钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命预测研究*

钢丝微动疲劳过程中,钢丝裂纹萌生特性直接影响其裂纹扩展特性,进而制约钢丝微动疲劳寿命,因此开展钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命预测研究具有重要意义。基于有限元法、摩擦学理论和断裂力学理论,运用Smith-Watson-Topper（SWT）多轴疲劳寿命准则建立考虑磨损的钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命预测模型,基于多种不同的钢丝疲劳参数估算方法对钢丝的微动疲劳裂纹萌生寿命进行了预测,并探究接触载荷、疲劳载荷、交叉角度及钢丝直径等微动疲劳参数对钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命的影响规律。结果表明：基于中值法的预测结果最接近实际值;在微动疲劳过程中,钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命主要与接触载荷和疲劳载荷相关。通过引入微动损伤参数建立简化的适用于钢丝绳的钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命预测模型,通过与考虑磨损的预测模型计算结果进行对比验证了该模型的准确性。     

铝及其合金的干涉光电解着色法

铝及其合金的干涉光电解着色法第一例专利是由浅田和艾尔肯提出的.但其显色机理直到1980年才由Sheasby所提出.由于此法能产生多种鲜艳颜色的着色效果,因而引起了人们的广泛重视.国内于1986年也已有人开始这方面工作的探索和研究,但结果都表明,此法的稳定性和重现性极差,限制了它的工业化生产.本文将对有关方面进行讨论,为进一步的研究提供参考.一干涉光着色的基本原理干涉光着色法与通常的二步法不同,随着色时间的延长,可以获得从兰灰色到红色的各种色调.研究者们通过研究指出:着色膜的显色     

电子束沉积In2O3基W-Mo共掺薄膜的特性研究

利用电子束反应沉积技术制备了高迁移率I2O3基W-Mo共掺(IMWO,I<,2>O<,3>:WO<,3>/MoO<,3>)薄膜,研究了不同等量WO<,3>-MoO<,3>掺杂浓度对薄膜的微观结构、光学性能和电学性能的影响.IMWO薄膜的表面形貌呈现"类金字塔"型.随着WO<,3>-MoO<,3>共掺量的增加,IMWO薄...     

接触摩擦因素对钢丝绳有限元结果影响性分析

钢丝绳在矿井实际工作中绳股中的实际载荷并不明确,而实际工作载荷对工作的安全性至关重要。通过对6×7IWS同向捻钢丝绳进行理论分析,在有限元分析软件中建立空间结构和尺寸均与实际相符的模型;在进行相应的网格划分后,设定相关参数;选择现场常见的工况设定相应的边界条件,即钢丝绳一端约束所有自由度,另一端施加载荷进行仿真计算。为了明确摩擦力对计算结果的影响将计算分成2组,一组采用忽略摩擦力存在的情况,对照组采用考虑摩擦力的情形且根据实际工况中测定的摩擦因数进行赋值计算。结果表明,如忽略摩擦力进行分析,所得数据与实际工况相差较大,因此对于实际工况中的仿真计算不易采用忽略摩擦的简化计算方法。     

薄膜太阳电池用改进型绒面结构MOCVD-ZnO:B透明导电薄膜研究

利用低压MOCVD技术在玻璃衬底上生长了改进型绒面结构ZnO:B薄膜。改进型ZnO:B薄膜包含两层薄膜,第一层采用传统工艺技术生长了类金字塔状晶粒,第二层借助相对低温生长技术获得了类球状晶粒。典型的双层生长技术获得的MOCVD-ZnO:B薄膜具有相对高的电子迁移率~27.6 cm2/Vs,主要归因于提高了晶界质量,减少了缺陷态。随着第二层修饰层厚度的增加,MOCVD-ZnO:B薄膜的绒度提高,而光学透过率有所下降。相比于传统工艺生长的ZnO薄膜,双层结构的MOCVD-ZnO:B薄膜应用于硅基薄膜太阳电池展现了较高的太阳电池转化效率。     

PET柔性衬底上低温沉积ITO薄膜性能的研究

采用反应热蒸发的方法,在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料衬底上制备In2O3:Sn(ITO)薄膜.鉴于塑料对温度的敏感性,详细研究了衬底温度对其上沉积的ITO薄膜的微观结构及光电性能的影响,在低温条件下(Ts=140℃)获得电阻率为7.52×10-4Ωcm,可见光范围内的透过率大于80%和结构特性良好的薄膜,并将其应用于PIN型太阳电池的前电极,获得了转换效率为4.41%的柔性非晶硅(a-Si)薄膜太阳电池.     

掺杂室沉积本征微晶硅材料及其在太阳能电池中的应用

在掺杂P室采用甚高频等离子体增强化学气相沉积（VHF—PECVD）技术,制备了不同硅烷浓度条件下的本征微晶硅薄膜．对薄膜电学特性和结构特性的测试结果分析表明：随硅烷浓度的增加,材料的光敏性先略微降低后提高,而晶化率的变化趋势与之相反;X射线衍射（xRD）测试表明材料具有（220）择优晶向．在P腔室中用VHF—PECVD方法制备单结微晶硅太阳能电池的i层和p层,其光电转换效率为4．7％,非晶硅／微晶硅叠层电池（底电池的p层和i层在P室沉积）的效率达8．5％．     

非晶硅顶电池中的n型掺杂层对非晶硅/微晶硅叠层太阳电池性能的影响

采用超高频等离子增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术,逐次高速沉积非品硅顶电池及微晶硅底电池,形成pin/pin型非晶硅/微晶硅叠层电池.通常顶电池的n层与底电池的P层均采用微晶硅材料来形成隧穿复合结,然而该叠层电池的光谱响应测试结果表明,顶电池存在着明显的漏电现象.针对该问题作者提出,在顶电池的微品硅n层中引入非晶硅n保护层的方法.实验结果表明,非晶硅n层的引入有效地改善了顶电池漏电的现象;在非晶硅n层的厚度为6nm时,顶电池的漏电现象消失,叠层电池的开路电压由原来的1.27提高到1.33V,填允因子由60%提高剑63%.     

球形分流对等通道转角挤压工业纯铝组织性能的影响

基于传统等通道转角挤压(Equal Channel Angular Extrusion, ECAE)的变形原理,开发设计出一种具有球形空腔结构的新型复合大塑性变形工艺——等通道球形转角挤压(Equal Channel Angular Extrusion with Spherical Cavity, ECAE-SC)。以ECAE工艺为对比参照,开展了室温条件下工业纯铝单道次ECAE-SC挤压实验研究,进行了金相显微分析、显微硬度测试和球-面接触往复式摩擦磨损试验,获得了变形材料的显微组织、显微硬度、摩擦系数、磨损率和三维磨损形貌等特征参数.研究表明:ECAE-SC球形转角的圆滑过渡可大幅提高模具外角处金属的流动性,有效避免产生传统ECAE单道次变形“死区”,挤出试样头部翘曲现象得到显著改善;室温单道次ECAE-SC变形后,工业纯铝晶粒细化明显,显微硬度值由初始36.6HV增加至58.7HV,比同条件下ECAE变形试样(52.8HV)提高了11.2%;ECAE-SC变形材料耐磨性能最好,并表现出良好的摩擦磨损稳定性,磨损机制从磨粒磨损和氧化剥层磨损为主导的混合磨损机制转变为以磨粒磨损为主导的磨损机制。     

承载钢丝绳在不同预张力下的弯曲疲劳损伤研究

以6×19+FC点接触式钢丝绳为研究对象,研究钢丝绳在不同预张力下的弯曲疲劳损伤行为,考察不同预张力对弯曲疲劳寿命、损伤量值、外层可见断丝数和钢丝之间的微动磨损的影响,探索其疲劳损伤机制.在自制的钢丝绳弯曲疲劳试验机上开展钢丝绳在不同预张力下的弯曲疲劳试验,采用钢丝绳无损检测仪和人工检测方法分别判定不同预张力下钢丝绳的弯曲疲劳寿命,采用光学显微镜和扫描电镜观察分析钢丝绳的疲劳损伤机制.结果表明,钢丝绳的弯曲疲劳寿命随着预张力的增大而减小,其损伤量值和外层可见断丝数随着弯曲疲劳次数的增加而增大,断丝均发生在外层钢丝与弯曲滑轮磨损严重处,断丝长度有集中现象;其疲劳断裂机理表明,钢丝绳内部钢丝之间的微动磨损亦是影响钢丝绳疲劳寿命的重要因素.