基于GMR效应的金属磁记忆检测方法与应用

针对铁磁性构件疲劳暗伤部位产生的磁记忆信号特征,采用基于GMR效应的金属磁记忆检测方法,开发出一套基于GMR效应传感器的磁记忆检测系统。以TI公司TMS320LF2407A芯片为处理器核心;信号放大采用差分放大器,提高系统抗干扰能力;采用16位A/D转换芯片提高数据采集精度;采用自适应滤波运算去除信号中的混杂噪音。最后对5个不同应变阶段510 L车桥板材的拉伸试样磁记忆检测信号进行分析,结果表明:基于GMR效应的磁传感器能够灵敏、精确地检测出铁磁性试样的磁记忆信号Hp(y),灵敏度达到6.9 mV/(A·m-1);铁磁性材料试样在进行拉伸试验时,随着拉伸试样载荷的增加,磁记忆信号在过零点处的梯度值也随之增大。     

基于可拓与TRIZ理论的可拆卸性结构设计方法及应用

可拆卸性结构设计是绿色设计的主要内容与关键技术之一,是保证产品易于装配、拆卸、方便维护的有效手段,同时也是能够使报废产品的可用部分得到充分有效地回收和重用,实现资源和能源节约、环境保护的必然选择。为完成产品的可拆卸性设计,提出了一种基于可拓理论与TRIZ理论的可拆卸性设计方法。该方法首先使用可拓理论中的基元理论建立产品的关系元,然后通过物元变换得到产品结构设计中的矛盾,再运用TRIZ理论中的矛盾矩阵来解决问题,实现设计目标。最后用实例验证了该方法的有效性。     

氟醚橡胶粘接性能的研究

针对飞机气体活门零件易出现的问题,模拟实际使用工况,通过设计粘接对比试验研究氟醚橡胶FM-2D与金属的粘接工艺和粘接性能。结果表明：氟醚橡胶FM-2D具有良好的耐高、低温性能和耐油性能;使用氟醚橡胶FM-2D和胶粘剂FXY-4替代氯丁橡胶4172和胶粘剂JQ-1与金属进行热硫化粘接,可以提高橡胶与金属的长期粘接性能,保证产品的使用性能和可靠性,满足飞机气体活门零件的质量要求。     

[机械装备再制造]曲轴再制造耐磨熔覆层工艺参数优化

为了利用等离子喷焊技术对磨损曲轴进行再制造修复,采用正交试验优化等离子喷焊制备耐磨熔覆层的工艺参数。在45钢样件表面制备了Ni60耐磨熔覆层,研究了多因素作用下喷焊电流、喷焊速度和送粉流量对熔覆层显微硬度、磨损体积的影响规律;采用单因素试验对最优工艺参数下制备的熔覆层性能进行了验证与表征,并成功应用到磨损曲轴的再制造修复中。结果表明：在一定范围内,送粉流量是影响熔覆层显微硬度和磨损体积的最显著因素,且随着送粉流量的增加,熔覆层显微组织由柱状晶向树枝晶、等轴晶转变,组织性能得到改善,显微硬度和耐磨性也显著提升;最优工艺参数为喷焊电流100A,喷焊速度70mm/min,送粉流量22g/min;使用最优工艺参数再制造修复的曲轴主轴颈表面质量良好。     

磁场调控等离子喷焊制备Ni/WC复合涂层北大核心

针对等离子喷焊制备Ni/WC复合涂层存在的WC沉底问题,采用外加磁场辅助等离子喷焊技术制备Ni/WC复合涂层,研究了磁场作用下等离子喷焊Ni/WC涂层外加WC颗粒的分布调控问题。采用维氏硬度计、扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)及能谱分析仪(EDS)表征涂层组织结构和性能。结果表明:未加磁场时WC沉积在涂层的熔合线附近;在磁场作用下WC颗粒集中分布在涂层中间区域,WC底层距熔合线420μm;有无磁场条件下的硬度值波动状况不同,无磁场时涂层硬度最大值为1400HV,外加磁场时硬度最大值为1450HV。实验中WC颗粒几乎未发生热熔解,颗粒形貌保持完整。磁场细化了涂层组织,促进了硬质相的产生,提升了涂层的硬度。外加磁场解决了WC沉底问题,可根据工程需要对外加增强颗粒分布进行调控。     

基于QFD的变速箱再制造设计要素分析

将QFD技术应用于再制造设计要素分析过程中,以质量屋为工具,通过将顾客质量需求逐步转化为再制造设计要求,得出变速箱再制造设计要素的技术重要度排序,并用专家打分法加以验证,从而保证再制造设计要素提出的正确性,最终得出再制造设计各个要素的重要程度,为后续的再制造设计要素与传统设计要素之间的冲突解决提供支持。     

超临界流体对碳纤维/环氧树脂复合材料的降解作用

为对比分析不同超临界流体对碳纤维/环氧树脂（CF/EP）复合材料的降解效果,首先,在间歇反应釜中通过超临界流体降解CF/EP复合材料,分析了不同反应温度下超临界CO₂和超临界醇对CF/EP复合材料的降解能力,并提出了降解CF/EP复合材料的超临界流体选择方法;然后,采用单丝拉伸测试、SEM以及原子力显微镜等测试手段分析了超临界正丙醇和超临界正丁醇回收碳纤维的力学性能和微观形貌。结果表明:超临界CO₂对CF/EP复合材料的降解能力较弱,正丙醇作为夹带剂时,降解效果有显著提高;超临界正丁醇对CF/EP复合材料的降解能力最强,其次为超临界正丙醇,超临界甲醇的降解能力最弱;选用的反应介质介电常数越小、偶极矩越大、溶解度参数与树脂基体越为接近,在超临界状态下CF/EP复合材料越容易降解。使用超临界流体降解CF/EP复合材料可以得到性能优异的碳纤维,与原始碳纤维相比,通过超临界正丙醇和超临界正丁醇回收的碳纤维单丝拉伸强度保持率在98%以上,且韦氏模数相近。      

基于动态生命周期的能量分析方法

以机械产品能量属性为研究对象,将产品全生命周期思想运作于能量分析中.在产品全生命周期能量分析的基础上,建立产品能量消耗框图,阐述产品全生命周期能耗动态特性,建立全生命周期能量模型.运用键合图、回收元等理论,分析产品生命周期各阶段的能量消耗影响因素,建立能量消耗量化公式,并在此基础上进行能耗动态特性分析.最后,将能量模型和动态特性分析运用于方案优选和设计特性参数优化中,并以电热水壶为例对提出的模型和方法进行验证.     

基于拆卸分析的再制造设计研究

在中国国家自然科学基金重点项目“机电产品可持续设计与复合再制造的基础研究”资助下,提出面向产品再制造性 的再制造优化设计(RemanufacturingOptimalDesign,ROD)科学问题。获得产品再制造分析评估标准及模式、再制造优化设计模 型等两个方面的研究成果。对上述工作提出研究报告。 产品再制造性是通过再制造达到规定性能,获取原产品价值的能力。再制造设计是新产品再制造性设计、废旧产品再制造性 评价,以及再制造加工仿真,最终形成最优化再制造方案的设计过程,分析、描述及评估是其关键步骤。     

铁磁性材料拉/压疲劳磁记忆信号研究

为探索金属磁记忆信号变化的物理本质,研究不同类型的疲劳载荷对磁信号的影响,首先利用金属磁记忆的基本原理对磁信号的产生过程进行分析和预测,然后对低碳钢Q345分别进行拉伸和压缩疲劳试验,比较不同循环周次下的磁信号法向分量曲线;分析不同检测点在拉伸、压缩疲劳循环中的磁记忆信号变化规律;并从磁畴和位错的角度解释了磁信号在整个疲劳阶段的变化情况。结果表明:在1个循环周次的作用下,检测线的磁信号发生了很大变化;随着加载循环周次的增加,磁信号法向分量Hp(y)整体上保持顺时针旋转,拉伸试件在接近断裂时的磁信号幅值急剧增大;对拉伸及压缩疲劳试件,均可通过磁信号法向分量平均值Hp(y)ave表征应力集中和疲劳损伤程度大小,并且损伤积累参数ΔHN可以用来判断试样所处的损伤阶段。