TC11钛合金表面微凹坑织构皮秒激光加工工艺

目的研究皮秒激光加工工艺参数对微凹坑形貌的影响规律。方法采用FSLAB-50-05激光器搭建的激光器平台对TC11钛合金工艺试样进行表面微加工,通过WYKO—NT1100型表面三维形貌测试仪获得表面微凹坑织构形貌,分别记录微加工后的二维与三维形貌图,应用单因素法分析激光重复频率、激光持续时间和激光功率对微凹坑形貌的影响规律。结果在激光功率为10 W、激光持续时间为0.12 ms的前提下,当激光重复频率由50 k Hz增加到250 k Hz时,微凹坑的直径和深度均呈现出先增大后减小的趋势;在激光功率为10 W、激光重复频率为300 k Hz的前提下,当激光持续时间由0.02 ms增加到0.10 ms时,微凹坑直径和深度均随着激光持续时间的增加而变大;在激光重复频率为300 k Hz、激光持续时间为0.12 ms的前提下,当激光功率由4 W提升至12 W时,微凹坑的深度随着激光功率的增大而增大,而宽度先增大后减小。结论皮秒激光微凹坑织构较佳的工艺参数范围为:激光重复频率150~200 k Hz,激光持续时间0.04~0.06 ms,激光功率8~10 W。

微织构自润滑表面在油介质中的摩擦学性能

为探究不同表面处理方式对试样表面摩擦学性能的影响,分别对GCr15试样表面进行激光微织构加工,光滑表面涂抹润滑油,微织构表面填充固体润滑剂,微织构表面涂抹润滑油,微织构表面填充固体润滑剂并涂抹润滑油等不同表面处理方式,在MMW-1A摩擦磨损机上进行摩擦磨损试验。同时改变试验的载荷及转速,探究在不同转速和载荷工况下,不同表面处理方式对试样摩擦因数的影响。结果表明,在干摩擦条件下,试样表面采用微织构处理并填涂固体润滑剂可使摩擦因数较光滑表面降低47.6%;在油介质中,采用微织构处理可使摩擦因数较光滑表面降低4.8%,采用微织构处理并填充固体润滑剂可使摩擦因数较光滑表面降低17.7%。且在油介质中,采用织构化处理和固体润滑结合的表面处理方法,试样摩擦因数随载荷增大而减少且逐渐趋于稳定,但随转速增大而增大。

激光微织构滚动轴承表面润滑性能的数值分析

目的研究圆柱滚子轴承摩擦副织构化表面润滑性能,探讨工况参数(载荷、转速)和微织构几何形貌参数(面积占有率)对油膜平均无量纲压力的影响规律。方法基于弹性流体动压润滑机理,利用有限长线接触弹流润滑理论建立理论模型,采用有限差分法对Reynolds方程进行离散,并运用多重网格法进行数值分析。结果在微织构面积占有率S_p=0.095、深度h_p=6μm的前提下,当载荷由100 N升为500 N时,油膜平均无量纲压力随之增大。在微织构面积占有率S_p=0.095、深度h_p=6μm的前提下,当转速由100 r/min升为500 r/min时,油膜平均无量纲压力随之增大。在载荷W=200 N、转速n=200 r/min的前提下,当微织构面积占有率由0.05升为0.15时,油膜平均无量纲压力随之增大;当微织构面积占有率由0.15升为0.25时,油膜平均无量纲压力随之减小。结论圆柱滚子轴承微织构表面的油膜平均无量纲压力随着载荷和转速的增大而增大,随着微织构面积占有率的增大而先增大后减小。

新能源汽车工程产教融合与创新创业教育协同发展新模式探索

随着全球能源危机和环境污染问题的加剧,新能源汽车已经成为未来汽车产业的主要发展方向。为了满足新能源汽车产业发展的需求,需要培养更多高素质的人才,产教融合与创新创业教育协同发展模式成为一种重要的教育模式。本文旨在探讨新能源汽车工程产教融合与创新创业教育协同发展模式的优化构建与实践。通过产教融合,学校与企业能够资源共享、优势互补,共同培养出既具备实践能力又富有创新精神的高素质人才。同时,创新创业教育在新能源汽车工程教育中的融入,有助于激发学生的创新思维和创业潜能,提升其综合素质和就业与创业竞争力,进一步深化产教融合。本文的研究为新能源汽车工程教育的改革与发展提供了新的思路和方法。

GCr15轴承钢零件边缘激光精整工艺试验研究

为了探究GCr15轴承钢纳秒激光精整工艺,采用单因素轮换法,进行了激光功率、扫描速率、重复次数对激光精整质量影响规律的试验研究。研究结果表明:利用纳秒激光可实现对GCr15轴承钢零件边缘的精整加工,随着激光功率的增大,精整去除量逐渐增大,而单位去除量缓慢下降,当激光功率为4.02 W、5.22 W(即电流参数19 A、20 A)时,加工效率相对较高;扫描速率较低时,纳秒激光可以有效去除边缘材料且边缘轮廓较为平滑,增大扫描速率会导致光斑搭接率变小,进而精整去除量相应地减小;重复次数的增加降低了加工效率,重复次数增加至原来的4倍,去除量仅增加26.31%。研究结果验证了采用纳秒激光精整零件边缘的可行性,为零件边缘精整方法提供新的思路。

纳米固体润滑颗粒对微织构表面摩擦学性能的影响研究

基于RTEC-MFT-5000型多功能磨损试验机,研究了纳米固体润滑颗粒作为润滑油添加剂对微凹坑织构表面摩擦学性能的影响。在研究中,应用NanoFocus共聚焦显微镜观测试样表面微织构形貌,获取磨痕处二维截面轮廓图。借助扫描电子显微镜和能谱仪,对磨损区域微凹坑形貌及磨痕部位微凹坑内外的元素成分进行分析。研究结果表明,添加纳米固体润滑颗粒的润滑油,在不同工况条件下均具有较优的减摩特性,固体润滑颗粒作为添加剂有助于在磨损区域形成一层固体润滑膜,减小摩擦副之间的摩擦因数,提高耐磨性能。含有纳米二硫化钼固体颗粒添加剂的润滑油,其减摩抗磨效果优于含有纳米石墨固体颗粒添加剂的润滑油。表面微织构技术与纳米固体润滑颗粒添加剂相结合,可以表现出更为优异的协同润滑效果。

基于动态规划算法的串联式混合动力拖拉机犁耕工况能量管理研究

针对串联式混合动力拖拉机存在的经济性问题,采用动态规划算法优化串联式混合动力拖拉机能量管理控制策略。给出串联式混合动力拖拉机结构及主要参数,并基于MATLAB/Simulink搭建串联式混合动力拖拉机关键部件模型,基于动态规划模型及动态规划的基础理论,提出串联式混合动力拖拉机犁耕工况全局动态规划控制策略求解方法。仿真结果表明,在功率跟随和动态规划两种控制策略下,功率跟随的燃油消耗为20.625 kg,动态规划控制策略的燃油消耗为19.330 kg,与功率跟随控制策略相比,燃油消耗大约减少6.3%,经济性明显提高,说明动态规划算法的控制更加精确,效果更好,而且发动机功率大幅变化的次数减少,发动机大致工作在高效区域。

TC11钛合金TiAlSiN涂层微织构表面脂润滑摩擦性能研究

研究了激光微织构处理后材料表面覆盖TiAlSiN涂层在脂润滑条件下的摩擦磨损性能。使用声光调Q二极管Nd:YAG激光器在TC11钛合金表面进行织构化处理。使用磁控溅射设备在织构后表面加镀覆TiAlSiN涂层。通过Rtec通用摩擦磨损试验机考察涂层织构在脂润滑条件下的摩擦磨损性能。通过加工不同密度研究织构形貌参数对摩擦性能的影响。研究结果表明:在室温滑动摩擦条件下TiAlSiN涂层能够保护基体减小磨损,表面织构能够进一步减小摩擦系数。在织构密度为30%时摩擦系数最小。

差速器行星齿轮结构优化

汽车差速器是当车辆行驶在不平路面或转弯等情况时,可使两侧车轮以不同角速度旋转同时传递扭矩,从而消除左、右车轮在汽车运动学上的不协调,是汽车传动系中的关键零部件之一,其力矩的分配和各构件的强度直接决定着车辆的转向性能、通过性和可靠性。差速器内一般包含行星齿轮、半轴齿轮,行星齿轮与半轴齿轮相比体积较小,在承受相同载荷的情况下,行星齿轮更易损坏。本文通过优化行星齿轮结构,达到提高行星齿轮可靠性的目的。

基于FPGA的激光微织构加工系统控制器的设计与实现

针对激光微织构加工过程中运动平台与激光器联动精确控制问题,设计一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的控制器及其上位机控制软件。FPGA接收上位机通过串口发送的指令并解析,完成对激光器和运动平台的联动控制。采用有限状态机的方式编写了平面点阵、平行槽及网纹形貌的微织构加工控制程序,其中平面网纹形貌的加工采用两轴联动方式代替插补方式。对各项功能进行仿真及实验测试表明该控制器可实现两轴联动,可完成指定平面微织构形貌的加工,其中网纹形貌微加工效率提升50%。

基于短时工况预测的混动拖拉机能量管理策略研究

针对油电混动拖拉机利用DP算法无法实现实时寻优的问题,为了实时将DP算法与拖拉机能量管理策略联系起来,利用模型预测的控制策略,设计一种基于车速预测并通过加载一段预测视界t_(p)的确定性时间-速度序列,并利用DP算法求解全局优化的优点求解预测视界的最佳控制方式。本文利用MATLAB/Simulink搭建油电混动拖拉机的DP算法仿真模型,根据预测速度计算出预测视界长度内的需求功率序列,利用动态规划算法求解了预测视界长度内的需求功率序列,进而去控制最佳的发动机燃油消耗。仿真结果表明:相比基于规则的EMS,提升了5.18%的油耗,进一步验证了该工况预测方法的有效性和自适应性,效果略差于全局最优的动态规划算法,但是解决了动态规划算法无法在线优化的问题。

激光加工技术在模具制造中的应用与展望

阐述了激光切割、激光焊接、激光表面处理等加工技术在模具制造中的应用现状,通过案例和实践经验,展示了激光加工技术在提高模具制造效率、降低生产成本、改善模具质量等方面的优势和成果,并展望了激光加工技术在模具制造领域的发展方向。

脂润滑条件下PTFE/GCr15激光织构表面滑动摩擦性能研究

目的研究PTFE薄膜与激光织构化GCr15轴承钢配副在脂润滑条件下的摩擦学性能,探究微织构面积占有率和工况参数对摩擦学行为的影响规律。方法采用二极管泵浦声光调QNd∶YAG激光器对下试样进行表面织构加工,在RtecMFT-5000多功能摩擦磨损试验机上进行往复摩擦学试验,其中上试样为粘结PTFE薄膜的圆柱销,下试样为进行激光织构化的GCr15轴承钢滑块。结果脂润滑介质下,PTFE与微织构表面耦合摩擦系数最低。在前期磨合阶段,不同微织构面积占有率的表面摩擦系数均有小幅度上升;试验中期,不同微织构面积占有率的表面摩擦系数区分度逐渐变大。当微织构面积占有率由10%上升为40%时,摩擦系数先减小后增大,且微织构面积占有率为20%时,表面摩擦系数最小,仅为0.032。脂润滑条件下,三种不同微织构面积占有率的试样随着载荷由20N增加至100N时,摩擦系数均出现下降趋势,且趋势逐渐趋缓。在低频率阶段的摩擦系数较大,高频率阶段摩擦系数较小。结论脂润滑条件下,PTFE与微织构耦合是一种有效的复合减摩手段。随着织构面积占有率的提升,表面摩擦系数先减小后增大,随着载荷的增大,表面摩擦系数迅速下降;随着往复运动频率的增大,表面摩擦系数先上升再缓慢下降。当面积占有率为20%时,能获得较好的摩擦润滑性能。

激光加工技术在模具制造中的应用与展望

随着科技的发展,激光技术作为先进的加工方法,在制造业中得到了广泛应用。模具作为工业生产的基础工艺装备,其制造精度和效率影响产品的质量和生产成本。传统的模具零件加工方法在某些方面难以满足现代制造业的高要求,而激光加工技术以其高精度、高效率和非接触性等特点,逐渐成为模具制造领域的新宠。激光加工技术不仅可以实现对金属材料的精密切割和焊接,还可以进行表面处理和微细加工,因此激光加工技术在改善模具制造工艺、提高产品质量和生产率方面具有巨大的潜力。

渐开线斜齿轮短齿廓修形降噪分析

为了降低特定工况下减速箱的噪声特性,找到相对最佳的渐开线斜齿轮修形方式,该文基于专业的齿轮修形软件Kisssoft和多学科一体化软件LMS Virtual Lab,根据短齿廓修形可以改变渐开线斜齿轮的端面、轴向重合度的原理,比较了未修形和经过不同短齿廓修形方式达到特定重合度后的渐开线斜齿轮减速箱声功率级的大小。分析了经过短齿廓修形后的减速箱声功率级在转速500~2000 r/min之间显著下降的原因,并对经过短齿廓修形后的减速箱声功率级在2500 r/min和3000 r/min时并未明显下降的原因做了解释。最后根据减速箱声功率级在转速500~2000 r/min之间的平均降幅,认为通过齿形鼓形修形使得渐开线斜齿轮的端面、轴向重合度分别为1.516、0.864时,减速箱声功率级降幅最大,降噪效果最好。

GCr15钢微织构表面固体润滑性能研究

为研究不同表面处理方式对PTFE/GCr15钢配副表面摩擦学性能的影响,采用Nd:YAG纳秒激光器对GCr15轴承钢下试样表面进行激光织构加工,并以纳米MoS2固体润滑剂作为润滑介质,以黏结有PTFE自润滑衬垫的圆柱销作为上试样进行对摩试验。研究发现:PTFE自润滑衬垫与微织构GCr15摩擦副在干摩擦条件下摩擦因数较低,仅为0.137,而在纳米MoS2固体润滑剂润滑条件下,其摩擦因数进一步下降为0.123,且波动较小。通过EDS分析表明,表面微织构、聚四氟乙烯衬垫与纳米MoS2润滑介质三者具有协同润滑减摩效应,可摩擦副表面生成一层由PTFE与纳米MoS2材料组成的致密、平滑复合润滑膜,有效改善对摩副之间的润滑特性。研究表明,通过表面激光织构技术与固体自润滑技术(添加纳米MoS2)的有效集成融合,可进一步改善PTFE/GCr15钢配副的润滑性能。

激光作用时间变化下毛化织构表面成形机理与演变规律

激光毛化织构广泛应用于摩擦副表面以提高其接触强度和改变摩擦性能,然而现有研究存在激光成形机理复杂、形貌可控性差等问题。通过对所建立的二维模型进行研究,考虑反冲压力、热毛细力、表面张力对激光熔池流动的影响,分析毛化过程形貌演变规律和激光作用机理。结果表明,当激光加热时间充足时,凹坑织构中心出现凸起,且随着脉宽的增加而增大。中心凸起的形成归因于热毛细力,且受表面张力的影响无法形成过高的凸起。此外,熔池加热阶段形貌主要受反冲压力影响,熔池冷却初期阶段形貌主要受表面张力的主导作用,冷却后期阶段形貌主要受热毛细力的主导作用。在考虑反冲压力、热毛细力、表面张力对激光熔池流动等影响的基础上,建立了激光毛化织构二维数值模拟模型,为未来工程应用提供了理论依据。

模糊逻辑的增程式燃料电池SUV能量管理策略研究

以增程式燃料电池混合动力SUV为研究对象,以优化电池充放电状态、燃料电池工作效率以及增加整车续驶里程为目标,开展基于模糊逻辑的能量管理策略优化研究。基于Simulink/AMESim联合仿真平台搭建了整车及能量管理系统模型,进行了一种前向能量流仿真计算,验证了策略动力性,同时对比分析了恒温器控制策略及基于模糊逻辑的恒温器控制策略在各工况下的充放电状态、燃料电池工作效率及续驶里程。结果表明:在满足动力性指标的前提下,基于模糊逻辑的恒温器控制策略能有效改善电池充放电状态,优化燃料电池工作效率,增加整车续驶里程。在NEDC、WLTC及CLTC-P标准循环工况下,燃料电池工作效率平均提升15.6%,续驶里程分别提升4.99%、5.08%、4.72%。

“三全育人”理念下《新能源汽车工程导论》课程思政探索与研究

文章以新能源汽车工程导论课程为背景,结合“三全育人”理念,探索如何在课程思政中进行有效的教学改革。通过引入新颖的教学方法和手段,提高学生的创新思维和实践能力,加强思想品德教育,实现课程思政与“三全育人”目标的有机融合。通过思政教育的引导,旨在培养学生具备广博的人文知识和高尚的品德修养,使他们能够在实践中更好地担负社会责任。

创新驱动、竞教融合的新能源汽车创新创业人才培养模式研究

随着新能源汽车行业的快速发展,对于培养创新创业型人才的需求也日益增加。文章以新能源汽车领域为背景,探讨了一种创新驱动、竞教融合的人才培养模式。该模式通过以新能源汽车产业人才需求为导向,以产业技术创新项目为驱动,以学科竞赛与教学融合为路径的多方协同多模融合的新能源汽车专业人才培养模式研究,促进高等教育与科技、经济、社会发展紧密结合,积累建设创新型国家所需战略性人力资本。