钢丝微动磨损过程中的接触力学问题研究

钢丝间的微动磨损以及由此引起的钢丝的疲劳断裂是提升钢丝绳失效的主要原因之一.以6×19点接触式提升钢丝绳为研究对象,将钢丝绳中钢丝的微动损伤过程进行实验室模型化,在自制的钢丝微动磨损试验机上进行钢丝试样的微动磨损实验,考察接触载荷和微动时间变化对钢丝试样磨损深度的影响.结果表明,钢丝试样的微动磨损深度随着接触载荷和微动时间的增加而呈增长趋势,但由于接触面积和接触应力在微动磨损过程中随着接触载荷和微动时间的变化而变化,使磨损深度在不同磨损工况下增长趋势不同.建立的钢丝接触有限元模型表明,接触区中心的最大接触应力随着接触载荷的增加而增大,随着嵌入深度的加深而减小.其结果验证了试验过程中接触面积和接触应力对磨损深度的影响关系.     

热值仪检测误差的分析

分析了热值仪燃烧喷嘴进气压力、燃气相对密度的变化和相对密度检测单元的状态对检测结果误差大小的影响，提出了避免和修正误差的方法。     

载荷对氧化锌晶须增强尼龙摩擦磨损的影响

采用热压成型方法制备了不同质量分数氧化锌晶须(ZnOw)尼龙1010(PA1010)复合材料,对复合材料的力学性能和摩擦学性能进行了试验研究,分析了复合材料的磨损机理.结果表明,填充ZnOW可以增加尼龙的压缩强度和弹性模量;提高并稳定尼龙复合材料的摩擦系数,增强复合材料的抗磨损性能.纯尼龙随着载荷的增大摩擦系数急剧降低,磨损率上升,而复合材料的摩擦系数和磨损率受载荷的影响较小.当ZnOw质量分数达到15%时,复合材料的摩擦系数最高,磨损率最低.纯尼龙的磨损随着正压力的增加由磨粒磨损和轻微黏着磨损转变为热破坏.ZnOw/PA复合材料随着ZnOw质量分数的增加,磨损由黏着磨损,转变为犁沟、疲劳断裂和转移膜的反向转移.     

PVA-Silk复合水凝胶的启动摩擦性能研究

选用高分子聚乙烯醇(PVA)和脱胶后的蚕丝(Silk)为原料,采用反复冷冻-融化法制备PVA-Silk复合水凝胶.在光学显微镜上观察PVA-Silk复合水凝胶的微现形貌,在UMT-Ⅱ型微摩擦试验机上对PVA-Silk复合水凝胶开展往复式摩擦实验,研究接触时间、滑动速率及冷冻-融化次数时复合水凝胶的启动摩擦性能的影响.结果表明,随反复冷冻-融化次数的增加,PVA-Silk复合水凝胶的交联度增大,结晶度提高,其弹性模量增大,最大法向压缩变形量减小,且其基本恢复变形所需的时间减小;PVA-Silk复合水凝胶在滑动过程中的法向位移量和最大摩擦系数随接触时间的延长而增大,随反复冷冻-融化次数的增加而减少;但最大摩擦系数与滑动速率无明显的相关联性.     

可降解水凝胶作为关节软骨修复材料的研究进展

可降解水凝胶因其良好的生物相容性和生物降解性被广泛用于关节软骨的修复和再生。本文以可降解水凝胶在软骨组织工程中的三类应用策略为主线,概述了用于原位成型可注射水凝胶的蛋白多糖类材料及纳米复合类材料;系统总结了传统工艺制造组织工程支架的优缺点及多种工艺结合的制备方法;重点归纳了近年来3D打印组织工程支架从纯软骨到骨/软骨一体化、从单层到多层的研究进展;最后分析了可降解水凝胶作为关节软骨支架材料在微观定向结构和生物活性功能化方面的局限性,并作出展望：未来开展多材料、多尺度、多诱导的高仿生梯度支架是关节软骨组织工程的一个重要研究方向。     

人工颈椎间盘运动的有限元模拟分析

以超高分子量聚乙烯（UHMWPE）与类金刚石薄膜（DLC膜）改性Ti6Al4V合金为研究对象,利用有限元法研究人工颈椎间盘的摆动、转动摩擦行为,获得运动角度和轴向载荷对摩擦副接触变形区的影响规律。结果表明：随着轴向载荷、摆动角的增大,剪切应力增大,DLC膜变形量增大,平行于摆动方向的变形量大于垂直于摆动方向,球窝中心区域的薄膜易产生摩擦疲劳,局部区域发生脆性剥落;在转动摩擦时,球窝中心出现黏着,运动处于黏滑混合区,随轴向载荷、转动角的增大,相对滑移区域面积增大,接触应力及摩擦剪切应力逐渐增大,球窝接触边缘薄膜发生脆性剥落,磨损更严重。     

高速电梯提升系统横向振动建模与参数影响分析

为研究高速电梯提升系统横向振动规律,应用Hamilton原理建立提升系统横向振动方程。以某电梯实际运行状态作为运动输入参数,求解获得轿厢和轿厢上方5 m处钢丝绳的横向振动响应曲线。改变曳引钢丝绳的提升质量、线密度和导靴的刚度系数等参数,获得不同参数下轿厢的横向振动响应。结果表明:电梯提升过程中,轿厢和轿厢上方5 m处钢丝绳的横向振动响应逐渐增加。同等条件下,减小单根钢丝绳的提升质量,增加钢丝绳的线密度,选取小刚度大阻尼的导靴,轿厢的横向振动响应较小。     

W-Ti共掺杂ZnO靶材的烧结及其特性

本文根据高价态差掺杂原理,采用常压烧结技术制备了低电阻率的W-Ti共掺杂ZnO陶瓷靶材(WTZO),并研究了烧结温度及烧结气氛对靶材特性的影响。结果表明:当烧结温度为1200℃时,WTZO靶材的特性较好。随着烧结温度的升高,WTZO靶材的相对致密度先快速增大后缓慢减小,方块电阻先降低后升高。烧结气氛对WTZO靶材特性的影响显著,烧结气氛为空气时,靶材的方块电阻为12.18Ω/□,相对致密度为94.3%;当烧结气氛为高纯Ar气时,靶材的方块电阻为1.253Ω/□,相对致密度为96.7%。     

矿井提升机盘式制动器的状态监测与可靠性分析

从制动系统结构上对制动器进行了故障分析，并建立了制动系统的故障树，分析了制动器容易产生失效的原因。为提高制动系统的可靠性，提出了一种监测制动力矩的方法，并利用补偿增压装置作为后备保护，减少甚至消除事故的发生     

基于TCK的钢丝绳弯曲疲劳检测系统的设计

为了检测钢丝绳弯曲疲劳对钢丝绳使用寿命的影响,自制了钢丝绳弯曲疲劳试验机,基于TCK钢丝绳损伤定量检测仪设计了钢丝绳弯曲疲劳损伤检测系统,对钢丝绳弯曲疲劳段进行损伤检测,实现了疲劳损伤参数的采集及分析。