淬硬轴承钢平面磨削变质层的特性

采用扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)、维氏硬度仪和X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)分别观测了不同磨削条件下淬硬轴承钢GCr15磨削表层的微观组织、显微硬度和残余应力,对淬硬轴承钢磨削变质层进行了系统的实验研究.研究发现,磨削表层由表及里依次是白层、暗层和基体组织,暗层与白层的厚度之比在1.6～3.2之间变动.白层由致密的细晶马氏体、碳化物和残余奥氏体组成,而暗层由不同的回火组织构成,白层主要是磨削热和材料的强烈塑性变形共同作用的结果.白层硬度最大值达到983 HV,比基体组织高,而暗层硬度值仅为512 HV,较基体组织低.白层表面存在大小为612.24 MPa的残余拉应力,且随着白层的增厚而增大,而暗层则呈现出残余压应力.当白层较厚时,白层内会出现微裂纹,其中以贯穿白层的中位裂纹以及白层外侧和白层/暗层过渡区的横向裂纹居多.     

高功率光纤激光深熔焊接小孔特征直接观测

为了解决深熔焊接小孔难以直观观测的难题,提出改进的"三明治"方法,并对10 kW光纤激光深熔焊接小孔进行了直观观测,观测到激光深熔焊接清晰的小孔内壁及沿着孔壁的液体流动.对小孔前沿壁上流动的液体"台阶"及其伴随的流体动力学和蒸汽现象进行了同步观测.观测了金属微滴脱离小孔壁过程及所导致的蒸汽爆发现象.采用光谱仪对小孔内部光谱信号进行了精确探测并计算了孔内光致等离子体特征参数.试验结果表明:小孔壁的流体动力学行为对焊接缺陷的产生具有决定性影响.     

一种行星式磨削装置的研究

分析了大型主轴失效的原因和形式,对大型主轴的常见修复方法进行了简要的介绍,指出各种方法的过程、适用领域和特点,针对大型主轴现场修复的特点及主要问题,设计了一种行星磨削装置,阐述了装置的工作原理和结构特点,为大型主轴的现场修复提供了一种可行的技术。     

矿用隔爆型干式变压器箱体的设计与受力分析

对大型矿用隔爆型干式变压器箱体结构进行了研究.     

不同退火温度下a-C:Si涂层的热稳定性研究

目的在碳化硅基底上制备a-C:Si涂层,通过分析涂层在不同退火温度下的热稳定性机制,拓宽其在高温领域的应用。方法采用非平衡磁控溅射法在碳化硅表面沉积a-C:Si涂层,并进行不同温度的退火热处理,通过XPS、SEM、拉曼光谱对涂层进行表征与分析。利用分子动力学对a-C:Si涂层退火过程进行仿真,从涂层与原子结构、原子径向分布函数、配位数、键长及键角等多方面对涂层石墨化行为进行分析。通过仿真与实验数据的交叉分析,探究a-C:Si涂层热稳定性机制。结果a-C:Si涂层主要由C、Si元素组成,且碳原子之间主要形成sp~2和sp~3两种杂化键,其中sp~3键居多,随退火温度的上升,其相对含量下降。a-C:Si涂层的拉曼光谱在400～500℃时出现明显的D峰,I_D/I_G积分强度比和G峰峰值具有相似的变化趋势。退火温度升高时,涂层中键长较长的sp~3-sp~3键最先开始向sp~2-sp~2转化,随着退火温度的升高,键长较短的sp~3-sp~3键才开始变化。石墨化过程中,sp~3-sp~3键转化率最大,Si与C形成高热稳定性的Si—C键。结论退火处理对a-C:Si涂层的热稳定性有重要影响,退火温度为400℃时,a-C:Si涂层开始发生石墨化转变。Si元素能稳定原子结构,与Si成键的C-sp~3杂化原子具有更高的热稳定性,降低了石墨化的速率。     

平面磨削温度场三维有限元仿真及其实验研究

在考虑工件材料物理性能与温度的非线性关系情况下,采用三角形热源模型对一些典型的磨削工况进行了三维有限元仿真,获得了工件的温度分布.采用热电偶法测量了磨削温度,发现有限元仿真值与实验测量值相当吻合,仿真结果能够真实地反映工件的热状况.     

矿用气体降温服通风参数对人体皮肤温度的影响

为了探讨矿用气体降温服通风参数对人体皮肤温度的影响,通过真人受训实验得出人体产热率,构建人体皮肤-微空间-气体降温服三维物理模型,采用数值模拟的方法研究在高温高湿环境下矿用气体降温服的通风温度、风量对人体皮肤温度的影响规律.结果表明:着装气体降温服后,人体的不同躯干部位皮肤温度存在差异,左部皮肤温度低于右部,左肩降温最...     

小口径非球面硫系玻璃镜片的非等温热压成型仿真与实验

为提高小口径非球面硫系玻璃镜片热压成型质量,避免成型缺陷,通过热压过程的有限元分析,提出了一种新的非等温热压成型法。在上模仁和上加热板之间设置加热间隙,对上、下加热板设置不同的加热温度,以实现玻璃预形体的非等温加热。首先,根据硫系玻璃高温粘弹性本构模型和热传递模型,结合相关参数建立了镜片热压过程的有限元模型;接着,采用所建立的模型,分析了非等温温差对玻璃预形体内部的温度分布、成型镜片最大残余应力分布及轮廓偏移量的影响,以确定最佳的温差值;最后,进行了镜片的非等温热压成型实验,并将仿真和实验结果进行了对比研究,以验证仿真模型和结果的有效性。仿真与实验结果均表明,最佳的非等温温差值为10℃。该条件下,仿真获得的玻璃预形体内部温度差仅为2.6℃,成型镜片最大残余应力可减至3.375 MPa,成型镜片ASP1和ASP2的轮廓偏移量最大值分别为0.562 m和0.615 m;实验获得的成型镜片ASP1和ASP2的PV值分别为118.2、194.0 nm,Ra值分别为17.0、37.8 nm,轮廓偏移量最大值分别为0.583、0.644 m,均满足精度要求。仿真与实验结果具有较好的一致性,采用合理的温差值进行镜片的非等温热压成型,可有效降低玻璃预形体内部温度差及成型镜片最大残余应力,避免粘连、气泡等成型缺陷,提高成型镜片的精度。     

静电雾化微量润滑粒径分布特性与磨削表面质量评价

针对微量润滑(minimum quantity lubrication,MQL)依靠的高压气体雾化微液滴粒径细化程度低、易飞逸飘散,有效利用率低以及对环境和人员健康产生危害的问题,提出气辅式静电微量润滑(elec-trostatic minimum quantity lubrication,EMQL)雾化新方法.开展多...     

磨削白层特性及其与声发射信号的相关性

磨削白层严重影响零件的服役性能和寿命。为了研究磨削白层的物理本质,揭示磨削白层特性与声发射信号频谱幅值的相互关联,开展了淬硬GCr15轴承钢磨削实验,观测了磨削白层特性,揭示了磨削机械挤压和磨削热的耦合作用下声发射信号频谱规律。研究表明,白层组织更加致密,耐腐蚀性更强,显微硬度高于暗层与基体组织;磨削白层受到磨削温度与塑性形变的协同影响,当磨削温度低于工件材料名义相变温度时,在剧烈的塑性变形诱导下,磨削表面也会出现白层,当磨削温度超过名义相变温度时,白层厚度会突增;磨削时声发射信号受机械挤压应力和热应力效应协同影响,低频段幅值主要取决于机械挤压应力,高频段幅值主要受热应力效应影响,当磨削温度超过名义相变温度时,工件材料分/原子内能显著增大,进而产生无序高频振动,从而高频段幅值急剧增大。揭示了声发射信号高频段幅值与白层厚度之间关联关系,磨削过程中根据高频段幅值是否出现突变,可以判断磨削表面和亚表面是否出现相变及产生厚的白层。为白层厚度可控的磨削提供了在线监测方法。