摩擦片表面凸起对汽车干式离合器滑摩噪声的影响

干式摩擦离合器在使用中易产生一种滑摩噪声,严重影响乘车舒适性;工程中目前仅能采用替换件来试图解决该故障,而且影响离合器滑摩噪声的关键因素尚不清楚。对滑摩噪声离合器故障件进行回厂检测,发现故障件摩擦片存在较大的表面凸起。建立摩擦离合器总成简化有限元模型,应用复特征值分析方法,研究了摩擦片表面正弦凸起对滑摩噪声的影响。对比分析了各种不同表面凸起下,离合器接触表面的最大压力分布。对存在滑摩噪声的实车噪声频率进行了测量,并与仿真噪声频率进行对比。结果表明:摩擦片表面凸起会明显增大滑摩噪声的发生趋势,摩擦片表面凸起引起的离合器滑摩噪声处于低频阶段;摩擦片表面凸起高度增加,离合器滑摩噪声频率趋于降低;接触压力表现外缘压力大,内缘压力小,摩擦片表面凸起值增加,最大接触压力值增大;实测最大噪声频率与仿真预测噪声频率基本接近,验证仿真方法具有一定有效性。

表面凸起对机翼热气防冰腔内换热强化的影响

采用数值模拟对比研究了光滑表面和具有表面凸起结构热气防冰腔内湍流流动的换热特性。机翼防冰腔内笛形管具有三排射流孔,射流孔角度有0°±45°组合以及0°±30°组合。为了强化射流冲击光滑表面的流动换热,在防冰腔内表面正对射流孔的射流冲击区,设计了表面凸起结构,用来强化射流对壁面的冲击换热效果并起到引流作用。通过改变射流孔射流角度研究了射流角度对传热特性的影响。计算结果表明:与光滑防冰腔内表面射流冲击换热相比,表面凸起结构可以将均匀发散的壁面射流集中为高速壁面射流,提高壁面射流区的对流换热系数,从而增强射流冲击换热效果,机翼前缘的强化换热效果尤为明显。

高超声速下表面凸起干扰气动热实验研究

对高超声速飞行器表面凸起附近的气流流动和气动加热开展了实验研究和分析。实验在高超声速炮风洞中进行,来流马赫数为8.2、单位雷诺数为9.35×106 m-1。利用薄膜传热测量方法进行了凸起几何形状和边界层状态对干扰流动加热的影响评估。利用流油图谱和纹影摄像法得到了凸起周围的流动特征:若凸起上游边界层未分离,最大峰值热流发生在凸起侧方附近处;若凸起上游边界层完全分离,最大峰值热流通常发生在凸起的上游表面。实验发现最大峰值热流和来流边界层状态关系不大,原因是流动干扰区表现出较强的三维扰动特性,使得来流层流边界层在干扰区内会转变成过渡甚至完全湍流状态。

铝粒表面微凸起对凝聚产生的影响

为进一步研究非球形铝粒表面微凸起对含铝推进剂凝聚燃烧的影响,用Young Laplace公式和化学势的微分式,推出非球形铝粉凝聚起始温度下降公式。发现铝粒表面微小凸起的平均半径越小,则铝粉凝聚起始温度就越低,其影响不容忽视。用电化学微电池理论,阐明了铝粉与NaOH溶液的反应机理。铝粒与NaOH溶液构成局部腐蚀电池,金属铝在阳极上失去三个电子,发生氧化反应。由于非球形铝粒组织和物理状态的均匀性比球形铝粒的差,表面的微电池数目比球形铝粒的多,因此有较大的反应速率。

冷轧镀锌板表面线状凸起缺陷分析与改善措施

分析了镀锌板生产过程中暴露的线状凸起缺陷,在冷轧和镀锌工序进行了缺陷跟踪对比试验,确定了热轧钢带纵裂、冷轧及镀锌工序产生的划伤是主要影响因素,并且制定了改善措施,最终使镀锌板线状凸起缺陷得到了有效控制。

软磁合金冷轧带材的表面凸起原因分析

针对1J79软磁合金冷轧带材表面出现鼓泡现象，应用金相分析方法，借助于金相显微镜、扫描电镜及三维镜对缺陷样品进行了专项分析研究。研究显示：该合金表面鼓泡的出现是由于显微疏松所致。浇铸时在铸锭中产生的柱状气孔在材料后期的锻造、热轧、冷轧工序中没有焊合或完全焊合，在冷轧至0．6mm后，热处理时存留在材料中的气体受热膨胀，产生塑性变形导致鼓泡出现。

表面缺陷对硅橡胶密封性能的影响规律研究

采用有限元方法研究金属表面凸起缺陷对硅橡胶密封性能的影响规律。基于ABAQUS软件,建立密封接触过程有限元模型。重点分析表面凸起的高度、半径和位置对密封性能的影响。结果表明:表面凸起缺陷对密封性能影响显著;高度和位置对接触压力和接触面积影响较大,凸起的高度越大、距离接触压力的峰值位置越近时,越容易发生泄漏;而凸起半径对密封性能的影响相对较小。

多尺度粗糙度对接触面真实接触面积的影响

当两个粗糙面在力的作用下相互接触时,只有表面上的微凸体相互接触。这些微凸体的接触影响着接触面的摩擦、磨损并且决定着两接触面之间的导电性和热传递功能。这些微凸体存在于各个不同的尺度下,并且形状也不相同。运用堆叠式多尺度接触模型对典型的加工表面进行分析,研究多尺度粗糙度对接触面真实接触面积的影响。结果表明,在塑性接触和弹塑性接触情况下,接触表面的多尺度粗糙度对于真实的接触面积和接触力均都有着很大的影响,不同表面之间的接触面积和平均接触压力以一个数量级的大小变化。研究结果表明某些加工工艺得到的表面或许更适合于作为设备中相互接触的表面。

深层页岩剪切滑移裂缝渗透率变化规律

为了明确深层页岩裂缝渗透率在剪切滑移过程中的变化规律,选用四川盆地涪陵地区下志留统龙马溪组页岩和美国宾夕法尼亚地区Marcellus页岩露头岩样,进行了不同法向应力和滑移速率条件下的裂缝剪切滑移实验,并应用脉冲衰减法采集了裂缝渗透率的变化数据,分析了法向应力、岩石矿物组分和滑移速率等因素对深层页岩裂缝长期导流能力影响的规律。研究结果表明:①页岩剪切滑移裂缝的渗透率受到裂缝表面凸起被剪切破坏和剪胀作用两种因素的综合影响;②裂缝表面凸起被剪切破坏致使裂缝的孔隙度下降、有效水力开度减小、渗透率降低,其中渗透率的变化主要受到页岩矿物组分、法向应力和滑移速率等因素的综合影响;③层状硅酸盐含量高的页岩裂缝在高法向应力和高滑移速率下,剪切作用导致裂缝表面凸起被破坏,较之于网状硅酸盐含量高的页岩,前者裂缝渗透率的下降幅度更大;④滑移裂缝的剪胀作用使得裂缝的有效水力开度增大、渗透率升高,其中渗透率的变化主要受到滑移距离、剪胀角、页岩矿物组分、法向应力等因素的影响;⑤网状硅酸盐含量高的页岩裂缝在低法向应力和低滑移速率下,剪胀作用会使得裂缝渗透率出现小幅度的上升;⑥压裂施工前期可考虑大排量、高注入压力形成规模复杂缝网,后期可考虑采用较低的流体注入速率和注入压力,使压裂裂缝和天然裂缝产生一定程度地滑移,从而有效提高裂缝渗透率和储层整体渗透性。

短间隙短路放电的场增强因子研究

运用扫描电镜对IEC安全火花试验装置电极系统的微观表面形貌进行了扫面测试,测试结果表明镉盘电极表面存在高度和半径均为微米量级的微凸起,而钨丝电极表面无明显微凸起;以镉盘为阴极,建立了电极系统的短路放电物理模型以及单个微凸起的圆柱形等势阱模型。运用分离变量解法,推导得出阴极金属表面微凸起引起场增强因子β0的解析表达式。根据电极表面电物理的微观不均匀性,推导出了微附加物作用下场增强因子β1的计算公式。指出该放电过程中,进行场增强因子计算时,须综合考虑电极表面微凸起及微附加物的作用,综合场增强因子β在数值上等于上述两增强因子之积,即β=β0β1。运用IEC安全火花试验装置进行了电容短路放电实验,实验结果验证了理论分析及计算公式的正确性。

火花放电原子发射光谱分析中优先放电成因探讨

火花源原子发射光谱分析中存在优先放电现象,其形成机理还缺乏系统、全面的解释。经查阅相关资料得知优先放电与分析样品中组分的功函数以及表面粗糙度有关,通过设计一组实验对这些影响因素加以证实:制备两种功函数金属接触样品、光滑表面带凸起样品以及轧制状态和浇铸状态样品,观察这些样品的火花放电斑痕形貌特征及分布。实验证明低值功函数物相和试样表面凸起均可引起优先放电,低功函数的夹杂物所形成的尖端凸起较相同几何尺寸的钢基凸起更容易放电。根据实验结果并结合物理理论分析,提出了优先放电现象的初步解释与判据。另外实验还观察到若干火花放电中的特殊现象:一次火花脉冲过程中存在2个时间顺序的放电,表明一次放电可能会产生多个有时间先后的"单火花";以及放电坑周围存在夹杂物蒸发或碎片残留的现象。