电容充电过程功率因数校正技术仿真

由于初始端电压低且目标电压建立过程长,电容充电过程的功率因数校正的研究、设计及其控制参数的选定存在其特有的难点。基于PSIM电路仿真软件,搭建单管反激电路及数字逻辑控制电路的仿真模型,根据所建立的仿真模型,完成了对纯容性负载充电过程的功率因数校正仿真。在电流断续控制模式中进行变频峰值电流断续和定频峰值电流断续的电路仿真对比,对数字逻辑控制电路进行改进优化,有效避免了充电初期冲击电流过大的问题;进行了不同充电频率下的电感电流波形仿真对比,得出了充电效率与功率因数的最优控制。采用定频峰值电流断续的控制策略,有效控制了电容充电过程的电流即恒电流充电,仿真结果取得了良好的功率因数。     

塑性微挤压成形力变化规律的实验研究

针对坯料微型化时,材料的流动应力已不能按照传统塑性加工工艺等比缩小处理问题,采用自行研制的塑性微挤压成形装置,进行微型齿轮挤压实验研究,探讨挤压过程中挤压力的变化规律,分析比较预紧力、挤压速度、摩擦条件对挤压力以及成形试件表面质量的影响。实验结果表明,基于纯铅的常温微挤压实验,预紧力的大小对成形试件的挤出长度影响较大;低应变率时,不同挤压速度下,挤压力无明显变化,材料的率相关性不明显;在不同摩擦条件下,石墨润滑时,挤压力有明显降低,试件表面质量也有较大改善。     

等离子熔覆NiCr-Cr3C2复合涂层摩擦磨损性能的研究

目的研究碳化铬含量及磨损载荷力对复合涂层摩擦磨损性能的影响,探究不同磨损载荷下的磨损机制。方法采用5种Ni55和NiCr-Cr_3C_2的混合粉末(Ni Cr-Cr_3C_2质量分数分别为10%、20%、30%、40%、50%),通过等离子熔覆技术制备金属基复合涂层。采用XRD、SEM对涂层物相进行检测分析,使用Rtec万能摩擦磨损试验机对复合涂层表面进行不同载荷下的摩擦磨损性能测试。对涂层组织、摩擦系数、磨损体积及磨损表面微观形貌进行对比分析,探究碳化铬的含量以及摩擦载荷对复合涂层摩擦磨损性能的影响。结果 NiCr-Cr_3C_2在熔覆过程中发生熔化,XRD测得涂层中的碳化物主要以Cr_7C_3为主,其他主要物相包括Cr_3C_2、Cr_(23)C_6、Cr_5B_3、Ni_3Si。复合涂层的硬度及耐磨性能随着碳化铬含量的增加而增大,硬度最高达1500HV以上,耐磨性是基体Q235的2～16倍。当磨损载荷低于80 N时,主要发生磨粒磨损;当磨损载荷为100 N时,主要发生粘着磨损和磨粒磨损,其中S5的磨损机制为疲劳磨损和磨粒磨损。结论加入碳化铬,随着碳化铬含量增加,复合涂层的耐磨性不断提高,并且随着磨损载荷的增大,涂层磨损机制发生转变。     

中碳冷镦钢的室温压缩变形及其不均匀应变硬化行为

对SWRCH45K中碳冷镦钢在万能材料试验机上进行室温压缩变形,观察了压缩试样表面质量及其内部组织,以及分析了压缩试样侧表面赤道位置的轴向与周向应变。结果表明:该钢在压缩变形过程中,压缩载荷先随位移的增加而稳定增大,当位移大于7. 5 mm时,压缩载荷急剧增大;随压下量的增加,压缩试样的鼓度值先增大后减小。载荷和鼓度值在位移7. 5 mm时,同时出现变化趋势的改变,这是由于压缩变形的不均匀应变硬化所致,即在位移小于7. 5 mm的压缩变形过程中,大变形区位于试样的中心位置,其应变硬化程度高;而在随后的位移大于7. 5 mm的压缩变形过程中,该区将因应变硬化程度高、其进一步变形所需变形力大而不再是变形程度最大的区域,其应变硬化程度的增幅减小,相反此前试样内变形程度小的难变形区和小变形区因应变硬化程度小、其进一步变形的变形力小而产生较大的变形,其应变硬化程度的增幅大幅度增加。     

内含硬α夹杂钛合金轮盘裂纹扩展研究

为研究钛合金轮盘内部硬α夹杂疲劳裂纹扩展特性,对含预置硬α夹杂钛合金轮盘开展低循环疲劳裂纹扩展试验。结果表明:5229次循环后轮盘破裂;疲劳断口宏观、微观特征显示,预置硬α夹杂为本次疲劳破坏的疲劳源;在裂纹扩展前期,轮盘断口裂纹扩展速率较材料试验数据快;在裂纹扩展中期,断口裂纹扩展速率曲线呈对数线性关系;为了解决疲劳裂纹扩展后期疲劳条带不易识别的问题,使用等效裂纹扩展模型拟合断口裂纹扩展速率曲线,从而可以利用疲劳条带宽度来计算总寿命。同时,利用断口数据,提出和总结了预置硬α夹杂钛合金轮盘裂纹扩展特性仿真研究的方法。仿真研究显示:基于Paris公式建立裂纹扩展模型能较好地预测轮盘裂纹扩展特性;轮盘由于疲劳发生最终断裂破坏时,裂纹前沿的应力强度因子远大于断裂韧性,因此,不宜使用应力强度因子直接作为破裂准则。     

三靶共溅射纳米复合Cr-Al-Si-N涂层的 制备及摩擦学性能研究

目的 利用高功率脉冲磁控溅射技术离化率高、溅射离子能量高等优点,在Cr-Al-N涂层中添加Si元素研制a-Si3N4包裹nc-(Cr,Al)N的纳米复合涂层,通过改变反应沉积时的N2/Ar比来调控涂层成分与结构,实现纳米复合Cr-Al-Si-N涂层性能优化。方法 采用高功率脉冲与脉冲直流复合磁控溅射技术制备Cr-Al-Si-N涂层。利用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪、应力仪、纳米压痕仪、划痕测试仪和摩擦试验机,研究N2/Ar比对涂层成分、结构、力学性能以及摩擦学行为的影响。结果 涂层主要由面心立方结构的CrN与AlN相组成,且沿(200)晶面择优生长。当N2/Ar流量比为3∶1时,涂层与基体结合最好,临界载荷约为36.5 N;摩擦系数和内应力较低,分别为0.5和-0.48 GPa。当N2/Ar流量比为4∶1时,H/E值和H3/E*2值升至最高,分别为0.11和0.24 GPa,磨损率最低,约为1.9×10-4 μm3/(N?μm)。结论 当N2/Ar流量比为4∶1时,三靶共溅射制备的Cr-Al-Si-N涂层硬度较高,耐磨性能最好。     

基于ProCAST涡壳体铸件精铸过程数值模拟研究

氧泵壳体为涡壳体铸件,形状复杂,壁厚差较大,铸造凝固过程中易出现疏松缩孔等缺陷,铸造难度较大。为了缩短试制周期,节约生产成本,优化工艺方案,采用Pro CAST软件对该铸件的充型、凝固过程进行了模拟分析,并对疏松缩孔缺陷进行了预测,优化了浇注工艺参数。结果表明,铸件充型平稳,实现了顺序凝固,疏松缺陷较少。确定了浇注温度1 450℃、型温850℃的浇注工艺,并通过试验证明了模拟计算的正确性,浇注出的铸件冶金质量满足技术条件要求。     

机身与滑块耦合作用下的液压机有限元分析

本文论述了液压机在偏心载荷工况下机身与滑块的耦合作用,在此基础上建立了合理的空间有限元迭代力学模型,从而求得了机身与滑块之间的接触压力,并且详细地讨论了机身滑块在偏心载荷工况下的变形及应力分布规律。在迭代过程中采用了优化迭代方法,大大减少了迭代次数,节约了机时。本文的计算方法和结论对接触问题的结构处理及液压机的设计具有一定的参考价值和指导意义。     

爆炸加载下钨合金的断裂特性SCIEI

用微量炸药接触爆炸的方法，研究了钨合金９３Ｗ─４Ｎｉ─３Ｆｅ在高加载率条件下的断裂特性，通过宏、微观观察，以及与静态断裂特性相比较，发现随着加载率的增加，钨─钨界面裂纹增加，致使钨合金的断口呈脆性状态。     

宏观力学不均匀性对焊接接头动态J积分的影响

焊接接头是一个宏观力学不均匀体，力学不均匀性对焊接接头的动态断裂行为有重要的影响。采用MARC有限元程序，对含焊缝中心裂纹的低匹配焊接接头三点弯曲试样的动态断裂响应进行了计算模拟，并采用虚拟裂纹扩展方法计算了动态J积分断裂参量。作为比较，计算了相同条件下全母材及全焊缝三点弯曲试样的动态响应。由于惯性效应的作用，动态载荷响应曲线周期振动，焊接接头试样的动态载荷响应值介于全母材与全焊缝之间。用虚拟裂纹扩展方法计算的动态J积分与路径无关，惯性效应对动态J积分基本没有影响。低匹配焊接接头的动态J积分低于全母材而高于全焊缝。研究结果为承受动载的焊接结构安全评定奠定了基础。