大功率柴油机机油泵齿轮失效分析及温压斜齿轮研制

通过对大功率柴油机机油泵齿轮的失效形式的分析,研制了高性能的粉末冶金温压齿轮材料,并与原采用的合金钢材料进行摩擦磨损试验对比,所研制的材料的耐磨性有较大的提高;然后优化了材料的温侣压成形工艺,采用温压模壁润滑旋转模压制了斜齿轮,并进行了油泵齿轮部件可靠性试验和整机耐久性试验;结果表明所研制的粉末冶金温压斜齿轮的耐磨性好、强度高,油泵使用后供油量下降少,满足柴油机部件可靠性和整机耐久性的使用要求.     

大功率柴油机气门导筒失效分析及新零件的研制

通过对大功率柴油机机气门导筒失效形式的分析和接触疲劳强度的计算,研制了具有高性能的Fe-Ni-Cu-Mo-C-P-NbC系气门导筒粉末冶金复合材料,并与原采用的合金钢材料进行摩擦磨损试验对比,所研制的新材料的耐磨性有较大的提高;然后优化了材料的温压成形工艺,采用温压模壁润滑分层布粉法压制了薄壁气门导筒,并进行了气门导筒的部件可靠性试验和整机耐久性试验.结果表明,所研制的粉末冶金薄壁气门导筒的耐磨性好、强度高,满足柴油机部件可靠性和整机耐久性的使用要求.     

Ti-Zr-Cu-Ni-Co-Mo钎料的特性及其钎焊γ-TiAl接头的研究

采用SEM、EDS、XRD、TEM、DSC等对晶态和快速凝固Ti-25.65Zr-13.3Cu-12.35Ni-3Co-2Mo钎料的显微组织、熔化特性及相应钎焊γ-TiAl接头的界面显微组织进行了分析,并检测了钎焊接头的抗拉强度。结果表明:快速凝固Ti-Zr-Cu-Ni-Co-Mo钎料呈非晶态,其熔化区间比相应晶态的明显窄,且在γ-TiAl表面具有良好的润湿铺展性能。晶态和非晶态2种钎料的钎焊接头均包含界面反应层Ⅰ和中心钎焊层Ⅱ;当钎焊时间为10 min、钎焊温度为925~1050℃时,随钎焊温度的升高,2种钎料的接头的抗拉强度均先增大后减小,且非晶钎料钎焊接头具有更高的抗拉强度。采用非晶钎料经1000℃钎焊10 min获得的接头的抗拉强度最大,为302 MPa。     

柴油机二相深度净化装置的设计研究

为了降低柴油机车尾气的主要污染物Nox和颗粒,采用传统固态和液态二相净化处理相结合的方法,设计一种新型二相深度净化装置.结果表明,在190柴油机进行的外特性试验过程中,颗粒的整体排放均有下降;在自由加速试验中,烟度平均值降低了70.4%.     

一种钛基钎料钎焊TiAl/GH536的接头界面组织及性能

采用Ti-Zr-Fe-Cu-Ni-Co-Mo钎料实现了TiAl合金与GH536合金的有效钎焊连接. 运用SEM,EDS,XRD等手段对钎焊接头的界面组织进行了分析,并检测了钎焊接头的抗剪强度. 结果表明,钎焊接头的典型界面组织由TiAl合金一侧到GH536合金一侧包括Ⅰ层(Ti₃Al + TiAl)、Ⅱ层(Al₃NiTi₂)、Ⅲ层(以AlNi₂Ti为主,并含有富铬(Cr,Ni,Fe)_SS、富镍(Cr,Ni,Fe)_SS和(Ni)_SS + TiNi₃)和Ⅳ层(以富铬(Cr,Ni,Fe)_SS为主,并含有富镍(Cr,Ni,Fe)_SS,AlNi₂Ti和(Ni)_SS + TiNi₃). 当钎焊时间为10 min时,在1 110 ~ 1 170 ℃的钎焊温度范围内,随着钎焊温度的升高,钎焊接头的抗剪强度先升高后降低. 钎焊温度对原子扩散和金属间化合物的形成有较大的影响,较低或较高的温度都会导致接头强度偏低. 1 150 ℃钎焊10 min获得的接头抗剪强度最高,为183 MPa,接头主要断裂在Ⅱ层.     

W含量对CrWN涂层在干摩擦和油润滑下的摩擦学性能影响

利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、纳米压痕仪、3D形貌仪和往复式摩擦磨损试验机考察了W含量对CrWN涂层在干摩擦和PAO润滑条件下的摩擦学性能影响。结果发现：随W含量的增加,利用离子束辅助沉积技术制备的CrWN涂层显微结构从致密柱状晶变成粗大柱状晶,再变成纤维状晶。硬度随W含量的增加先增大后减小,当W含量为9.96 at.%时硬度最大。CrWN涂层在干摩擦条件下的摩擦系数随W含量的增加先减小后趋于不变,但在PAO润滑条件下的摩擦系数随W含量的增加逐渐减小。干摩擦下, 掺少量W元素会加重CrN涂层试样及其对磨球的磨损;但W掺杂显著改善CrN涂层试样及其对磨球在PAO润滑条件下的耐磨性。     

高强化柴油机气缸套周围冷却水流动的数值模拟和试验研究

针对柴油机的冷却进行精确计算，必须对柴油机内部流场进行深入的三维数值模拟和试验研究。首先分析了柴油机冷却水流动的数值模拟计算方法，建立了某柴油机气缸套周围复杂水腔的三维实体模型，并采用FIRETM软件对水腔模型进行计算，得到冷却水在缸套复杂水腔内的三维流场；再运用流量压力测量法和流动显示法对透明气缸套水腔内的冷却水流动进行试验。对比分析结果表明数值模拟计算的冷却水流动方向和流量大小与试验测量和观察结果相一致缸套水腔改进后冷却水的流量和压力分布合理，水腔内微涡和流动死区减少，缸套穴蚀减轻，此数值模拟方法是合理的。     

放电等离子烧结制备W-9.8Ni-4.2Fe合金的高温压缩性能

采用放电等离子烧结法,通过高温压缩性能测试和扫描电镜(SEM)观察,研究粉末制备工艺和烧结温度对W-9.8Ni-4.2Fe合金在800℃下高温压缩性能的影响。结果表明,高能球磨粉末烧结合金的硬度和高温压缩性能均优于混合粉末烧结合金;在1 150℃下球磨粉末烧结合金的压缩强度最高,达到1 150 MPa,但当烧结温度在1 050~1 250℃范围内变化时,烧结合金的压缩应力应变曲线变化并不显著。     

基于多传感器信息融合的外骨骼运动意图辨识

为了实现外骨骼机器人的柔顺运动控制，需要对穿戴者的运动意图进行实时准确地辨识与预测。本研究利用多传感器信息融合的方法完成对穿戴者运动意图的识别。通过对多种机器学习算法在识别准确性、资源消耗和处理实时性进行比较、最终确定利用支持向量机(SVM)实现对日常8个运动模式(静坐、双腿站立、步行、跑步、上下斜坡和上下楼梯)完成动作模式的识别，识别平均准确率达到95%。对于运动相位和运动切换事件的预测，利用神经-模糊推理理论完成运动相位识别与状态切换事件的预测。在给定的测试集上相位识别准确率为99%,且预测的状态切换时刻与真实时间的偏移绝对值的均值为61.6 ms,满足外骨骼柔顺控制对预测时间的要求。