预氧化碳纤维增强受电弓碳滑板材料的研究

利用预氧化碳纤维(OPF)和沥青、焦炭等为原料,采用热压、焙烧等工艺制备预氧化碳纤维增强受电弓碳滑板;研究不同OPF含量受电弓碳滑板导电导热以及力学性能;利用扫描电镜(SEM)、偏光显微镜(POM)、X射线衍射仪(XRD)等仪器对复合材料内部结构进行观察。结果表明:滑板材料性能的提升与OPF/沥青间的共碳化界面以及界面处与基体中的微晶网络形成有关。OPF质量分数为1.5%的复合材料具有较好的导电导热以及力学性能,电导率和导热系数分别为279.33 S/cm和3.37 W/(m·K),抗压强度和抗折分别为155.00、48.85 MPa,且符合受电弓碳滑板性能要求。

碳纤维对铜-石墨复合材料性能的影响

根据目前电力机车受电弓滑板应用的背景研究了在铜 石墨复合材料中加入碳纤维后对复合材料滑动电接触性能的影响。详细研究了碳纤维的加入量、排列、分布对复合材料密度、电阻率、冲击性能的影响规律 ,并通过与传统滑板性能比较来验证它是一种既具有优良滑动接触性能又具有优良导电性能和一定强度的新型滑动电接触复合材料。

碳纤维复合材料电力机车受电弓滑板的研制

以改性酚醛树脂为粘结剂,以碳纤维、铜纤维为增强剂和导电组分,以石墨等为润滑组分,采用常规热压成型工艺制造一种新型碳纤维复合材料电力机车受电弓滑板。该材料采用层状复合结构。与浸金属碳滑板相比,碳纤维复合材料受电弓滑板的密度更小,电阻率更低,冲击强度和弯曲强度更高。

框架节点梁柱端部碳纤维布加固的受力分析和设计方法研究

针对各种原因造成的与钢筋混凝土节点(柱脚)相连的梁或柱抗弯性能不足,设计了一种用碳纤维布提高梁柱抗弯能力的加固方法,并用试验进行了验证。本文用ANSYS有限元程序建立了梁柱端部用碳纤维布加固的钢筋混凝土框架中部梁-柱-节点试件的三维有限元模型,用弹簧单元模拟胶层的粘结滑移,分析了应力在混凝土、碳纤维布和铝角钢之间的传递和发展过程。在与试验结果的对比分析和对有关参数的有限元分析基础上,提出了该加固技术的设计方法。

新型铜-碳复合受电弓滑板的制备

通过分析当前电力机车受电弓滑板存在的各种问题,用粉末冶金法研制出了一种新型的受电弓滑板.该滑板由铜、碳纤维和石墨等构成.首先分析了成形压力、烧结温度对滑板性能的影响,然后对其导电性、摩擦、磨损性能及冲击韧性进行检测并与当前正在使用的受电弓滑板进行了对比.结果表明,该新型滑板的最佳制备工艺条件为铜含量78%,碳纤维含量2%,石墨含量15%,添加剂含量5%,成形压力为200MPa,烧结温度为880℃.该滑板不仅电阻率很低,而且其摩擦、磨损及冲击韧性等性能也较当前正在使用的受电弓滑板优越.与当前正在使用的碳滑板相比,其摩擦系数降低54.5%,磨损量减少41%,冲击韧性提高9.6倍,导电性增强87倍.

碳纤维/石墨/铜复合材料的制备与性能研究

采用碳纤维布、铜粉、石墨、酚醛树脂、铜网等材料,通过热压成型等工艺,制备了新型碳纤维/石墨/铜复合材料受电弓滑板.通过对该复合材料的物理和力学性能测试,并与目前常用的受电弓滑板的材料进行了对比.实验结果表明:碳纤维/石墨/铜复合材料受电弓滑板具有密度小、电阻率低、抗弯强度及冲击韧性强等特点,适合于制作电力机车的受电弓滑板.

受电弓滑板用三维网状铜-碳复合材料的研究

利用碳纤维布和铜粉、钛粉、石墨粉等为原料,采用热压成型、烧结等工艺制备三维网状铜-碳复合受电弓滑板。研究受电弓滑板的物理力学性能,利用扫描电镜(SEM)对复合材料的内部结构进行观察,并与当前正在使用的受电弓滑板的性能进行对比。结果表明:铜和碳纤维在空间互成三维网状结构,铜质量分数为40%的复合材料具有较小的电阻率和较好的力学性能。

新型高性能电力机车受电弓滑板的研究

通过分析当前电力机车受电弓滑板存在的各种问题,用粉末冶金法研制出一种新型的受电弓滑板。该滑板由铜、碳纤维和石墨等构成。分析了成形压力、烧结温度对滑板性能的影响,对其导电性、摩擦、磨损性能及冲击韧性进行了检测,并与当前正在使用的受电弓滑板进行了对比。结果表明:该新型滑板的最佳制备工艺条件为(含量)铜78%,碳纤维2%,石墨15%,添加剂5%,成形压力为200MPa,烧结温度为880℃。该滑板不仅电阻率低,而且其摩擦、磨损及冲击韧性等性能也优越于当前正在使用的受电弓滑板。与国外浸金属碳滑板 Rh82Mb 相比,其摩擦系数降低20%,磨损量减少1.3%,冲击韧性提高1.7倍,导电性增强65倍。

层状结构受电弓滑板制备工艺的研究

采用正交试验方法优化受电弓滑板的制备工艺,通过测试滑板的冲击性能、电阻率、磨损性能,确定其最佳制备工艺;利用电子探针对磨损后的表面进行了观察,并分析了受电弓滑板的磨损机理。结果表明,受电弓滑板的主要磨损形式是粘着磨损及磨粒磨损,模压温度和加压时机对滑板的综合性能影响较大。分析得到最佳制备工艺参数为:模压温度T=170℃,单位厚度保压时间t=5min/mm,压力P=60MPa,加压时机tp=3min。

电力机车受电弓滑板的技术现状

介绍了电力机车受电弓滑板的工况特点及对滑板材料的要求,概述了几种不同材质滑板的性能及应用,分析了滑板的机械磨耗和强电流作用下的磨耗特点,展望了滑板发展的一个新动向——碳纤维复合材料滑板。

新型电力机车受电弓滑板的研制

在分析当前电力机车受电弓滑板的使用状况及其存在的各种问题的基础上,用粉末冶金法研制新型受电弓滑板以满足我国电力机车发展的需要。新型滑板由铜、碳纤维和石墨等构成,成形压力为200MPa,烧结温度为880℃。它不仅电阻率很低(0.20μΩ.m),而且摩擦、磨损及冲击韧性等性能都远远优于当前正在使用的电力机车受电弓滑板,与当前正在使用的碳滑板相比,摩擦系数降低54.5%,磨损量减少41%,冲击韧性提高9.6倍,导电性增强87倍。

基于接触滑移理论的CFRP拉索黏结型锚具精细化仿真

基于接触滑移理论以及库仑摩擦模型,利用通用有限元软件ANSYS的接触分析模块,建立CFRP拉索黏结型锚具精细化有限元模型.根据既有试验数据以及客观规律对所提出的精细化分析方法进行准确性验证,并利用经过准确性验证的有限元模型进行参数分析,从而得到外套筒锥度、黏结材料弹性模量以及筋材表面粗糙度与锚具锚固性能之间的关系,确定不同破坏形式下CFRP筋材直径的选择原则,给出可用来指导设计锚具合理尺寸的锚具极限拉力-最小锚固长度关系曲线.根据定量定性分析结果给出锚具锚固性能的优化方向,为新型锚固设计方法提供理论依据.

碳纤维复合材料及其在微型抗滑桩中的应用与研究

基于碳纤维及碳纤维复合材料的特性和优点,探讨了土木工程领域碳纤维复合材料的可利用性,并将碳纤维复合材料运用于微型抗滑桩结构中,对多种材料组合的强度进行对比,为微型抗滑桩中运用碳纤维复合材料提供参考。

碳纤维疏绞导线与牵引器过滑车试验及有限元分析研究

碳纤维导线复合芯棒轴向抗拉能力强,但径向抗弯、抗压能力较弱,因此在导线放线施工尤其是在过滑车过程中易发生损伤。对新设计的碳纤维扩径疏绞型导线与装配式牵引器过滑车兼容性展开了实验及有限元分析研究,分析与滑车保持30°包络角,导线一端受0.3RTS(导线计算拉断力)下过滑车20次,导线所受应力及变形。试验及有限元分析结果证明:SKQT-530K装配式牵引器与530k630碳纤维复合芯导线过滑车兼容性状况良好可达到技术要求;碳纤维导线过滑车时应力集中主要发生在滑车与导线接触位置,最大应力由碳纤维复合芯棒承受,芯棒弯曲半径越小导线过滑车越易受到损伤;在30%RTS下与滑车保持30°包络角过滑车过程中导线所受应力大小与包络角成正比;分析结果也表明导线从内层梯形铝线到外层圆铝线所受应力从内到外逐层减小。

炭纤维对高阻电刷材料性能的影响

为进一步提高高阻电刷的性能,考察了炭纤维对石墨树脂粘结剂高阻电刷材料性能的影响。采用工业制造电刷的工艺流程制备了不同炭纤维含量的高阻电刷样品,并对电刷材料进行了性能测试和结构表征。结果表明,随着炭纤维含量的增加,电刷材料的抗折强度及导电性逐渐增加,电刷的磨损速率逐渐减小。炭纤维的加入能使电刷滑动系统接触性能变好,从而有效减小电刷换向火花,并促使电机系统的润滑膜保持完好的状态。对所制备的含炭纤维电刷进行磨损性能测试,其使用寿命达到了350h。

斯特林发动机密封套的相关技术研究

滑动密封技术是斯特林发动机的关键技术之一,其关键功能承担件密封套的材质及结构设计尤为重要。运用滑动密封理论结合密封套结构分析并研究了滑动密封的技术原理,优化了密封结构。结合密封套的材料性能、结构特点及精度要求,对密封套的相关技术进行了介绍。

碳纤维/铜复合涂层材料研究

采用碳纤维替代铜锡铅三元轴承合金中的铅组元,以提高铜基复合涂层的耐磨减摩性能及避免铅对环境的有害影响.通过金相显微镜观察添加了碳纤维的铜基复合涂层的微观组织,并对其显微硬度、磨损量和摩擦因数进行测量.结果表明:镀铜碳纤维与铜基体结合良好,当碳纤维体积分数(φ)为0～9%时,随碳纤维体积分数的增加,涂层的显微硬度、耐磨性能和减摩性能也随之提高,有望用于替代含铅铜基滑动轴承.

关于电力机车受电弓滑板的探讨

介绍了铁路电力机车受电弓,粉末冶金滑板、碳基复合材料滑板、碳滑板的行业规定及现状;大准铁路受电弓滑板的工作环境,铜基滑板、韶山4型直流电力机车三段式浸金属碳滑板、和谐型交流电力机车整体式浸金属碳滑板,自动脱网装置,电力机车受电弓滑板安装使用中的注意事项;新型碳纤维材质受电弓滑板的特点。

碳纤维增强复合材料层合板的振动控制研究

以压电陶瓷-碳纤维增强复合材料层合板为研究对象,基于状态向量法和传递矩阵法建立了层合板的力电耦合运动方程。基于状态向量法和传递矩阵法的动力学模型能够更好地体现出带有不同铺层角度的层合板的固有特性。通过建立的动力学模型对碳纤维增强层合板和压电元件所组成的压电系统在MATLAB中进行状态空间方程求解。将解析结果与有限元结果相对比,仿真结果与解析结果具有良好的一致性,验证了模型正确。通过滑模控制,分析层合板在不同形式外部激励信号作用下的振动时域响应。在施加控制后,系统输出响应的幅值下降约为原来的50%。

不同速度下C/C-Cu复合材料的摩擦磨损性能

以短炭纤维针刺整体毡为增强体,采用化学气相渗透(CVI)法制备C/C多孔坯体,利用气压熔渗将Cu渗入到C/C多孔体中制备C/C-Cu复合材料.在QDM150型干摩擦试验机上测试了不同速度下C/C-Cu复合材料的摩擦磨损性能.采用金相显微镜和扫描电镜分别观察材料的结构和摩擦表面形貌.结果表明:在滑动速度分别为20.5m/s,28.5m/s和35m/s条件下,材料摩擦因数分别为0.32,0.49和0.37,线磨损量分别为0.05mm,0.09mm和0.85mm;低速下,材料表面未形成摩擦膜,以磨粒磨损为主,较高速度下,形成摩擦膜,以粘着磨损为主.