混合钎料对镍基单晶高温合金大间隙钎焊接头组织和性能的影响

【目的】采用一种新型镍基钎料和母材成分一致的高熔点合金粉混合的方法制备出混合钎料,研究了添加的高熔点合金粉的粒径和配比对钎缝微观组织和力学性能的影响。【方法】采用扫描电子显微镜对钎焊接头的析出相、元素分布、微观组织进行了分析,并对钎焊接头的硬度及持久性能进行了测试。【结果】研究表明,接头主要由钎料合金区(FAZ)、界面连接区(IBZ)和扩散影响区(DAZ)三部分组成。钎料合金区主要由M3B2和M8B型硼化物及γ/γ′相组成。界面连接区由γ和γ′沉淀强化相组成。当合金粉粒径为44μm和75μm时,均可得到无缺陷的焊接接头;但当合金粉粒径尺寸达177μm时,钎缝内会形成孔洞缺陷。【结论】随着合金粉比例的提高,接头连接区的显微硬度有所上升。当合金配比由30%到50%,接头的持久寿命由15 h增加至34 h;但进一步提升比例至60%时,接头的持久寿命下降至0.6 h。该文的结果可为实现高温热端零部件的连接和修复工程应用提供理论依据和参考价值。

FAB法大间隙焊接工艺研究与应用

主要针对生产现场拼板间隙过大条件下的FAB法工艺开发与应用进行研究。经过对多种板厚FAB法大间隙焊接工艺的研究,优化了焊接参数,在保证焊接质量的同时,提高了该焊接工艺在生产现场使用时的适应性。

大间隙磁力传动系统驱动力矩的计算方法

提出了行波磁场驱动的大间隙磁力传动系统，通过磁场分析，以系统电磁体4个磁极状态之一的NS（电磁体左极表示为N，右极为S）为例，对电磁体的空间磁场分布进行研究，建立了系统空间磁场数学模型；通过数值计算和推导，建立了系统驱动力矩计算模型；以Matlab为平台对大间隙磁力传动系统的驱动力矩计算模型进行解析求解，并应用ANSYS软件对系统的驱动力矩进行仿真．研究结果表明：通过增加线圈匝数、线圈通电电流和永磁体磁化强度，减小电磁体和永磁体间耦合距离，将电磁体和永磁体的相对位置沿y方向两侧（左侧或右侧）置于5～10mm范围内等方法，可提高系统的驱动力矩．

常压空气中大间隙介质阻挡放电特性

常压空气中大间隙介质阻挡放电是一种低成本的等离子体产生方法。为此,研究了采用针-板介质阻挡放电(DBD)装置和光电倍增管对常压空气中大间隙介质阻挡放电的特性。结果表明,随着外加电压的变化,存在电晕放电和等离子体羽放电2种放电模式。电晕放电发生在针尖处很小的区域,而等离子体羽放电发生在针-板电极间的较大区域,且等离子体羽长度随外加电压呈阶段性变化。对等离子体羽不同位置的发光信号进行了空间分辨测量,发现针尖附近为连续放电,而远离针尖处为等离子体子弹放电。每次放电等离子体长度随电压峰值的增长关系与每个脉冲的起始电压随外加电压峰值的变化关系一致。

K403与DZ4高温合金的大间隙钎焊

采用两种含钨钎料N171,N300和Rene'95高温合金粉末对K403与DZ4高温合金的大间隙钎焊工艺进行了研究。试验结果表明,在钎焊接头间隙中预填合适粒度的Rene'95高温合金粉末,可实现K403+DZ4的大间隙钎焊。焊后在较高温度进行较长时间的扩散处理,可明显改善大间隙钎焊接头组织,并防止其焊后固溶处理时发生严重重熔,但为避免高温合金粉被钎料过分溶解,在高温扩散处理前,应先在较低温度进行一定时间的热处理。采用N300钎料、预填Rene'95粉钎焊的K403+DZ4大间隙接头经焊后扩散处理,具有良好的高温力学性能,接头900℃的拉伸强度达铸态K403母材的92%,980℃/126MPa条件下持久寿命为135h;再经固溶处理后,接头900℃的拉伸强度超过铸态K403母材水平(677MPa),持久寿命也略有提高。

大间隙下的磁悬浮测控系统设计与研究

大间隙 (如 :15 0～ 2 0 0 m m )下的稳定悬浮控制涉及两个方面 :一方面是磁悬浮控制系统能够产生足够大的磁力克服被控对象的重力和扰动 ;另一方面是选用何种传感器能够检测大的悬浮间隙并反馈给悬浮控制系统使被控对象稳定悬浮。采用激光光强检测技术和磁悬浮控制技术相结合 ,实现了一直径为 2 m、重 34kg悬浮间隙为 180 m m的大型地球仪稳定悬浮并使地球仪以每分钟 2转的速度稳定旋转。

大间隙环流壁面摩擦及偏心转子静特性研究

基于紊流整体流动模型和 Ｍｏｏｄｙ 壁面摩擦系数方程，简化了大间隙环流三维流场非线性偏微分控制方程组，推导了零阶摄动方程，并采用数值方法对大间隙环流中偏心转子静特性进行了深入研究．实例计算结果表明：大间隙环流中转子与以轴承和密封为代表的小间隙环流中转子的静特性有很大不同；壁面摩擦系数沿周向变化；

大间隙磁性液体静密封研究

为满足航空、航天、冶金等领域大间隙静密封要求,建立磁性液体静密封试验台,设计出磁性液体静密封试验件。在试验台上对磁性液体静密封进行深入研究,通过试验得出磁性液体静密封耐压、磁性液体注入量与密封间隙、密封温度和磁性液体磁化强度的关系。从理论上,计算试验件密封间隙中磁场分布,推导出磁性液体静密封耐压和温度关系的解析表达式,计算磁性液体静密封在不同间隙,不同饱和磁化强度下的最大耐压能力。理论分析和试验表明,在大间隙下磁性液体静密封能够满足一定耐压要求,具有实用价值。

大间隙磁性液体与迷宫交替式组合密封的数值及试验研究

为了提高大间隙磁性液体密封的耐压能力,在多级磁源磁性液体密封的基础上提出一种新型的磁性液体与迷宫交替式组合密封结构并设计一种普通的具有二级磁源的磁性液体与迷宫交替式组合密封结构。试验研究0.3 mm到0.7 mm间隙下具有机油基、煤油基和酯基磁性液体的交替式组合密封耐压能力,数值模拟该交替式组合密封中密封间隙内的磁场强度,由磁性液体密封耐压理论计算出该交替式组合密封中磁性液体密封的理论耐压值,对交替式组合密封的试验结果与该交替式组合密封中磁性液体密封的理论耐压值进行比较和分析。结果表明,与多级磁源磁性液体密封相比,该交替式组合密封显示良好的密封能力;当密封间隙大于0.4 mm时,该交替式组合密封的耐压能力随着间隙的增大而减小。

行波磁场驱动的大间隙磁力传动系统方案设计

目前磁力驱动技术应用于旋转类机械传动时,在高速、大间隙条件下动力电机极易损坏,无法保证其长时间运行。针对这些实际存在的问题,提出了一种行波磁场驱动的磁力传动方式,阐述了该系统的结构特点和实现方案,分析了主动磁极(电磁体)和从动磁极(永磁体)之间的相对运动状态关系,确定了永磁体转动过程中电磁体4个磁极状态的切换,设计了系统的传动方案和3种驱动方案,在此基础上对各种驱动方案所产生的空间磁场进行了实验研究,确定了驱动能力较强的大间隙磁力传动系统方案,磁极间隙可达到60 mm。

大间隙环流中偏心转子动特性系数的计算

基于大间隙环流中同心平行涡动转子动特性系数，用数值方法求解了偏心平行涡动转子动特性系数。与已有数值计算结果和实验结果比较表明该方法具有较好的精度。实例计算表明偏心率对大间隙环流中偏心转子动特性系数有较大影响。

大间隙磁流体密封的磁场有限元分析及实验验证

采用有限元法,研究了密封间隙值为0.4～0.8 mm范围内大间隙并联型磁流体密封结构的磁场分布及密封能力与磁源个数的变化关系,采用实验的方法验证了大间隙对多磁源磁流体密封性能的影响,并对计算结果进行了分析和讨论.结果表明:大间隙并联型磁流体密封能力随着密封间隙的增加而减小;多磁源的密封结构可以显著提高大间隙磁流体的密封性能;永磁体与极靴结合处的漏磁及部分磁源没有完全发挥作用,是导致并联型磁流体密封结构的密封能力与单磁源的耐压能力成非线性关系的原因.

大直径大间隙磁性液体静密封的实验研究

某些特殊的应用场合尤其是军工领域中需要使用磁性液体来解决大直径大间隙条件下的静密封问题。本文设计并组装了磁性液体“O”形圈的直径大于390mm，间隙分别为1．1mm，1．5mm，2．0mm和2．5mm的磁性液体静密封结构以及对其进行耐压实验的实验台。在该实验台上，分别测量了不同间隙的密封结构在多种磁性液体注入量下的密封耐压值，使用不同的磁性液体时的耐压值以及不同温度下的耐压值。结果表明：对应于4种密封间隙，本密封结构的最大耐压值分别为通常情况下耐压值的20％，13％，8％和4％，合适的磁性液体注入量分别为70mL，70mL，120mL和120mL；且在温度范围为20～120℃的条件下工作时对温度变化不敏感。

大间隙多级磁源磁性液体密封的实验研究

在某些特殊应用场合尤其是军工领域中要求采用磁性液体密封技术解决大间隙条件下的密封问题。为了提高和验证大间隙条件下磁性液体密封性能,设计了一种多级磁源磁性液体密封结构;实验研究了0.4 mm、0.5 mm、0.6 mm、0.7 mm不同间隙高度下其密封性能与自愈合性能,并将其与单级磁源磁性液体密封的理论耐压值进行了比较、分析和讨论。结果表明:多级磁源磁性液体密封的耐压能力与自愈合能力随着密封间隙的增大而减小;对应于4种不同高度的间隙,多级磁源磁性液体密封的耐压能力分别为单级磁源磁性液体密封耐压能力的4.8倍、3.8倍、2.8倍和2.5倍;大间隙多级磁源磁性液体密封具有良好的自愈合能力。

大间隙磁力传动系统能量传递效率

为了解大间隙、高转速条件下磁力传动系统的能量传递规律,研究行波磁场驱动的大间隙磁力驱动技术;通过微型轴流式血泵外磁场驱动,对大间隙磁力驱动系统各部分能量耗散进行研究,建立系统能量传递效率的数学模型。通过轴流式血泵泵水实验,得到血泵在耦合距离20 mm和30 mm时的最大能量传递效率,即磁力传动系统的最佳工作点,并通过与理论解析值相比较,得到大间隙磁力驱动系统的能量传递效率的变化趋势,确定磁力驱动系统能量传递效率的主要影响因素,为提高磁力驱动系统的能量传递效率提供了途径和依据。

大间隙C波段三轴速调管束流调制模拟研究

利用SUPERFISH软件设计了一种兼具大间隙速调管及三轴速调管优势的C波段大间隙三轴速调管,对所设计大间隙三轴速调管的束流传输及调制情况进行了2维粒子模拟研究。模拟结果表明,三轴速调管设计需要特别关注"模式泄露"问题以及谨慎选择内导体接地支撑杆的位置,以获得稳定传输的电子束。综合考虑上述两个条件,在440 kV的二极管电压下,5.0 GHz,200 MW的强注入功率可以获得11.8 kA的基频调制积分电流,束流调制深度88%,调制电流峰峰值大于40 kA,且调制电流具有良好的频率及相位稳定性。在此基础上,初步模拟得到了大于2.0 GW的平均微波功率,平均效率约33.8%。

大间隙磁力传动系统驱动规律的仿真研究

针对已提出的大间隙行波磁场驱动的磁力传动系统,采用现代计算技术和数值计算中的有限元理论,运用ANSYS软件的磁场分析功能,建立了磁力传动系统的实体模型和有限元模型,通过模拟永磁体的角位移和电磁体线圈的通电状态,对系统工作过程进行了仿真;研究了系统永磁体在转动过程中的受力情况和各参数对系统驱动能力的影响规律,并进行了实验验证。研究结果表明:通过增加线圈匝数、线圈通电电流、永磁体外径和永磁体磁化强度,减小电磁体和永磁体间耦合距离,将电磁体和永磁体的相对位置沿x方向两侧(左侧或右侧)置于5 mm～10 mm范围内等方法,可提高系统的驱动力矩。

大间隙磁力传动系统参数对驱动力矩的影响

根据大间隙磁力传动系统的工作原理及成人生理指标对轴流式血泵的工作要求,设计并搭建了用于系统驱动力矩实验研究的装置。通过改变系统中电磁体和永磁体沿Z轴方向的耦合距离、电磁体和永磁体沿Y轴正、负方向的相对位移,以及电磁体线圈通电电流等参数,进行系统驱动力矩的实验研究,得到各参数对驱动力矩的影响规律,为系统的优化设计提供了依据。

大间隙磁力传动系统驱动磁场的产生方法研究

针对永磁轴流式血泵大间隙磁力传动系统,提出了单磁极切换和双磁极切换两种产生驱动磁场的方法;基于ANSYS有限元分析软件仿真分析了磁场的耦合机理,计算比较了2种磁场驱动下系统的驱动力矩;通过轴流式血泵负载实验,利用大间隙磁力传动系统能量传递效率及电磁体损耗的数学模型,计算并比较了2种磁场驱动下系统磁力传动部分的能量传递效率及电磁体损耗情况.结果表明2种磁场均能实现永磁转子在高频、高速时平稳运转,根据比较结果,选用双磁极切换方式作为系统驱动磁场的产生方法.

粗糙度对大间隙环流偏心转子动特性系数的影响

基于作者建立的大间隙环流中转子运动的理论模型 ,用摄动法推导了大间隙环流流场非线性控制方程的一阶摄动方程 ,采用数值方法研究了静子和转子壁面粗糙度对大间隙环流中偏心转子动特性系数的影响 .研究结果表明 :静子和转子壁面粗糙度对大间隙环流中偏心转子动特性系数有较大影响 .所得到的数值结果与已有的解析解和实验结果具有较好的一致性 .