高强铝合金-PTFE纺织复合材料的摩擦磨损性能

将PTFE纺织复合材料粘结到高强铝合金背衬上,制备成铝合金-PTFE纺织复合材料。选择航空工业常用的3层复合材料(DU)作对比实验。摩擦磨损实验在摆动实验机上完成,实验条件为:载荷为10~80MPa,摆动频率8次/min,摆角为±30°,相对湿度(70±5)%。实验结果证实铝合金-PTFE纺织复合材料的摩擦因数大约0.055,摆动磨损寿命大约2.5万次,均优于DU材料。可见,这种高比强的新型复合材料适用于航空航天工业。     

基于刚度控制的汽车轮毂轴承关键参数设计

轮毂轴承刚性显著影响汽车的舒适性和操控性。根据轮毂轴承刚性试验方法建立了仿真模型,用试验验证了仿真模型的可靠性。然后根据轮毂轴承关键参数设计方法确定了计算方案。最后研究了预紧力、两列钢球中心间距和接触角对轮毂轴承刚性的影响。试验结果表明:在200和1 000 kN·mm的力矩作用下,钢球中心间距每增加1 mm,轮毂轴承刚度分别增加约80和90kN·mm/(°),40°接触角比35°接触角轮毂轴承刚度分别大556和329 kN·mm/(°)。该结论可实现通过轮毂轴承关键参数的设计来控制其刚度的目的。     

轮毂单元轴铆塑性成形应力应变和力学分析

针对轴铆成形装配存在内圈滚道变形以及预紧力过大或不足的问题,采用有限元方法模拟了轴铆成形过程,分析了轴铆成形后轮毂轴大变形区的应力应变特点。研究了进给位移和轮毂轴回火温度对铆压成形的影响,基于应力应变和作用力分析探讨其原因和机理。结果表明:轮毂轴轴铆成形属于压缩类变形,以剪应变为主。剪应变引起形状变化,证明了轴铆工艺轴铆力小的工艺优点;当进给位移小于一定值时,轴铆力最大值不变。仅当进给位移大于一定值时,轴铆力最大值和预紧力随着进给位移的增加而增加;随着轮毂轴回火温度降低,轴铆力最大值增加,剪应变增加,预紧力降低。     

轴铆自转速度和进给速度对轮毂轴承性能的影响

采用弹塑性有限元法对轮毂轴承轴铆成形过程进行研究。分析了轴铆接过程铆头的梅花运动规律,将铆头作为刚体处理,在仿真中实现轴向平移和平面梅花状复合运动,同时提高了计算精度和计算效率。对轮毂轴和内圈材料进行试验,确定了轮毂轴材料的弹塑性本构关系。研究不同自转速度与进给速度条件对轮毂轴承性能的影响,对梅花状加载轨迹的轴铆成形进行了应力应变分析。结果表明:随着铆头自转速度的提高,轮毂轴承预紧力先增大后趋于稳定,铆头的自转速度增至516 r/min后内圈径向变形达到峰值;当进给速度在某一范围内变化时,预紧力和内圈径向变形会出现峰谷值;提高自转速度或降低进给速度都能减小铆接力,铆接机振动减小,提高成形质量。