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金属材料拉伸应力非线性超声特性研究 总被引:4,自引:1,他引:3
使用摄动法求解小应变情况下一维非线性波动方程,研究超声波在固体介质中传播时非线性波动规律,分析二阶非线性系数β、三阶非线性系数δ与基波和各次谐波关系。据此研究金属材料在拉伸应力变化时,高阶非线性系数β、δ等参数随拉伸应力变化规律。构建非线性超声检测系统,测量2024铝合金和45钢在拉伸试验过程中非线性系数β、δ的变化趋势。试验结果表明:非线性系数与拉伸应力σ呈单调上升关系。对于2024铝合金,当拉伸应力σ小于屈服极限的84.6%时,二阶非线性系数β与拉伸应力σ近似成线性关系;当拉伸应力σ大于屈服极限84.6%时,二阶非线性系数β随拉伸应力σ的增加变化很小。对于45钢,当拉伸应力σ小于屈服极限的84.5%,二阶非线性系数β与拉伸应力σ近似成线性关系;当拉伸应力大于屈服极限的84.5%时,二阶非线性系数β急剧增加。对于三阶非线性系数δ,2024铝合金和45钢转变点分别出现在屈服极限的76.9%和78.9%处。二阶与三阶非线性系数对于拉应力具有不同的灵敏度,三阶非线性系数δ比二阶非线性系数β对应力的变化更为敏感。 相似文献
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为了探明冰刀热物性参数对固液界面结构的影响,建立了冰刀-冰面滑动摩擦热-结构耦合模型,对摩擦过程进行数值模拟。结果表明,在一定范围内减小冰刀导热系数、比热容都有利于冰面水膜的形成,过度降低热物性参数,对冰面水膜的形成不利,最优冰刀材料导热系数为0.53 W.m-1.K-1,此时界面最高温度为51.1 ℃,冰面水膜长度为181.58 mm,水膜厚度为1.09 mm;最优冰刀比热容为25.0 J.kg-1.K-1,此时界面最高温度为45.6 ℃,冰面水膜长度为170.43 mm,水膜厚度为0.65 mm。 相似文献
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为探究不同表面粗糙度对腐蚀空蚀破坏的影响机制,利用超声空蚀实验装置,对不同表面粗糙度的304不锈钢试样在质量分数3.5%NaCl溶液中进行空蚀腐蚀联合作用实验。通过分析试样的质量损失、表面形貌、显微硬度和电化学性能变化,探究不同表面粗糙度对空蚀腐蚀表面形貌和性能的影响规律。结果表明:空蚀腐蚀后的304不锈钢试样表面出现蚀坑,且蚀坑主要发生在磨痕边缘,并呈现腐蚀和空蚀双重特征;随着表面粗糙度的增大,蚀坑的密度增加,试样质量损失更加严重,但粗糙度达到一定程度时,空蚀会降低表面粗糙度数值,起到平整作用;经过空蚀腐蚀作用后,试样表面均出现硬化现象,但随着表面粗糙度的增大,试样表面硬化现象变弱;空蚀腐蚀后,试样的腐蚀电流增大,腐蚀电位负移,且随着粗糙度增大,试样的腐蚀电位和腐蚀电流变化也增大,呈现耐腐蚀性能不断下降趋势。 相似文献
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为探讨V元素改善TaN薄膜摩擦学性能的机制,利用磁控溅射仪在304不锈钢基体上和单晶Si片制备不同V含量的 TaVN薄膜。使用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计、表面综合性能测试仪表征和分析薄膜的结构及性能。结果表明:TaVN 薄膜为面心立方结构,不同V含量的TaVN薄膜均在(111)晶面呈现择优取向;随着V含量的增加,TaVN 薄膜(111)晶面出现向大角度偏移的现象;不同V含量的TaVN 薄膜在扫描电子显微镜下的表面光滑平整无孔隙,膜层与基体间界面清晰,截面呈明显的柱状晶结构;随着V含量的增加,TaVN 薄膜硬度先升高后降低,当TaV靶材中V原子分数为15%时,硬度最高;随着V含量的增加,摩擦因数降低,其原因是在摩擦的过程中,薄膜中的V元素氧化形成具有自润滑效果的Magnéli 相氧化物V2O5;随着V含量的增加,TaVN 薄膜磨损机制由磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损转变为磨粒磨损和氧化磨损。 相似文献
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采用正交试验方法研究了Cr12轧辊深冷处理工艺.分析了不同工艺参数对轧辊硬度和耐磨性的影响.使用电子扫描显微镜(SEM)观察材料显微组织;使用X射线衍射仪(XRD)分析材料的晶格尺寸和残留奥氏体的含量.实验结果表明:深冷处理促使残留奥氏体向马氏体转变,并在马氏体的基体上析出碳化物颗粒,这是Cr12轧辊硬度和耐磨性提高的主要原因. 相似文献
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通过改变通入氮气与氩气的比例,探究不同N含量NiTiAlCrN涂层的结构与性能。采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪等表征涂层材料的组织结构和形貌,超声振动空蚀机对涂层进行空蚀实验,探究NiTiAlCrN涂层空蚀破坏的机理。结果表明,NiTiAlCrN涂层呈面心立方结构,在(111)和(200)晶面呈现择优取向。随着氮氩流量比增加,硬度、弹性模量和抗空蚀性能先升高后降低。氮氩流量比为1∶1时涂层的结构最致密,晶粒最细,硬度最高,抗空蚀性能最强。氮氩流量比为3∶2时涂层所能承受的弹性势能最大,韧性最强,但抗空蚀的能力低于氮氩流量比为1∶1时的涂层,说明硬度比弹性模量对涂层抗空蚀方面的影响更大。在空蚀坑的内壁发现大量的Cr2O3、Al2O3等具备抗空蚀性的氧化物,减轻微射流的冲击,降低对涂层的进一步损坏。 相似文献
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深冷处理对W4Mo3Cr4VSi钻头耐磨性的影响 总被引:4,自引:0,他引:4
刀具深冷处理可以以较低成本改善贵重工模具材料的显微组织,提高其机械性能.本文结合具体的高速钢刀具材料进行了深冷处理试验,并对其做了大量的对比分析,研究了高速钢钻头显微组织及耐磨性的变化.结果表明,深冷处理可以改变高速钢钻头的显微组织结构,提高刀具的硬度,增强刀具的耐磨损性能. 相似文献
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润滑油液滴的生长与脱附性能对于微量供油过程和微量润滑效果有重要影响。采用试验和数值仿真相结合的方法,研究微量供油条件下、在重力环境中的润滑油液滴在毛细管出口端的生长与脱附行为,考察毛细管管径和表面润湿特性变化对润滑油液滴脱附性能的影响。结果表明,润滑油液滴的生长与脱附是毛细力、黏性力、表面张力和重力等共同作用的结果;减小毛细管管径或增大润滑油液滴在毛细管表面的接触角,均可有效减弱毛细效应,降低润滑油液的爬移高度和脱附粒径,改善液滴脱附性能;毛细管管径由1.2 mm减小至0.7 mm过程中,液滴脱附粒径减小了4.5%;接触角由5°逐渐增加至90°的过程中,液滴脱附粒径减小了9.3%;通过选用低表面能材料制作微量供油的毛细管可以显著增大接触角。 相似文献