钴-镍阳极面积比对摩擦辅助电铸镍-钴合金的影响

采用摩擦辅助电铸技术,研究当阴极电流密度为4.0 A/dm^(2)时,钴-镍阳极面积比的变化对镍钴合金电铸层显微硬度、组成和结构的影响。结果表明:当钴-镍阳极面积比由15%增大到25%时,镍钴合金中钴含量显著增加,从43.5%增加到63.5%,镍钴合金铸层显微硬度从603 HV提高到635 HV;当钴-镍阳极面积比继续增大到55%时,钴含量几乎不变,但显微硬度仍从635 HV提高到671 HV,电铸层晶粒呈逐渐细化的趋势。各镍钴合金电铸层均具有面心立方结构和密排六方结构。

镍钴双阳极对电铸合金铸层性能的影响

采用镍钴双阳极电铸工艺制备镍钴合金铸层,研究不同钴阳极面积及电流密度对铸层钴含量和显微硬度的影响。结果表明:随着钴阳极面积的增加,电铸液中钴离子的浓度升高,铸层的钴含量和显微硬度逐渐增加。随着钴阳极电流密度的增加,铸层的钴含量和显微硬度先下降后升高,钴阳极电流密度3 A/dm^(2)时对铸层钴含量和显微硬度影响最显著。在镍阳极电流密度为3 A/dm^(2)、钴阳极电流密度为1 A/dm^(2)、镍钴双阳极面积相等时,铸层的钴含量最多,显微硬度最高,为523.5 HV。

活塞环表面微坑电解加工技术的基础研究

研究表明摩擦副表面的织构可以有效地改善表面摩擦学性能,提出了采用阴极掩模微细电解方法在活塞环表面加工阵列微坑的加工工艺。试验研究了不同绝缘层厚度和加工电压对曲面微坑尺寸的影响。选用优化的加工参数,进行了曲面微坑电解加工试验,在活塞环表面得到平均直径为250μm,深度为10μm的阵列微坑。参照发动机中活塞环/缸套摩擦副的工作原理,采用该加工方法加工出表面面积率不同,深度不同的多个活塞环试样进行摩擦试验。试验结果表明,与光滑曲面相比,带有适当面积率和深度的阵列微坑的试样表面可以有效地降低摩擦因数,起到抗磨减摩的作用。

电解转印表面织构的定域性研究

研究表明,摩擦副表面织构可以有效地改善表面摩擦学性能.电解转印工艺是加工摩擦副表面织构的有效途径.以加工阵列微坑为例,从电解转印的定域性角度出发,提出了以微坑腐蚀系数作为电解转印定域性的评价指标.根据电场理论,建立了电解转印过程阴阳极间电场理论模型,采用有限元电场分析方法探讨阴阳极间距对电解转印过程中阳极表面电场分布的影响.构建电解转印表面织构试验平台,通过试验研究考察了阴阳极间距和电解加工电压对微坑形貌和腐蚀系数的影响.试验结果表明,阴阳极间距由20μm增加到100μm时,微坑直径由55μm增加到130μm,微坑腐蚀系数由3减小到0.012 5,电解转印的定域性降低.加工电压对电解转印定域性有一定的影响,当其他参数不变,加工电压增加到20 V时,微坑腐蚀系数略有下降,微坑轮廓较为清晰.

电解液非线性特性对电解转印加工表面织构定域性影响分析

电解液的非线性特性可以有效提高电解加工的定域性。以表面织构的腐蚀系数作为加工定域性的评价指标,提出采用非线性电解液提高电解转印加工表面织构的定域性。通过实验测得非线性电解液硝酸钠溶液的电流效率曲线,建立了极间电场理论模型。采用有限元电场分析方法分别模拟采用线性电解液氯化钠溶液和采用非线性电解液硝酸钠溶液电解转印加工微坑过程并进行试验验证。模拟和试验结果表明,采用非线性电解液进行电解转印加工可以有效减少侧向腐蚀,提高电解加工的定域性。

活动模板电解加工活塞表面织构技术研究

活塞是发动机中的核心零件,因此,减少活塞裙部与缸套间的抗磨减摩作用具有重要的意义。研究表明,表面织构在改善摩擦副的摩擦学性能方面起到了积极的作用。本文提出了采用活动模板电解加工活塞表面织构技术,针对活塞零件的结构特点,制定了活塞表面织构加工的工艺流程,构建试验系统,并进行了工艺试验,结果表明,活动模板电解加工技术可以有效地在活塞表面加工尺寸一致的微观形貌。

基于电场的双层模板电解加工微坑过程模拟

双层模板电解加工技术是加工摩擦副表面阵列微坑的一种有效手段。以双层模板电解加工单个微坑为例,提出一种新的分析和处理方法对其成形规律进行模拟和分析,建立模板电解加工微坑的极间电场模型,根据电解加工成形理论,利用APDL语言进行数值分析,模拟双层模板电解加工微坑的加工过程,并给出相应的试验验证模拟结果。

双层模板电解加工工艺对LY12表面阵列微坑形貌的影响

针对铝合金(LY12)表面阵列微坑加工精度较低的现状,提出了采用双层模板电解加工铝合金(LY12)表面阵列微坑工艺.该工艺采用高电流密度的方法去除加工过程中的铝合金材料表面的点蚀现象,并使用非线性的硝酸钠溶液减小微坑的侧向腐蚀.通过对电流密度和电解液参数的合理优化,在铝合金工件表面得到形貌一致的阵列微坑.试验结果表明,在双层模板电解加工过程中,采用硝酸钠溶液作为电解液,并选取电流密度为25 A/cm2,可有效减小阵列微坑的侧向腐蚀,提高铝合金表面阵列加工的定域性.

利用表面织构提高活塞环/缸套摩擦性能的实验研究

为研究表面织构对活塞环/缸套摩擦副摩擦学性能的影响,研制了一台往复式摩擦磨损试验机,试件分别为活塞环与缸套的片断。活塞环试件表面的曲率应当尽量与缸套试件表面的曲率相一致,笔者介绍了如何选取最符合条件的活塞环片断。通过电解加工技术,在活塞环试件表面加工出规则分布的微米级凹坑阵列。经过实验探究该凹坑阵列对活塞环/缸套摩擦性能的影响。实验结果表明:具有适当参数的表面织构能够有效减小摩擦,提高摩擦学性能。

超声复合特种加工技术的研究及其发展趋势

简要介绍以超声振动为辅助,电解、电火花以及激光加工为主的复合加工技术,分析其加工机理、优势及应用,并展望未来超声复合加工技术的发展趋势。

基于科研反哺教学的《先进制造技术》 课程教学改革研究

教学与科研在人才培养过程中相辅相成。针对机械类重要的专业课程《先进制造技术》开展科研反哺教学,着眼制造领域的学术前沿,结合团队自身的科研成果,补充教学案例,丰富教学内容,改进教学方式,有益于学生对课程内容的学习掌握,也有利于开拓学生的学术视野,既能让学生巩固理论知识点,又能培养学生的创新精神。

基于钛网基膜电极组件的被动式直接甲醇燃料电池

基于钛网基膜电极组件(membrane electrode assembly,MEA)设计并制作被动式直接甲醇燃料电池(direct methanol fuel cell,DMFC).钛网基MEA以钛金属网作为电极支撑体基底材料,Nafion117作为质子交换膜,PtRu/XC-72R作为阳极催化剂,Pt/XC-72R作为阴极催化剂.被动式DMFC壳体采用有机玻璃材料制作,密封元件采用硅胶片制作,紧固件选用标准件.在室温空气自呼吸条件下,选取不同甲醇浓度的电解液,测试了基于钛网基MEA的被动式DMFC极化性能.结果表明:当电解液中甲醇浓度从0.5 mol/L经过1.0 mol/L增大到1.5 mol/L时,基于钛网基MEA的被动式DMFC的功率密度峰值呈现先增大、后减小的规律;当甲醇浓度为1.0 mol/L,电池功率密度峰值为3.91 mW/cm2.

基于电场的电解转印加工流道过程模拟与分析

电解转印加工技术是金属双极板流道的一种成形方法,在电解加工过程中,流道轮廓的变化和成形规律难以监测。运用有限元模拟方法对流道成形规律进行模拟和分析,建立电解转印极间电场数学模型,根据电解加工成形理论,利用APDL语言进行基于时间步长的数值分析,模拟流道的电解转印成形过程,并给出相应的试验验证。仿真和试验加工流道深度相对误差低于18%,宽度相对误差低于6%,二者均能反映电解转印加工成形规律。

金属双极板流道的电解转印加工试验研究

作为电解加工的革新技术,电解转印加工无需制作微细电极和重复涂层工件,是金属表面微织构的高效、并行成形方法。运用改进后的电解转印加工技术制造金属表面微流道,利用正交试验研究和分析加工间距、加载电压、脉冲占空比等工艺参数对流道加工定域性的影响,加工出定域性较高的宽度为237μm,深度为21μm的多通道蛇形流道,通过极差分析,得出加载电压是流道加工定域性的主要影响因素,定域性指标下最优参数组合是:电压为12V,极间距为100μm,脉冲频率为0.4kHz,占空比为40%,电解液压力为0.09MPa,加工时间为100s。

突发事件导向的交通流微观仿真

为针对突发事件对交通流进行研究,基于ABM技术建立了车辆Agent的适应性决策模型,给出车辆Agent的行驶模型,引入跟驰行为中加速度的算法,利用开源平台Swarm,对实验案例进行分析,得出在工农路与桃园路和啬园路与园林与交叉路口的车流速度、排队长度和车辆Agent数量之间的关系,为建立有效的应急交通预案提供可靠的数据依据.

微小凹坑阵列的电解转印加工试验研究

研究表明,合理的表面织构可改善活塞汽缸中摩擦副的润滑特性,提高抗磨减摩性能。试验了用电解转印法加工凹坑阵列,对加工中阴阳极之间的封闭区域建立数学模型,并进行了ANSYS电场分析。试验研究了阴极掩模胶膜厚度、加工间隙、加工电压对微坑形貌的影响,通过优化加工参数,提高了微小凹坑阵列的均匀性与微坑加工精度。采用光刻工艺制备了直径为10μm、厚度为40μm的阴极掩模,以此进行电解转印加工,可获得平均直径为140μm、深度为30μm的凹坑阵列。

成型压力条件对钛网基膜电极组件性能的影响

为了获得合适的钛网基膜电极组件(MEA)的成型压力条件,以钛网作为电极支撑体材料,采用滴涂的方法制备了钛网基MEA阳极和阴极,并在135℃下,采用0、2.5、5、7.5和10 MPa的成型压力分别热压了5组钛网基MEA。对MEA的微观形貌观察、厚度测量和单电池极化性能研究,结果表明:随着成型压力逐渐增大,钛网基MEA成型厚度逐渐变薄,功率密度峰值先逐渐增大,5 MPa时达到最大值,后逐渐减小。得出5 MPa的成型压力比较合适于钛网基MEA的压制。

V形截面DMFC的设计、制作及测试

为了克服目前管状结构直接甲醇燃料电池(DMFC)成型困难的问题,提出了一种新型结构的膜电极组件(MEA)——V形截面MEA(V-MEA)。确定了V-MEA的结构参数,V-MEA具体由阳极钛网、阳极催化剂层、Nafion膜、阴极催化剂层、阴极扩散层和阴极钛网六层组成。完成了V形截面DMFC(V-DMFC)结构的设计,V-DMFC由底座、V-MEA、密封元件、燃料舱箱体、盖板和塞子等组成。使用自己设计和加工的模具制备了V-MEA,与自己设计和加工的壳体一起组装了V-DMFC样机,并研究了其性能,以1 mol/L甲醇+0.5 mol/L硫酸作为阳极电解液,在高温通入0.1 MPa的100 m L/min氧气条件下,V-DMFC样机最高比功率达到9.50 m W/cm2。

微型沟槽型热管加工技术现状和展望

简要介绍高速充液旋压、拉削成形、微细电解、激光加工等微沟槽加工技术的研究现状,同时对各种加工方法的优势和劣势进行分析,并对未来微型沟槽型热管沟槽加工技术的发展趋势进行了展望。

《特种加工》课程双语教学模式及教学实例分析

根据工程教育专业认证的要求,以《特种加工》课程为对象,对机械专业课程开展双语教学模式研究。应用启发探究式的教学模式,采用小组研讨式的教学方法,编写读本式讲义,制作纯英文课件,课内理论教学与课外实践相结合。通过双语教学,激发学生的主观能动性,拓宽学生的国际化视野,有利于提高本科教学质量。