Experimental studies on the effects of bearing supply gas pressure on the response of a permanent magnet disk-type motor rotor

Vibrations, particularly low-frequency vibrations caused by self-excited gas films, significantly affect the safety and economy of turbomachinery, which becomes dangerous at high rotational speeds. This experimental study focuses on the dynamic characteristics of a Permanent magnet (PM) disk-type motor rotor supported by gas aerostatic bearings. Nonlinear dynamic behavior, including double low frequency and gas film half whirling, was analyzed in the experiments. The dynamic features of double low frequency and gas whirling are described in the paper. The most important finding is that the sum of the whirling ratios of low frequencies 1 and 2 is always 1.00. The occurrence mechanism requires further study. The effects of bearing supply gas pressure on the dynamic response characteristics of the multi-disk PM rotor are implemented to improve rotor stability.     

Numerical simulation of cavitation surge and vortical flows in a diffuser with swirling flow

The strong swirling flow at the exit of the runner of a Francis turbine at part load causes flow instabilities and cavitation surges in the draft tube, deteriorating the performance of the hydraulic power system. The unsteady cavitating turbulent flow in the draft tube is simplified and modeled by a diffuser with swirling flow using the Scale-adaptive simulation method. Unsteady characteristics of the vortex rope structure and the underlying mechanisms for the interactions between the cavitation and the vortices are both revealed. The generation and evolution of the vortex rope structures are demonstrated with the help of the iso-surfaces of the vapor volume fraction and the Qcriterion. Analysis based on the vorticity transport equation suggests that the vortex dilatation term is much larger along the cavity interface in the diffuser inlet and modifies the vorticity field in regions with high density and pressure gradients. The present work is validated by comparing two types of cavitation surges observed experimentally in the literature with further interpretations based on simulations.     

Sn改性Ti-Zr-Cu-Ni钎料的微观组织和力学性能

采用自制Ti-Zr-Cu-Ni-Sn钎料钎焊TA2钛合金,研究了不同Sn元素含量改性Ti-Zr-Cu-Ni钎料的熔化特性、微观组织及物相、润湿及熔蚀性、接头拉伸强度。研究表明,Sn含量增加,Ti-Zr-Cu-Ni-Sn钎料固、液相线温度基本升高,但温度差值基本变窄,可更好地抑制钎焊界面脆性化合物形成。Ti-Zr-Cu-Ni-5Sn钎料组织由Ti、Zr基体和晶体相构成,Sn倾向与Ti、Zr结合形成Ti₂Sn₃、Ti₆Sn₅、Zr₅Sn₃等低熔点共晶相。Sn≤1.5%时,随Sn含量增加,钎料对TA2钛合金的润湿性逐渐变差;继续增加Sn,钎料润湿性改善,添加5%Sn的钎料对基体润湿最佳。添加5%Sn并降低Cu、Ni总量的改性钎料对TA2钛合金熔蚀减弱。相同钎焊工艺下,添加5%Sn接头的强度和塑性均有提升。钎焊温度升高,Ti-Zr-Cu-Ni钎料产生更多强化物相,致接头强度大幅提升,而Ti-Zr-Cu-Ni-5Sn钎料产生的含Sn物相强化作用对接头强度提升有限;相...     

SiC纳米线对Ni-Cr-P钎料及Ni-Cr-P/Q235焊点组织与性能影响

采用具有优良高温强度、高热导率、高耐磨性能和耐腐蚀性能的SiC纳米线为Ni-Cr-P钎料的添加物,研究了钎料/焊点的组织与性能。结果表明,钎料的组织由Ni(Cr)固溶体、Ni₃P固溶体以及Ni(Cr)和Ni₃P共晶组织组成,微量的SiC纳米线可以显著细化基体组织,使焊点抗剪切强度提高29.6%。SiC纳米线的添加使钎料的熔化温度提高约4℃,显著促进钎料在Q235基板表面的润湿性,增幅达到12.5%。然而,过量添加SiC纳米线会显著粗化基体组织,降低钎料的润湿性和焊点的抗剪切强度。在不同SiC含量的Ni-Cr-P钎料中,Ni-Cr-P-0.1SiC钎料/焊点具有明显的优越性。     

TiC/Ti层状复合材料组织与力学性能研究

为了平衡钛基复合材料（titanium matrix composites, TMCs）的强度和延展性,通过电泳沉积将氧化石墨烯（graphene oxides, GOs）沉积到Ti箔表面,然后进行放电等离子烧结（spark plasma sintering, SPS）制备了具有层状结构的原位TiC/Ti复合材料,并对复合材料进行冷轧和退火处理从而进一步优化复合材料的综合力学性能。结果表明,烧结过程中,Ti箔表面的GOs与Ti基体反应形成了原位TiC,从而形成了TiC/Ti层状复合材料,随着沉积时间的增加,分布在Ti层之间的TiC的含量增加;复合材料经过冷轧和退火后,退火态材料的晶粒为等轴晶,且TiC仍然保持层状分布特征。沉积时间120 s时,烧结态材料的抗拉强度（UTS）为555 MPa,伸长率（δ）为15%;退火态材料的抗拉强度为568 MPa,伸长率为27%,相比于烧结态材料,退火态材料达到了较好的强塑性匹配。此外,基于微观组织及断裂行为的分析对复合材料的强韧化机制进行了讨论。     

装配式拼装型减震墙板框架单元性能试验研究

为研究装配式拼装型减震墙板框架的减震机理与性能,设计4榀单层单跨装配式减震墙板框架、普通墙板框架和空框架模型试件,通过低周反复加载试验对比研究其破坏特征、滞回曲线、刚度退化和耗能能力等。试验结果表明：装配式拼装型减震墙板框架滞回曲线饱满、耗能能力强;拼装型减震墙板所提供的附加抗侧刚度和水平承载力有限,释放对装配式框架的过强约束作用,从而减轻或避免普通填充墙板附加刚度效应所带来的结构抗震不利影响;无论拼装与否,减震墙板通过合理构造与设计均可减小或避免大位移加载工况下墙板自身的破坏;拼装型减震墙板应注意墙板施工精度控制,否则会影响其减震性能,导致不必要的墙板破坏。     

硬脆材料的磨粒加工仿真技术

单晶硅等硬脆材料具有高硬度、低断裂韧性等特性,属于难加工材料,其加工表面易产生微裂纹、亚表面损伤层等缺陷。影响硬脆材料磨粒加工过程的因素复杂,一般用仿真技术来研究磨粒加工硬脆材料的去除机理等。本文概述了硬脆材料磨粒加工相关研究中广泛应用的网格法、无网格法以及网格与无网格结合方法,对比分析各仿真方法的特点及存在的局限性并提出未来的研究方向。      

异材焊接件应力腐蚀原因分析

对7020 +7020和7020 +6082合金板材进行焊接,并对2种焊接接头进行检测。使用光学显微镜对2种焊接板材的熔合区、热影响区及基材进行组织分析;使用SEM对焊接板材进行微观形貌观测和微区成分分析;结合模拟软件对焊接板材进行温度场分析。结果表明:腐蚀现象从热影响区开始,而异材焊接时7020合金一侧温度较高,冷却速率慢,导致晶粒尺寸长大,元素产生偏聚,腐蚀更严重;晶界及亚晶界上析出MgZn₂,与晶粒基体及周围贫化区形成腐蚀微电池,其电位最低优先被腐蚀,导致腐蚀在热影响区发生及扩展,使得7系焊接接头的热影响区对晶间腐蚀最敏感。     

钛合金薄板不同连接方法的拉剪和疲劳性能

以钛合金板材为对象进行压印连接、自冲铆接和电阻点焊连接,对这三种接头进行拉-拉疲劳试验,比较其疲劳性能.结果表明,电阻点焊接头的静力学性能远高于另外两种接头.压印接头和自冲铆接头的疲劳性能较好,其中在长寿命循环时压印接头的疲劳性能更有优势.以200万次为疲劳极限时,三种接头可承受疲劳载荷顺序为压印接头最高,自冲铆接头其次,点焊接头最低.分析是由于点焊接头的热影响区性能差,残余应力叠加等原因造成.而压印和自冲铆接头内部存在板材间隙等,在疲劳加载过程中存在相对滑动和一定的形变量,起到缓解应力集中的作用,因此接头的疲劳性能较好.     

西藏南木林县阿木雄北花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、岩石成因及构造意义

对冈底斯带中段阿木雄北花岗闪长岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,主量和微量元素地球化学分析表明,花岗闪长岩的结晶年龄为61.8±1.2 Ma。花岗闪长岩为高钾钙碱性强过铝质花岗岩,Si O2含量为58.65%~73.5%,A/CNK值介于1.01~1.10之间,A/NK值介于1.34~2.19之间,稀土元素总量(∑REE)在99.96~201.42之间,在稀土元素配分模式图上,表现为倾斜下凹的浅"V"字型,轻、重稀土分馏明显;在微量元素蛛网图上,表现出相对富集Rb、Th、La、Pr、Hf、Nd、Dy,而亏损Ta、Nb、Ce、P、Zr、Ti的特征。花岗闪长岩显示出壳幔混源的特性,母源岩浆来自地幔,而后经AFC过程所形成的分异型I花岗岩,新特提斯洋板片回撤是其形成的深部地球动力学背景。