用于管道内检测的定心系统设计与分析

针对内径为Φ100~150 mm工业管道内检测的需求,设计了一种采用直流电机驱动、利用弹簧实现径向尺寸主、被动调节的定心系统。在介绍了工作原理及机构组成的基础上,对系统各组件的力学特性进行了分析。利用ADAMS软件建立了定心系统的虚拟样机运动学仿真模型,得到了系统运行时偏心位移和移动速度的变化曲线。仿真表明,该系统能顺利通过水平放置的"L"型管道,定心精度可达0.2 mm,水平直管移动速度为500 mm/s,具有良好的稳定性。     

超音速火焰喷涂过程中粒子运动特性的数值模拟

热喷涂涂层质量很大程度上是由颗粒沉积时的状态决定,颗粒不仅受到粒径尺寸的影响,还与飞行过程中焰流特性密切相关.本文以JP8000型超音速火焰喷涂系统(HVOF)喷涂过程为研究对象,采用计算流体动力学方法探究不同氧油质量比下焰流行为和计算域内的燃烧特性;分析不同粒径的颗粒在焰流场内的轨迹特性和速度、温度演变规律,依据数值模拟结果优化工艺参数.计算结果表明:氧油比为3时,HVOF系统内焰流温度最高、速度最快,表明氧油充分燃烧;颗粒注入后可能与枪管壁发生碰撞,且其粒径越大,碰撞发生的临界入射速度越小,碰撞后的粒子会二次穿越焰流中心;颗粒粒径越大,受焰流作用时加热、加速越缓慢,在喷枪内到达的最高温度和最大速度越小.     

激光微织构化铝合金表面的摩擦磨损研究

采用脉冲Nd∶YAG激光器在铝合金试件表面加工出具有规则形貌的圆形凹坑阵列,借助HSR-2M型高速往复摩擦磨损实验机,在滑动速度为0.15m/s、载荷10N的条件下,考察了乏油条件下圆形凹坑表面微织构的几何参数对"球-面"摩擦副摩擦学性能的影响,分析了激光加工对铝合金表面显微硬度的影响,并采用超景深显微系统对试件及对偶摩擦副表面的磨损特性进行了研究。结果表明,激光加工提高了铝合金基底的显微硬度;在乏油条件下,微织构化铝合金表面的平均摩擦系数与无织构表面相比明显减小,且波动稳定;经磨痕形貌分析可知,微织构化铝合金表面磨损程度减轻,当微凹坑直径为60μm,即面密度为4.91%时,微织构化铝合金表面具有最佳的减摩、抗磨性能。     

超音速火焰喷涂Ni-CeO2复合涂层的数值模拟及耐磨耐腐蚀性能

超音速火焰喷涂因其制备的涂层具有优异性能而被航空航天、石油化工等领域广泛使用，其工艺参数较为复杂且对涂层质量具有重要影响，但对其制备Ni基涂层的工艺参数选择及涂层性能研究相对较少。采用数值模拟的方法对超音速火焰喷涂Ni基涂层进行模拟，并对焰流与粒子特性进行分析；利用模拟指导试验，在316L不锈钢基体上成功制备Ni-CeO₂复合涂层；对复合涂层组织形貌及耐磨耐腐蚀性能做进一步研究。研究结果表明：当氧气煤油比等于3，注入颗粒粒径在20～80μm时，喷涂工艺最优；在添加CeO₂后，复合涂层的耐磨性能耐腐蚀性能均得到提升，且当CeO₂含量为1 wt.%时，涂层硬度最大，摩擦因数最低，其摩擦因数相较于基体降低了39.8%，相较于Ni基涂层降低了22.2%，其耐磨性能相较于Ni基涂层提升了62.5%。探究了超音速火焰喷涂工艺参数对喷涂系统状态的影响，分析了添加CeO₂在复合涂层中的作用，对超音速火焰喷涂Ni-CeO₂复合涂层具有引领与推动作用。