复合(组合)消能器研究与应用

阐述复合(组合)消能器的定义,给出复合(组合)消能器实现途径与设计原则,介绍几种典型复合(组合)消能器的构造、原理、特点及应用情况,分析当前复合(组合)消能器研究与应用中存在的问题,指出复合(组合)消能器在未来创新研究与应用中应加强的研究方向。

基于ABAQUS的减速器摩擦钢片热力学分析

为解决减速器摩擦钢片制动过程中由于热传导不均发生开裂或变形的问题,基于有限元分析软件ABAQUS创建有限元分析模型,对常规制动工况下的减速器摩擦钢片进行热力学分析。计算结果表明:制动前期摩擦钢片接触压力均匀分布;制动中后期由于摩擦热量传导不均,接触压力分布沿径向呈中径较高、内外径略低状态,周向压力分布均匀,最大压应力在许用压应力范围内。在此基础上,进一步计算摩擦钢片温度场及热应力分布,从计算云图看出,摩擦面径向温度梯度和热应力梯度没有明显变化,温度场及热应力分布均匀,且最大热应力远低于许用热应力。综合分析常规制动工况下的接触压力、温度场及热应力分布状态,结果显示:摩擦钢片不会产生径向裂纹或碟形翘曲变形,满足减速器制动需求。通过摩擦钢片热力学分析,可为电动叉车制动装置的设计与制造工艺改进提供坚实的数据基础。

炮钢表面电弧离子镀Cr涂层的制备及磨损性能

为了增强炮钢表面的摩擦磨损性能,采用电弧离子镀技术在炮钢表面沉积硬Cr涂层和软Cr/硬Cr涂层。采用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪对炮钢和涂层的微观形貌、成分以及相组成进行表征。结果表明:在硬度和耐磨性方面,硬Cr涂层和软Cr/硬Cr涂层较炮钢基体均显著提升,其中软Cr/硬Cr涂层的纳米硬度最高,相较于炮钢,硬度提升了173%,并具有较高的H^(3)/E^(2)和H^(3)/E^(2 )值;在磨损方面,炮钢的磨损量最高,其次是硬Cr涂层,而软Cr/硬Cr涂层的磨损量最低。炮钢的磨损机理主要为粘着磨损和磨粒磨损,硬Cr涂层为轻微氧化磨损和磨粒磨损,而软Cr/硬Cr涂层为粘着磨损、磨粒磨损和氧化磨损。

摩擦-防屈曲钢板墙复合减震构件简化计算模型及应用

为解决防屈曲钢板墙屈服位移大,在小变形阶段仅提供刚度和承载力而无法消能的缺点,将墙式摩擦阻尼器与防屈曲钢板墙在厚度方向进行并联布置,构成新型摩擦-防屈曲钢板墙复合减震构件。小变形阶段,复合构件中的摩擦阻尼器滑动消能,随着变形增大,防屈曲钢板墙进入屈服状态,摩擦阻尼器和防屈曲钢板墙共同消能。基于防屈曲钢板墙、摩擦阻尼器以及摩擦-防屈曲钢板墙复合构件的试验结果以及复合构件构造特点,建立了弹簧束简化计算模型,用于模拟摩擦-防屈曲钢板墙复合减震构件的力学性能。简化模型的计算结果与试验结果基本吻合,可替代实体有限元分析,且可在结构整体分析中直接应用。基于简化模型,通过参数分析的方法,以最优附加阻尼比为控制指标,探讨了复合构件中摩擦阻尼器滑动摩擦力与防屈曲钢板墙屈服承载力的合理比值(滑屈比)、构件高宽比建议值。参数分析结果表明,高宽比建议小于1.5,而滑屈比合理比值范围为0.07~0.10。

锆离子作用下镀锌板刷涂磷化-皂化工艺及膜层性能

[目的]对于一些应用于特殊场合的镀锌板,在磷化后还要进行皂化处理,以满足摩擦因数低及耐蚀性优良的使用要求。[方法]采用刷涂的方式对镀锌板磷化处理后再皂化。对比了镀锌板经不同工艺处理后的表面微观形貌、动摩擦因数和耐蚀性。研究了刷涂磷化液中添加不同质量浓度(0~20 g/L)的锆盐时对磷化-皂化膜层表面微观形貌和动摩擦因数的影响。[结果]皂化处理可提高磷化膜表面的平整性和均匀性,降低磷化膜的动摩擦因数,但对磷化膜水接触角的影响很小。磷化液中添加锆盐可以有效降低磷化-皂化膜层的动摩擦因数,令其满足动摩擦因数小于0.16的应用要求。[结论]通过刷涂方式可在镀锌板表面获得动摩擦因素低、耐蚀性好的磷化-皂化膜,有望实现工程化应用。

拖拉机主离合器从动盘摩擦钢片断裂仿真分析及改进

拖拉机主离合器位于发动机与变速箱之间,用来分离或结合前后两者之间的动力。针对试验过程中发现的离合器从动盘摩擦钢片断裂现象进行仿真分析,通过对不同的结构改进进行模拟分析,总结出拖拉机主离合器从动盘摩擦钢片改进方向。

深中通道桥梁工程环氧钢绞线张拉用限位板的张拉限位距离

以深中通道项目的桥梁工程为对象,针对环氧钢绞线的张拉施工,通过理论分析、室内试验和现场检测,围绕限位板的限位距离对锚口摩阻及预应力损失的影响进行了分析。首先分析了锚具系统锚口摩阻的构成和影响因素,通过试验数据和理论计算验证了不同限位距离对锚口摩阻损失和钢绞线回缩损失的影响;然后通过计算与在实际桥梁工程中进行试验,对比了不同限位距离下钢绞线的磨损情况及锚下有效预应力值,得出了限位距离为12mm时张拉本项目的单丝环氧钢绞线能够有效降低预应力损失的结论;最后总结了分析结果,并提出了在深中通道桥梁工程中使用限位距离为12mm的限位板进行环氧钢绞线张拉的建议,为类似工程的预应力施工提供实践经验。

Ni-W(D)合金电刷镀层的滑动磨损特性研究

研究了 Ni- W( D)合金刷镀层在不同载荷下的滑动磨损特性 ,用扫描电子显微镜观察试样磨损表面形貌 ,用铁谱仪和流体光谱仪分别分析磨屑的尺寸和成分 .结果表明 :在载荷 1 0 0～ 2 0 0 N下 ,Ni- W( D)合金镀层磨损表面主要呈现轻微擦伤迹象 ,刷镀层表现出优良的抗磨能力 ;在 30 0 N载荷下 ,由于镀层剥落而造成磨粒磨损 。

板式橡胶支座滑动摩擦性能试验及其力学模型

针对汶川地震中小跨度梁桥出现的板式橡胶支座滑动的典型震害，对板式支座与钢板间的滑动摩擦性能进行了试验研究，分析了竖向正压力和滑动速率对支座滑动摩擦性能的影响规律，试验结果表明，在发生明显滑动之前，支座以水平剪切变形为主，伴随少量的相对滑动，其名义剪切模量在700～1100kPa之间；板式支座与钢板间的滑动摩擦系数与支座的竖向压应力呈负相关，与滑动速率呈正相关．最后建立了考虑板式支座与钢板间滑动摩擦性能的精细化力学模型，以考虑多种因素对支座滑动效应的影响．

装配式零初始索力摩擦耗能复位支撑受力机理分析

为解决结构大震后残余变形过大以及复位索体预应力损失的问题,提出了一种具有耗能及复位功能的装配式零初始索力摩擦耗能复位支撑.对该支撑的工作机理、恢复力模型进行了理论推导,应用ABAQUS有限元软件对其力学性能进行了模拟分析,并将理论推导、有限元模拟与试验分析得到的结果进行了对比.结果表明:利用理论推导、有限元模拟及试验分析得到的滞回曲线吻合较好,加载过程中该支撑无刚度退化现象,索体内力呈线性变化,无内力损失,说明该支撑采用2组初始索力为0 k N的索体交替受力构造,可以有效地避免索体的预应力损失问题;该支撑滞回曲线饱满,耗能规律稳定,表明黄铜-槽孔钢摩擦板耗能器可以提供稳定的耗能能力;该支撑卸载至位移零点时,理论推导、试验分析及有限元模拟得到的残余荷载分别为0,-0.12,0 k N,说明该支撑具有良好的复位能力.

铝和镀锌钢板的搅拌摩擦焊搭接分析

对异种材料DP600镀锌双相钢板和1060工业纯铝进行了搅拌摩擦焊搭接试验(铝板在上,钢板在下).从接头横截面的金相形貌可以发现,在前进侧和返回侧,钢像两个钉子一样进入铝中.在微观上,钢和铝以河流状的形式充分地混合在一起.在焊核区和热力影响区,钢和铝之间形成了一层有一定宽度的由两种材料呈带状交错分布组成的过渡层.力学性能测试表明,过渡层的显微硬度较高,接头抗剪强度达到母材77%,形成了力学性能较好的焊缝.XRD物相分析发现在断面产生了金属间化合物Al13Fe4.

一种船用低温钢板在干态室温下的往复摩擦特性研究

目的研究新型船用低温钢板的摩擦磨损性能。方法采用UMT-2型多功能摩擦磨损实验机,测试了船用低温钢板在室温干态环境、不同载荷(10、20、30 N)、不同频率(2、5 Hz)下的往复摩擦试验行为。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)分析了船用低温钢板的磨痕表面形貌,用光学轮廓仪分析了磨损表面轮廓,用EDS对试样磨损表面进行了成分分析。结果随着试验法向载荷从10 N增加到30 N时,船用低温钢板的摩擦系数从0.51逐渐增加到0.63,磨损率先增加后降低,再逐渐增加。在相同载荷下,摩擦系数随着往复频率的提高而降低。载荷为30 N时,往复频率为5 Hz,摩擦2 h后,磨损断面轮廓宽度和深度分别为750μm和3871 nm。接触面从磨粒磨损转向疲劳磨损,接触面出现氧化层、表面硬化层和转移层。结论载荷较低时,船用低温钢磨损主要为氧化磨损和疲劳磨损;载荷增大时,接触面磨损出现疲劳磨损。同等载荷下,摩擦系数会随着移动速度的提高有所下降,接触面在摩擦热作用下形成的金属膜有助于降低表面粗糙度,减小摩擦系数。

沉管隧道预制管节顶推滑移系统摩擦试验研究

为了针对某大型沉管隧道预制管节的顶推滑移系统选择合适的摩擦面材料,文章对该顶推滑移系统的四组拟采用摩擦面材料(不锈钢板-PTFE、不锈钢板-NGE、普通钢板-PTFE、普通钢板-NGE)进行了静、动态摩擦系数测试。利用20 000 k N压剪试验机、采用双剪法进行了模拟测试试验。试验结果表明:(1)四组被测试摩擦面的摩擦系数中,不锈钢板与PTFE板的最小,普通钢板与PTFE板的最大;(2)锂基润滑油和水对减小不锈钢板与PTFE板之间的静、动摩擦系数效果都十分明显,但锂基润滑油对摩擦系数的减小效果会随着油层被挤压变薄而逐渐减弱。该试验结果为该顶推滑移系统的摩擦面材料选择以及摩擦面润滑处理措施提供了重要参考依据。

TMCP型FH36级船用钢板在不同温度下的摩擦磨损性能研究

FH36钢材作为使用在低温恶劣环境下的大型货轮、客轮及海工装备急需基础材料,因其低温高强以及高韧性能得到广泛关注.FH36钢材在冰区环境使用时,不可避免受到冰载荷摩擦磨损破坏作用.本研究中对使用控轧控冷工艺(Thermo mechanical control process,TMCP)制备的不同厚度的FH36级船用钢板在20、−5和−20℃条件下的摩擦磨损性能开展试验分析.使用UMT-2 TriboLab型多功能摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验,试验选取磨球为氧化铝磨球,直径为8 mm,摩擦方式是球面接触,往复摩擦距离5 mm,载荷为20 N,频率2 Hz,测试的时间为2 h.使用Bruker Contour GT-1型白光干涉仪对钢样在摩擦磨损后的磨痕轮廓进行测量.利用公式通过摩擦磨损试验后钢样的体积损失计算出钢样的磨损量,并对摩擦磨损试验所得到的摩擦系数和磨损量进行对比分析.使用CXS-5TAH-118340扫描电子显微镜对钢样的表面微观形貌进行观察并进行摩擦磨损机理分析.试验结果表明,不同轧制深度部位的微观组织变化会直接影响钢材的耐磨性能.轧制钢板表层组织以铁素体和珠光体为主,1/2处组织以铁素体、珠光体和粒状贝氏体为主;两种钢板表层硬度均高于1/2处样品的硬度,其中厚度为20 mm钢板表层和1/2处硬度分别为490 HV和441 HV;厚度为40 mm钢板表层和1/2处硬度分别为507 HV和451 HV;在2、−5和−20℃条件下,钢板表层的平均摩擦系数都明显高于1/2处的平均摩擦系数,相应的磨痕深度、宽度以及磨损量都较小.另外,低温环境对FH36级船用钢板的耐磨性影响较大,表层及1/2处样品的磨损量均随着温度降低逐渐加大,磨损机理以磨粒磨损为主,以疲劳磨损和黏着磨损为辅.

对共振棒法测高阻尼钢板内耗的几点建议

共振棒法是测试材料内耗的最常用的方法。但是，用这种方法测试高阻尼钢板的内耗时，不同的研究者所得的测试数据没有可比性。本文主要研究这种测试方法，对测试数据没有可比性的原因作了讨论，并提出了相应的改进意见。

拼接板厚度对框架中钢梁高强螺栓拼接性能的影响

拼接板厚度是高强螺栓摩擦型连接中的一个重要参数.采用有限元分析方法,同时考虑材料、几何和接触状态3个非线性,对框架结构中钢梁高强螺栓拼接采用不同拼接板厚度时的性能,进行单调和循环荷载作用下的模拟研究.结果表明:采用较薄的拼接板时,试件的拼接区滑移出现得早,拼接板的塑性屈曲变形也变大;在设计中加大拼接板的厚度则不会对拼接区的性能造成明显影响.

高温后高强混凝土与轧制钢板黏结剪切强度和摩擦系数

配制了C100高强混凝土,测试了高温后高强混凝土的抗压强度,测试了高温后高强混凝土与轧制钢板间的黏结剪切强度和摩擦系数,并从高温引起混凝土细微观结构损伤演化的角度分析了抗压强度、黏结剪切强度和摩擦系数随温度的变化规律.研究表明:当温度超过400℃后,高强混凝土抗压强度大幅下降;高强混凝土与轧制钢板间的黏结剪切强度随温度的升高而线性降低;高温后高强混凝土间的静、动摩擦系数为0.5～0.6,高强混凝土与轧制钢板间的静、动摩擦系数为0.25～0.35.

专用多层钢板隔振器实验研究

以前期研究成果为基础,结合航空发动机管路系统隔振的具体需求,对多层钢板隔振器的结构形式及基本性能进行了深入的研究,并研究了影响多层钢板隔振器性能的主要影响因素。实验结果表明,多层钢板隔振器具有良好的迟滞阻尼性能,隔振器的刚度和能耗系数都随形变的变化而呈非线性变化;隔振器的性能受预压缩量和钢板层数等参数的影响。研究结果为多层钢板隔振器在航空发动机管路支承中的应用提供了实验依据。

不锈钢轴的表面强化工艺

提出一种不锈钢轴强化新工艺,得到的Ni-W-B/CaF2镀层,经检测在700℃的高温下,其耐磨性能十分优异,摩擦系数较小,有广阔的应用前景。

摩擦接触单元在粘钢有限元分析中的应用

通过采用ANSYS中摩擦接触中的面-面接触单元对粘钢加固梁和双向板进行数值模拟,得到的粘钢加固梁的界面应力分布和解析解进行对比以及粘钢加固双向板的弯矩、剪力分布和差分解进行对比,其结果均较吻合;有限元结果表明:沿粘结剂和混凝土交界面的应力与沿钢板和粘结剂交界面的应力分布并不相同。