斜面兜孔圆柱滚子轴承保持架稳定性分析

以某型斜面兜孔保持架圆柱滚子轴承为研究对象,基于ADAMS建立轴承动力学分析模型,引入保持架质心涡动速度偏差比和轨迹盒维数,分析了兜孔前、后壁倾角对保持架稳定性的影响,得出前壁倾角为10°、后壁倾角为-10°时保持架稳定性较好,以此结果对轴承进行优化。分析了转速、径向载荷、间隙比对优化前后轴承保持架稳定性的影响,结果表明:优化轴承和普通轴承的保持架稳定性随转速、径向载荷增大变好,随间隙比增大变差,优化轴承的稳定性优于普通轴承。

60mm厚Q345钢板电子束焊接接头的显微组织及硬度分布

利用电子束焊接方法焊接了60mm厚Q345钢板,研究了接头焊缝区的显微组织及显微硬度分布。结果表明:电子束焊接能够一次性焊透60mm厚Q345钢板,得到成形良好且没有明显气孔、裂纹等缺陷的焊接接头,焊缝深宽比很大,约15∶1;焊缝中心顶层由先共析铁素体、侧板条铁素体和针状铁素体组成,沿着焊缝深度方向铁素体数量减少、板条状马氏体和针状铁素体数量增加且针状铁素体间距变小,晶粒尺寸减小;从焊缝顶层到底层,焊缝中心的硬度呈波动性增大趋势,焊缝区的显微硬度高于母材和热影响区的,且沿着深度方向焊缝区硬度的增长速率明显增大。

智能健康水杯电子系统的设计

随着人们生活和工作的节奏加快,忘记喝水或每日饮水量不足的情况经常出现,导致人们因为不健康饮水而出现亚健康状态。普通水杯不能够显示饮水量和杯中剩余多少水,使得人们不能根据自己需要的饮用水量而健康饮水。智能健康水杯可以自动检测水杯中水量和水温,在人们需要喝水时自动提醒,有效解决了人们的饮水健康问题。

电子束快速成形TC4合金的组织与断裂性能

利用超景深显微镜和扫描电镜对电子束选区熔化快速成形的沉积态TC4试样组织与断口形貌进行观察和分析,研究不同几何成形和加载方向对断裂性能的影响。结果表明,断裂性能在垂直试样中受到柱状晶组织的影响,具有各向异性,在沉积方向上的断裂韧度为94.94MPa·m^(1/2),大于电子束扫描方向的断裂韧度85.33MPa·m^(1/2),而伸长率很小,仅为3%;α相形态对断裂性能有影响:水平试样片层状的α集束组织伸长率及断裂韧度优于垂直试样相互交错的针状α组织,最大值为14.5%和101.45MPa·m^(1/2),而抗拉强度和屈服强度较小;电子束选区熔化制备的TC4试样断口由许多不同尺寸的韧窝和弯曲的撕裂棱组成,断裂方式以延性韧窝状沿晶断裂为主,水平试样的断口撕裂棱曲折程度、韧窝尺寸和深度大于垂直试样。

单道次ECAP黄铜H63的有限元模拟及实验研究

运用DEFORM-3D对黄铜H63(Cu Zn37)进行了单道次的等通道转角挤压计算机模拟计算,对挤压过程进行了凸模的载荷变化、材料流速、有效应力和应变率、坯料晶粒大小的分布情况进行了分析并进行了实验验证。研究结果表明:摩擦力对挤压过程的载荷影响很大,有效应力和应变率的变化随挤压进行的变化趋势基本一致,晶粒度在一定程度上得到了细化,但是不同位置的晶粒大小及分布不均匀。

电子束选区熔化成形角度对TC4合金组织的影响

利用电子束选区熔化技术制备90°、60°、30°和0°的7 mm TC4钛合金试样板,研究了成形角度对显微组织的影响。结果表明:电子束选区熔化制备的试样具有平行于扫描方向的层带组织;90°、60°和30°试样中的β柱状晶贯穿多个层带,其主轴平行于粉末沉积方向,β柱状晶内针状马氏体α'相互交错形成网篮状魏氏组织,β柱状晶和马氏体α'的宽度随成形角度减小而增大;成形角度为0°的试样组织为细长的β晶粒,β晶内α相平行分布形成α集束,各β晶粒中的α集束取向不同。

初始条件对粉末连杆锻造致密过程影响的模拟研究

为研究在不同初始条件(初始相对密度、摩擦因子)下对粉末连杆锻造致密过程的影响,运用塑性变形有限元软件DEFORM-3D对粉末连杆锻造过程进行了计算机模拟研究;研究结果表明,不同初始条件对粉末连杆锻造成形致密过程具有重要影响:(1)连杆锻造过程受到的等效应力集中在杆身部位,连杆两头的等效应力相对较小,说明其锻造过程各处所受等效应力不均匀,成形密度也不均匀;(2)初始相对密度较小的预锻坯锻造结束时,连杆大头处的材料不能达到致密,初始相对密度大的预成形坯,终锻致密效果好;(3)摩擦因数越大,连杆表面的材料流动阻力就越大,连杆大小两头就越难达到致密,说明摩擦因子对连杆相对密度分布均匀性有较大影响;通过对粉末连杆锻造致密过程影响的研究,为粉末连杆预锻坯和模具的优化设计及粉末锻造连杆的成形规律提供一定理论依据。

磁梯度箍缩磁流变阀压降性能仿真分析

针对目前磁流变阀压降调节方式单一的不足,基于磁流变液磁梯度箍缩模式设计了一种液流通道截面积随外部磁场变化而变化的磁流变阀,阐述了磁流变阀的结构及工作原理,推导了压降数学模型。采用有限元法对磁梯度箍缩磁流变阀的磁场和流场进行仿真,分析了磁流变液入口速度、输入电流、液流通道半径对磁流变阀压降变化的影响规律。结果表明:磁流变阀在设计结构下产生高梯度磁场,能够有效控制液流通道的截面积大小;阀进出口压降随着液流入口速度、输入电流的增加逐渐增大,随着液流通道半径的增加而减小,其中液流入口速度影响最小,液流通道半径影响最大。当液流入口速度为1.5 m/s、输入电流为1.5 A、液流通道半径为0.5 mm时,磁梯度箍缩磁流变阀的压降可达1.89 MPa。

圆柱滚子轴承V形兜孔形面的磨损性能

为研究高速轻载工况下兜孔形面几何参数对V形兜孔圆柱滚子轴承保持架磨损性能的影响,建立了考虑兜孔处润滑影响的轴承动力学模型。以基于Masjedi磨损模型的时间平均磨损率作为磨损性能的评价标准,研究了兜孔形面几何参数对V形兜孔保持架磨损性能的影响规律,分析了在不同转速下兜孔壁倾角均为15°的V形兜孔保持架的磨损性能及打滑特性。结果表明:兜孔形面几何参数对保持架的磨损性能影响显著,通过对其优化可有效提升保持架的磨损性能;保持架的时间平均磨损率随内圈转速的增加而上升;在内圈转速的范围为5000~20000 r/min时,兜孔壁倾角均为15°的V形兜孔保持架的时间平均磨损率和打滑率均低于普通直兜孔轴承。

钛合金表面激光熔覆Ti-Mo-Si涂层组织研究

为了改善钛合金的硬度和耐磨性能,利用5 k W YLS-5000光纤激光器,在TC4合金表面分别激光熔覆纯Ti粉、Ti-15%(Mo+Si)和Ti-30%(Mo+Si)混合粉末(质量分数,Mo与Si原子比为1∶2),通过正交实验选择合适的功率和扫描速度等工艺参数,得到3种不同的涂层,利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)对熔覆层的微观组织进行观察和研究、X射线衍射仪(XRD)研究熔覆层相组成,用显微硬度仪测得3种熔覆层的硬度。结果发现,功率为3 k W扫描速度10 mm·s-1得到熔合较好,缺陷较少的熔覆层。熔覆纯钛粉涂层组织为细小针状马氏体α'相,熔覆Ti-15%(Mo+Si)涂层在界面处共析出白色条状Ti Si2,熔覆Ti-30%(Mo+Si)涂层上部出现了镶嵌在涂层中的分块状Mo5Si3,MoSi2硬质相,而且白色晶间析出物增多,XRD结果显示β相增多。3种涂层熔覆区硬度有很大的区别,熔覆纯钛粉涂层平均硬度为HV0.2500左右,熔覆Ti-30%(Mo+Si)涂层最高硬度达到了HV0.21120,是基体的3.4倍左右。分析比较了3种涂层组织差异的原因,Mo,Si元素添加对钛合金组织的影响,结合热力学分析,探讨混合粉末形成Mo Si2的反应机制。

V形兜孔圆柱滚子轴承的高速动态性能

保持架打滑和动态不稳定是航空发动机主轴圆柱滚子轴承面临的难题,为此提出一种V形兜孔圆柱滚子轴承,并对其保持架打滑及稳定性展开研究。运用Hertz接触、弹流和流体润滑及牛顿-欧拉动力学理论,建立径向刚性加载下轴承的动力学模型,在此基础上,利用变步距龙格库塔数值积分法进行动力学数值仿真,探讨了V形兜孔的几何参数对保持架打滑及稳定性的影响,分析了兜孔优化后在不同转速下保持架的打滑特性、稳定性及兜孔/滚子碰撞特性,结果表明,V形兜孔的几何参数对保持架打滑及稳定性的影响显著,在30000~60000r/min的转速范围内,优化轴承保持架的打滑率明显低于普通轴承,涡动半径明显小于普通轴承,滚子对兜孔局部碰撞的力幅值和频率也明显小于普通轴承。