滑动摩擦振动噪声的非线性显式动力学分析

利用有限元软件ABAQUS/Explicit(显式动态求解器)对球-平面接触条件下的滑动摩擦振动噪声进行了数值模拟分析。对比试验结果,探讨了摩擦噪声的发生机制,并分析了摩擦噪声发生时接触界面的运动特性。结果表明,摩擦噪声主要是由摩擦系统的自激振动引起的,法向振动与切向振动的耦合是系统产生自激振动和摩擦噪声的一个重要因素。当摩擦系统发生自激振动时,从面节点与主面的接触并不是连续不变的,两者在相对运动的过程中具有黏着-滑动-分离-黏着的特性。     

沟槽和圆坑织构抑制摩擦尖叫噪声研究

在列车制动盘试样表面加工出不同宽度的发散型沟槽织构和不同直径与间距的发散型圆坑织构后,将其与光滑表面进行摩擦噪声对比试验,并利用数值分析方法进行模拟分析,研究织构表面对摩擦尖叫噪声特性的影响及作用机理。结果表明,两种织构表面均能降低摩擦系统高频尖叫噪声,且尺寸分布合理的沟槽织构能明显地抑制噪声的产生。利用数值分析方法能较好地揭示织构影响界面摩擦噪声的机理,即对摩材料滑过织构表面并碰击其棱边时,所产生的作用力能起到主动控制界面摩擦噪声的作用,且能抑制某些特定频率的尖叫噪声的产生。     

高速列车轮轴微动疲劳影响因素概述

对影响微动疲劳的各种因素进行了概括总结,特别是对高速列车轮轴微动疲劳有重大影响的位移幅度﹑接触压力﹑频率﹑环境和表面处理状况等因素进行了详细的讨论.归纳了微动疲劳寿命随各影响因素变化的规律,指出了各因素作用机理的主要研究进展,在此基础上,对高速列车轮轴微动疲劳的研究前景进行了展望.     

EA4T车轴不同加工工艺表面完整性分析

目的探索不同加工工艺对EA4T车轴表面完整性的影响。方法针对EA4T成品车轴精车加工的表面,以及精车之后再分别作打磨抛光、滚压处理的表面,运用里氏硬度仪、X射线衍射残余应力分析仪、扫描电子显微镜以及三维光学显微镜等设备,进行表面硬度、表面残余应力状态、表面形貌及粗糙度检测。结果精车后表面的平均硬度为221HV,表面轴向、周向平均残余应力为-371、-231 MPa,表面粗糙度(Ra)为1.432μm。而精车之后再分别作打磨抛光、滚压处理,表面硬度分别提升了2.3%、11.6%,表面轴向残余应力分别增加了9.7%、23.5%,周向残余应力增幅分别为18.6%、59.3%,同时表面粗糙度(Ra)大幅度下降到0.442、0.318μm。结论滚压、打磨抛光皆能提升车轴表面的硬度和残余应力水平,降低表面粗糙度(Ra)。相比而言,滚压的效果更理想。     

铸造铝合金AlSi_9 Cu_3低周疲劳行为

研究了铸造铝合金AlSi9Cu3在不同应变幅值下的单轴低周疲劳行为。利用MTS疲劳实验机测试了材料的宏观疲劳性能,揭示了应变幅与疲劳寿命之间的关系,使用金相和扫描电子显微镜观察样品的疲劳断口,并对其进行分析。研究结果表明,铸造铝合金AlSi9Cu3在应变控制下表现为循环硬化,且应变幅值越大硬化速率越高;应变幅值越大,其寿命越短;合金塑性应变、弹性应变与断裂时的载荷反向次数之间呈直线关系,实验结果符合Coffin-Manson公式。对材料的疲劳断口在SEM下观察,发现疲劳条纹的宽度和应变幅值相关,疲劳损伤程度也与应变幅值相关。     

织构化表面处理抑制界面摩擦尖叫噪声

为寻求抑制摩擦尖叫噪声的新途径,对表面加工有不同尺寸及分布沟槽型织构的列车制动盘蠕墨铸铁试样进行摩擦噪声试验,探讨织构化表面处理对界面摩擦尖叫噪声特性的影响。结果表明:沟槽织构表面具有明显降低摩擦尖叫噪声的效果,系统在摩擦副接触界面为织构表面的半周期内无明显尖叫噪声产生,但在接触界面为光滑表面的半周期内会产生高强度尖叫噪声。说明沟槽织构表面降低尖叫噪声的主要机理为:沟槽棱边在摩擦过程中与对摩副碰击,抑制了系统自激振动及摩擦尖叫噪声的产生。     

40CrNi2MoA合金钢的弯曲微动疲劳特性

在不同弯曲载荷下,对40CrNi2MoA合金钢进行弯曲微动疲劳试验,建立其弯曲微动疲劳下的循环次数-应力曲线;通过对微动损伤区的微观分析,研究该合金钢的弯曲微动疲劳特性。结果表明:40CrNi2MoA钢弯曲微动疲劳应力曲线不同于常规疲劳应力曲线,呈现"C"型曲线特征;随着弯曲载荷的增加,微动依次运行于部分滑移区、混合区和滑移区;相对于另外两个区域,混合区试样的裂纹更易萌生、扩展且微动疲劳寿命最短;试样表面的磨损机制主要为磨粒磨损、氧化磨损和剥层;由于接触应力和弯曲应力的影响程度不同,弯曲微动疲劳裂纹的扩展分为三个阶段,即接触应力控制阶段、接触应力与弯曲疲劳应力共同控制阶段和完全受弯曲应力控制阶段。     

钢表面多元共渗改性层的微动磨损行为研究

利用低温气体多元共渗技术将碳、氮、硫、氧元素同时渗入LZ50钢表面形成改性层.在对改性层进行表征的基础上,研究了改性层及LZ50钢基体在干态不同位移幅值下的微动磨损行为及其动力学特性,并采用扫描电子显徼镜和轮廓仪对磨痕形貌进行了分析.结果表明:制备的多元共渗改性层厚度约60 μm,基本由疏松层,化合物层和扩散层组成,化合物层硬度最高,为典型的高硬度多孔结构;改性层改变了LZ50钢的微动运行区域,使得混合区的范围缩小,滑移区向小位移方向移动;由于疏松层的固体润滑作用,与基体LZ50钢相比,在微动初期摩擦因数较低;多元共渗改性层可以显著降低LZ50钢的磨损,在部分滑移区损伤轻微,在混合区和滑移区,改性层的损伤主要表现为剥层和磨粒磨损.     

某型磁浮列车制动闸片的磨损失效分析*

北京某地铁线路磁浮列车的制动闸片在服役约10天后,表面就出现了严重的凹坑和沟槽,显示过度磨损。对闸片的损伤区进行宏微观的形貌分析、化学成分分析、白光干涉测试分析和X射线光电子能谱分析,讨论铜基粉末冶金制动闸片的损伤特征,分析损伤失效原因,并对其如何降磨提出建议。结果表明:闸片服役后表面损伤严重,出现较深的沟槽,且高温烧伤痕迹明显,其损伤机制主要有电气磨损、磨粒磨损、黏着磨损、氧化磨损以及疲劳磨损;基体材料缺失严重,其中的Cr合金明显断裂,因Cr合金硬度很高,在脱落后会对闸片造成严重的磨粒磨损;闸片内部存在较多裂纹,这些裂纹发生在石墨与基体的连接处,其中体积较大的石墨边缘均有很深的裂缝,极易产生裂纹或加剧裂纹的扩展,建议适当降低石墨的粒度。     

恒变幅载荷下Al-Si-Mg合金的疲劳行为及微观结构演变(英文)

研究了恒变幅疲劳载荷作用下Al-Si-Mg合金的疲劳行为及微结构对其疲劳性能的影响。对恒变疲劳载荷作用下Al-Si-Mg合金的单轴疲劳寿命以及疲劳行为进行了研究。利用透射透射电子显微镜观察在恒变幅载荷条件下Al-Si-Mg合金中位错以及位错带的演变情况。结果表明,Al-Si-Mg合金的疲劳寿命随变幅载荷的变化而变化;位错结构在Al-Si-Mg合金中的运动具有一定的规律性。变幅加载条件会引起材料微结构发生变化,使得材料的硬化效果和变形行为表现出明显的差异,从而影响了损伤的演化进程,材料的疲劳寿命强烈地依赖于加载历史所导致的材料微观结构变化。