触换热系数影响因素的实验研究

通过自制的接触换热系数测量设备对铝合金与5CrMnMo模具钢、不锈钢与不锈钢间的接触换热系数进行了实验研究,分析了接触换热系数随温度和压力的变化趋势,并且分析了改变接触过程后接触换热系数的变化.实验结果发现,接触换热系数与温度的关系并不是简单的正比关系,而是与载荷近似成正比关系;且在其它接触条件相同的情况下,如接触过程的升温过程和降温过程、加载过程和卸载过程等不同,接触换热系数的测量值也不同.     

基于接触热阻的高速压力机主轴热特性研究

高速压力机曲轴热态有限元模型的准确建立对高速压力机在虚拟环境下的理论研究有着重要的意义。以有限元方法为基础,建立基于接触热阻这一边界条件的曲轴热模型,并进行温度场和热变形分析。通过电涡流传感器对曲轴实际的热变形量进行实验测量,实验结果表明,考虑接触热阻的有限元模型分析结果更接近实际工况,理论分析误差由14.46%降低到2.37%。因此考虑接触热阻这一边界条件的主轴热态有限元模型更能准确反映高速压力机曲轴的热特性,有限元模型更加合理。     

超高强度钢热成形过程中的接触热阻

接触热阻作为超高强度钢热成形过程中重要的参数之一,其取值直接影响相关数值模拟结果的准确度。该文在参阅大量文献的基础上,对接触热阻的传热机理进行综合评述;分析了热成形过程中压力、温度等因素对接触热阻的影响;介绍了国内外研究的若干理论模型。对已报道的科研工作进行了总结,提出了今后的研究方向。     

硼钢板与模具间接触热阻实验研究及其在回弹仿真中的应用

接触热阻是影响热冲压过程中热能传导的一个重要因素,而零件不同区域的温差则直接影响热冲压的回弹,因此,获得准确的接触热阻数值对提高热冲压回弹仿真的精度具有重要意义。基于稳态法设计了22MnB5板件与Cr7V模具钢接触热阻的测量实验,推导出接触热阻的计算公式;并按照实验方法搭建了实验平台,获得了不同压强下两者的接触热阻值;最后拟合了接触热阻与压强的关系方程。将关系方程带入某B柱的热冲压回弹仿真中,与原始仿真对比发现,改进后的仿真结果与实际实验值较为接近,证明获得准确的接触热阻与压强的关系方程可提高硼钢板热冲压回弹的仿真精度。     

界面热阻对铸件凝固过程温度场的影响

采用直接差分法求解热传导方程,对T型铸件凝固过程中的温度场进行模拟,研究了界面热阻对温度场分布和凝固速率的影响。结果表明:在铸件凝固过程中,随着铸件/铸型热阻的减小和铸件/空气热阻的增加,整个铸件从冒口位置和侧面同时向内部区域凝固;随着铸型/空气热阻的减小,热量传输迅速,凝固过程加快。在实际工艺设计中,减小冒口位置附近的凝固速率,增加拐角区域和侧面凝固速率,使得冒口、拐角处和侧面凝固趋于同步,从而减少各类缺陷的形成,提高铸件的力学性能。     

界面热阻对L型镁合金铸件凝固过程温度场的影响

采用直接差分法求解热传导方程,对L型镁合金铸件凝固过程进行模拟,研究了界面热阻对温度场分布的影响。结果表明:在L型镁合金铸件凝固过程中,热量通过铸件/空气和铸件/铸型界面向外部环境、铸型传递,在铸件冒口区域形成热扩散层"阶梯",铸件由冒口区域向底座区域凝固。随着铸件/铸型热阻的减小,铸件内部温度降低,铸型拐角位置和铸型中心位置温度均升高;随着铸件/空气热阻的增加,铸件内部温度升高,铸型拐角位置和冒口位置最高温度均增加,铸件冒口区域的热扩散层"阶梯"消失,铸件由四周向中心区域凝固。     

Progress in Thermal Contact Resistance

The developments of aeronautics and astronautics require engines of higher quality. The temperature distribution in combustion engine is highly influenced by the thermal conduct resistance. To predict the temperature field of the hot-end assemblies of combustion engine, the thermal contact resistance must be considered. The object of the study is to propose a model of high application including in conditions of high temperature and high pressure. Up to date, many models and empirical or semi-empirical corre...     

列车车轮踏面滚动接触疲劳研究进展

随着高速与重载铁路的发展,车轮踏面滚动接触疲劳损伤问题变得更加显著,不仅影响乘车舒适度,增加维护成本,还会直接危害行车安全,目前尚无根本的解决办法。对国内外车轮踏面滚动接触疲劳损伤的形成机理、研究方法及影响因素进行了归纳总结。车轮滚动接触疲劳损伤形式有很多,根据疲劳裂纹在踏面下方萌生位置的不同,将踏面滚动接触疲劳损伤分为表面滚动接触疲劳、次表面滚动接触疲劳和较深层次滚动接触疲劳。随着冶金和车轮制造技术的提高,由低周疲劳或棘轮效应造成的表面滚动接触疲劳损伤成为主要的疲劳损伤类型。车轮踏面滚动接触疲劳损伤的研究方法主要包括现场调研、数值仿真和试验研究。结合已有研究成果,主要从车轮材料、车轮既有损伤、线路条件、列车运行参数、轮轨间第三介质等方面对踏面滚动接触疲劳损伤的影响因素进行了总结,并进一步提出了减缓踏面滚动接触疲劳损伤的具体措施。此外,探讨了车轮踏面滚动接触疲劳损伤未来的研究方向。     

提高渗碳钢多冲接触疲劳抗力的研究

研究了渗碳钢20CrMo表面滚压强化工艺,结果表明,钢渗碳、淬火、低温回火后进行滚压,具有高的多冲接触疲劳抗力,在一定深度范围内,多冲接触疲劳抗力随滚压层深的增加而提高.     

超高温陶瓷材料抗热冲击性能及抗氧化性能研究

研究了多种强韧化方法以提高超高温陶瓷材料抗热冲击性能,包括碳化硅晶须增强增韧、石墨软相增韧和氧化锆相变增韧。同时,还研究了碳化硅含量对超高温陶瓷材料的抗氧化性能影响。研究结果表明：碳化硅晶须和氧化锆的添加显著提高了材料的抗热冲击临界温差,而石豢软相的引入对抗冲击临界温差的影响不大,但显著提高了裂纹扩展阻力和强度保持率。高SiC含量超高温陶瓷材料在1800℃以下具有的优异的抗氧化性能,在更高的温度下,高与低的SiC含量对超高温陶瓷材料的抗氧化性能均不利,通过优化材料的组分以降低材料表面温度是提高超高温陶瓷材料的抗氧化性能的一个非常有效的途径。     

Successful Hydrothermal Synthesis of α-Fe2O3 Hexagonal Micro-platelets and Its Application in Li-Ion Battery

介绍了一种界面接触热导的测试设备,为更好的实现测试过程中的轴向一维导热,该设备中增加了补偿加热装置.通过该设备,对高温合金GH4169和K417界面处,在温度160～280℃、载荷0～150 MPa条件下的接触热导进行了试验研究,验证了试验设备的适用性.对有、无补偿加热条件下的接触热导测试结果进行了对比分析.结果表明,同等条件下带补偿加热装置时的接触热导测试结果要比不带补偿加热装置时的大,且温度越高,补偿加热装置工作效果越好.     

中薄板冲压成形中的拉伸筋阻力及其影响因素研究

通过对铁路货车零部件的中薄板冲压成形中板料经过拉伸筋时变形特点的分析，叙述了拉伸筋阻力的形成机理，并在大量实验的基础上获得了各种因素对拉伸筋阻力的影响规律。     

航空面齿轮传动接触应力计算方法研究

随着齿轮研究的不断进步,许多新型齿轮不断涌现,其中尤以面齿轮为代表。由于面齿轮在高速重载下的传动优点,其在航空传动件中有很大的应用潜能。根据齿轮接触分析(TCA)原理,求解正交直齿面齿轮的接触轨迹与接触椭圆;利用点接触赫兹理论,计算正交面齿轮理论接触应力;运用ABAQUS对正交面齿轮进行有限元分析,得到面齿轮接触应力的仿真结果。理论计算与仿真结果的对比验证了该计算方法的正确性。     

表面合金镀层提高钢齿轮抗点蚀性能的研究

以齿轮为研究对象,以常用的辊子模拟方法,在４５钢制辊子表面分别刷镀镍磷和镍钴合金层,与未刷镀的４５钢试件和４０Ｃｒ钢调质试件一起,进行接触疲劳强度对比试验,共试验试件４０对。结果表明,表面合金镀层能较显著地提高４５钢齿接触表面的疲劳寿命,与４０Ｃｒ钢调质试件相当,可作为４０Ｃｒ钢的代用材料,还分析了合金镀层的组织结构和性能。     

用正交实验设计研究Zr—Nb合金的耐蚀性

利用正交设计实验的方法安排了一组Ｚｒ－Ｎｂ二元合金，考查了两个水平的Ｎｂ含量，淬火温度，时效温度，时间以及合金组织状态对耐蚀性能的影响，５００℃蒸汽腐蚀结果表明，Ｎｂ含量控制在固溶极限范围内Ｚｒ－Ｎｂ二元含金具有较佳的耐蚀性，而当Ｎｂ含量较高时，采用双相区淬火，较高温度长时间时效处理是获得较好耐蚀性的工艺方向。