Cu粉含量对PTFE基复合材料导热性能影响的数值分析

利用ANSYS参数化有限元分析技术,分析铜粉颗粒均匀分布于PTFE基复合材料的温度分布规律及其有效热导率与铜粉含量的关系,并与试验结果进行了对比。结果表明,铜粉含量对PTFE基复合材料的导热性能有显著影响,其含量与热导率接近线性关系。数值分析结果与试验结果相吻合,说明了模拟结果的可靠性。本研究结果将为PTFE基复合材料的高导热性能设计和应用提供参考。     

内燃机缸套三维表面形貌多尺度特性研究

基于灰值形态学运算方法和阈值技术,提出了一种分析缸套表面微观形貌的多尺度特性的新方法,开辟了表面形貌表征研究的一个新途径。针对实测的缸套表面三维形貌,通过设计形态学分离算法,构造合适的结构元素,提取了缸套表面上具有不同功能特性的不同尺度上的形貌特征,确定了组成缸套表面形貌的不同尺度成分的分界点。同时完善了表面支承系数和储油系数的定义方法,为表征缸套表面的支承能力和储油特性提供了一个更符合实际的有效方法,为缸套表面形貌的优化设计与制造提供了基础。     

基于面接触的粉末润滑实验研究

利用石墨粉末颗粒,基于端面摩擦试验机对粉末润滑方式开展了摩擦学研究。试验了粉末冶金铜合金材料、粘结石墨润滑涂层、PTFE 3层自润滑复合材料3种试样在石墨粉末颗粒流润滑条件下的摩擦因数、温度及表面膜等特性,并与干摩擦和油润滑进行了对比。结果表明:粉末润滑可以实现与固体润滑膜、自润滑材料类似的无油固体润滑效果;利用它的持续补充性,可以实现动态补充和修复的固体润滑膜;但是,粉末润滑膜与基体附着能力较差。     

多层碳键联石墨烯涂层的宏观摩擦磨损特性

石墨烯作为固体润滑剂具有重要应用价值,但目前宏观载荷下多层石墨烯涂层对微机电系统硅材料器件的保护作用尚待进一步探索。利用线性往复摩擦试验机,对硅基底上厚度约为 230 nm 的多层碳键联石墨烯(CBG)涂层进行常温高接触应力条件下的宏观摩擦磨损特性分析。试验结果发现：CBG 涂层显著降低了硅片表面的摩擦因数以及磨损程度。当载荷从 1 N (约 551 MPa)增加至 5 N(约 942 MPa),摩擦因数均稳定在 0.12~0.18。进一步,在 5 N 大载荷作用下的 18 000 次往复摩擦中,摩擦因数仍基本维持在 0.2 以下,最低磨损率约为 5.0×10^?7 mm³ / (N·m),有效验证了 CBG 涂层优异的宏观摩擦磨损性能。CBG 涂层上出现的块状碎片、剥离坑和连续划痕是磨损退化的基本缺陷形式,较高接触应力下磨损颗粒产生的犁削行为可能是涂层被逐渐剥落的主要原因。研究成果表明 CBG 涂层在宏观载荷下具有优异的减摩耐磨性能,可以揭示涂层的磨损过程和破坏机理。     

激光加工微凹坑表面对缸套-活塞环摩擦性能的影响

研究了激光加工微凹坑对缸套-活塞环摩擦特性的影响,通过改变激光微凹坑参数,加工出具有不同微凹坑表面形貌的缸套试件,并对表面形貌进行了测量和表征,基于台架试验获取了试验过程中的缸套-活塞环间的摩擦力、温度和缸套磨损量等参数.将试验结果与表面形貌表征结果结合,研究表面形貌参数与摩擦学特性的关系.定量分析了三维表面形貌参数Sa、Sp、Sv、Vmp、Vmc、Vvv和Spc与摩擦学特性的关系,并给出了可以改善摩擦学特性的参数最佳范围,为表面形貌优化设计提供了依据.     

异齿数对外啮合齿轮泵流量特性的影响

从分析直齿外啮合齿轮泵的流量特性入手,采用扫过容积的方法,以主动齿轮的啮合半径为变量,建立异齿数下齿轮泵单齿流量脉动的平均流量、流量不均匀系数和流量脉动频率的公式.实例分析异齿数对流量特件的影响,并得出一些重要结论.     

静态接触中表面纹理对塑性变形界面微凸体平坦化的影响

试验研究了静态接触中表面纹理对塑性变形界面微凸体平坦化的影响。运用抛光技术制备了两种试件表面:单向纹理表面和各向同性表面。采用HDM-20端面摩擦试验机,分别在有、无润滑油条件下对试件进行了压缩试验。用JM-6200型光学显微镜观测试件表面形貌结构的变化;用Talysurf CCI Lite测量三维表面参数,并选取S_a、S_(al)、S_(tr)、S_(dr)和S_(dq)等参数来定量描述试件表面形貌结构的变化。结果表明,试件表面纹理对微凸体平坦化行为具有明显的影响,无润滑油时各向同性表面微凸体平坦化程度大于单向纹理表面,但有润滑油时刚好相反;表面纹理对微凸体平坦化的影响使得三维表面参数发生了规律性变化。基于机械流变模型的分析表明,封闭润滑油坑的出现导致了有润滑油时表面纹理影响微凸体平坦化行为。通过封闭润滑油坑特征的提取,验证了分析的正确性。     

含气泡油滴撞击矩形沟槽壁面的数值分析

采用耦合水平集-体积分数（CLSVOF）方法对含气泡油滴撞击矩形沟槽壁面现象进行数值模拟研究,考察了油滴撞击壁面后的形态演化过程,分析了中心射流形成机理和气体夹带的分布规律,并探究了沟槽宽度、沟槽深度和撞击位置对油滴铺展特性的影响。研究表明：含气泡油滴在矩形沟槽壁面铺展时会形成中心射流,沟槽内部存在气体夹带现象。气泡底部的速度旋涡是形成中心射流的主要原因,沟槽内的气体夹带受油滴铺展速度影响呈现规律性分布。沟槽宽度对含气泡油滴在垂直沟槽方向和平行沟槽方向的铺展长度影响较大,但对铺展高度影响较小。当无量纲沟槽宽度为0.3时,油滴形成颈部射流并在运动后期使垂直沟槽方向的铺展长度迅速增加。此外,沟槽深度也对含气泡油滴在各方向的铺展有重要影响,沟槽深度越大,中心射流现象越难形成。撞击位置变化不改变油滴在沟槽壁面上的运动演化过程,但对沟槽内部的气体夹带规律有一定影响。     

虚拟设计中碰撞检测技术的研究

针对目前虚拟设计中碰撞检测系统复杂、速率和精度达不到理想要求的现状,提出一种两阶段碰撞检测算法。该方法粗测阶段采用AABB包围盒进行相交测试,剔除完全不相交的目标物体;精测阶段采用空间投影技术结合z缓存算法对上一步结果的潜在性相交目标进一步测试,获得物体碰撞数据信息,最终完成目标物体的碰撞检测。实验结果表明,该算法检测效率优于传统包围体碰撞检测算法。该技术改进后可实现更精确的碰撞检测。     

基于渐开线齿轮展成法的参数化精确建模

根据渐开线齿轮展成法的加工原理,首先,建立齿形轮廓,尤其是过渡曲线的精确方程式;其次,利用UG软件所提供的规律曲线和实体建模特征,建立渐开线齿轮的实体模型,该模型是精确的、可靠的和参数化的,可为其他加工方法的齿轮建模所借鉴,并为后续齿轮传动的实体开发奠定基础。