基于真实形貌的机械密封摩擦界面热力致损分析

机械密封在运行时密封界面热力及摩擦状态多变,为了探究机械密封运行时的界面热力及磨损等特性,使用非接触3D形貌仪,获得摩擦界面微观形貌信息,逆向构造摩擦界面三维模型,基于该模型对密封环摩擦过程进行分析,进一步得出摩擦界面的Von Mises应力、热源、振动、磨损区域、磨损量等相关特性。结果表明,在同一时刻SiC-SiC组的磨损面积均小于SiC-C组;SiC-C组摩擦界面的热源分布相比于SiC-SiC组更加复杂;密封环启动瞬间SiC-C组的法向加速度远大于SiC-SiC组;SiC-C组的磨损量约为SiC-SiC组的3倍。

上后牙区微种植钉支抗改善露龈笑的回顾性研究

目的分析上后牙区植入微种植钉支抗对露龈笑患者唇齿软硬组织的改善效果,为临床提供参考。方法本研究已通过单位伦理委员会审查批准,并获得患者知情同意。对使用上颌后牙区高位植入微种植钉治疗前突伴露龈笑的年轻女性患者30例进行回顾性研究,其中种植钉植入于上颌第一、二前磨牙根间的患者18例(A组),种植钉位于上颌第二前磨牙与第一磨牙根间且术中配合使用摇椅弓患者12例(B组),治疗前、后分别拍摄头颅侧位片并测量两组术前、术后上中切牙切端至上唇下点距离(U1⁃Stms)、上中切牙切端至腭平面垂直距离(U1⁃PP)、牙槽缘点至腭平面垂直距离(Spr⁃PP)、上中切牙切端至牙槽缘点距离(U1⁃Spr)、上颌第一磨牙近中颊尖点至腭平面垂直距离(U6⁃PP)等相关指标,拍摄微笑照片测量微笑时上前牙区软硬组织暴露量及最大露龈量。结果两组患者矫治后唇齿关系均明显改善,差异有统计学意义(P<0.05),A组U1⁃Stms平均减小2.6 mm,U1⁃PP平均减小2.4 mm,Spr⁃PP平均减小1.4 mm,U1⁃Spr平均减小0.9 mm;B组U1⁃Stms平均减小2.3 mm,U1⁃PP平均减小1.6 mm,Spr⁃PP平均减小1.4 mm,U1⁃Spr平均减小0.2 mm;两组治疗前后U6⁃PP差异均无统计学意义(P>0.05)。A组ΔU1⁃PP、ΔU1⁃Spr大于B组,差异有统计学意义(P<0.05),两组ΔU1⁃Stms、ΔSpr⁃PP差异无统计学意义(P>0.05)。两组患者术后微笑时上前牙区软硬组织暴露量、最大露龈量均减小,A组治疗后上前牙区软硬组织暴露量平均降低至治疗前的70.19%,最大露龈量平均减少至治疗前的24.12%,B组治疗后上前牙区软硬组织暴露量平均降低至术前的76.12%,最大露龈量平均减少至治疗前的31.88%。两组之间的比值差异无统计学意义(P>0.05)。结论对于前突伴露龈笑患者,微种植钉植入于上颌前磨牙根间可有效压低内收前牙改善唇齿关系,从而减少微笑露龈量,微种植钉植入于上颌第二前磨牙与第一磨牙根间配合使用摇椅弓亦可取得良好疗效。

轧辊表面微凸体形貌激光毛化技术的试验研究

以冷轧薄钢板冲压过程合理形貌的摩擦学设计为基础,对采用YAG脉冲激光器加工轧辊表面的微凸体形貌的机理进行了分析,并对主要加工参数的控制进行了试验研究。试验证明:激光输入功率密度在33kW/cm^2≤ρ_(S,P)≤75kW/cm^2范围内,离焦量+0.10～+0.15mm,激光扫描频率5Hz,脉宽分别为0.5ms,并采用功率增益功能,氩气保护时,可以加工出微凸体形貌。微凸体形貌制备试验的成功为进一步研究平整形貌复映关系和研究具有规则光滑凹坑表面形貌冷轧薄钢板的冲压性能提供了基础。

激光毛化微凸形模具钢表面摩擦磨损性能研究

采用调Q灯泵浦YAG激光器,对模具钢试件表面进行了不同尺寸和分布的微凸体形貌激光毛化加工.在UMT-Ⅱ型多功能摩擦磨损试验机上,进行了模具钢试件不同激光毛化表面形貌之间以及与光滑模具钢试件的摩擦磨损性能对比试验研究.结果表明:在模拟冷冲拉延模具低速重载的工况条件下,不同激光毛化微凸体形貌模具钢在摩擦系数和体积磨损量存在一定的差异,且与未毛化模具钢试样相比,其摩擦系数变大,体积磨损量减小.随着微凸体直径、间距的增大,模具钢表面摩擦系数相应减小,体积磨损量亦逐渐减小.说明激光毛化技术可用于优化模具复杂型面的摩擦特性.

激光毛化表面的摩擦学性能实验研究

采用优化的激光工艺参数和相应辅助工艺措施,利用调Q灯泵浦Nd:YAG激光器加工出不同几何尺寸和分布的球冠状激光毛化形貌。在UMT-Ⅱ型多功能摩擦磨损试验机上进行了不同尺寸和分布的激光毛化形貌与光滑试样表面的摩擦学对比实验研究。研究结果表明:在三种工况下,激光毛化试样的摩擦因数明显大于光滑试样的摩擦因数,其中,在高速轻载工况下,微凸体间距为1300μm的试样比光滑试样的摩擦因数大2.25倍;摩擦因数随着激光毛化形貌微凸体间距的减小而增大,间距为1300μm时摩擦因数最大,达到0.1192;摩擦因数与激光毛化微凸体直径成反比关系,而与微凸体的高度成正比关系;随着速度的不断增大,激光毛化表面动压效应增强,摩擦因数随之减小。

激光微凸化超弹TiNi合金表面摩擦学性能

运用激光技术在TiNi合金表面构造规则微凸表面形貌。采用销-盘摩擦试验机评价规则微凸表面在不同载荷和速度下的摩擦学性能。结果表明:具有规则微凸表面形貌的TiNi合金有着较低的摩擦系数;在L-TSA46抗氧防锈汽轮机油润滑下,这种表面的摩擦系数可降至0.1以下;而当载荷0.21MPa、速度0.25m/s时,低密度微凸表面形貌可使摩擦系数降低率达到最大(44.6%)。TiNi表面构造的规则凸体可改善耐磨性能,但改善程度与凸体的密度有关,其中密度最高者抗磨效果最好。扫描电镜观察发现,环绕在凸体周围的凹槽可富集摩擦初期产生的磨屑,起到延缓摩擦犁沟的形成、增强抗磨性的作用。

微型种植体支抗在错牙合畸形口腔正畸治疗患者中的应用效果

目的:观察微型种植体支抗在错牙合畸形口腔正畸治疗患者中的应用效果。方法:选取2020年7月至2022年7月该院收治的84例错牙合畸形口腔正畸治疗患者进行前瞻性研究,按随机数字表法将其分为对照组与观察组各42例。对照组给予传统支抗治疗,观察组给予微型种植体支抗治疗。比较两组牙齿结构相关指标水平、舒适度评分、临床疗效和不良事件发生率。结果:观察组磨牙位移小于对照组,上中切牙凸距差、上中切牙倾角差均大于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组舒适度评分高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组治疗总有效率为95.24%(40/42),高于对照组的76.19%(32/42),差异有统计学意义(P<0.05);两组不良事件发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:微型种植体支抗应用于错牙合畸形口腔正畸治疗患者可提高治疗总有效率和舒适度评分,改善牙齿结构相关指标水平,其效果优于传统支抗治疗。

基于微凸体接触理论的内燃机滑动轴承热弹性流体润滑研究

基于GREENWOOD和TRIPP微凸体接触理论,计入温度、弹性变形等影响因素,建立内燃机主轴承的数学模型和实体模型,计算研究其润滑性能与表面粗糙度之间的关系。结果表明,计入表面粗糙度后,由于微凸体接触力相对较小,油膜压力略有增加,油膜温度变化不大,摩擦功没有显著的增加;粗糙表面增大粗糙接触压力,造成轴颈不对中倾斜程度加剧;随着表面粗糙度的增加,油膜压力降低,厚度增加,峰值粗糙接触压力增大。

摩擦对微凸体接触面积及接触载荷的影响

针对理想状态下的微凸体接触变形只考虑径向力的作用,没有贴近实际的接触变形的问题,考虑了切向力的存在,引入摩擦系数这一变量,分析摩擦系数对接触的影响,建立了新的弹性阶段变形、弹塑性阶段第Ⅰ区、弹塑性阶段第Ⅱ区变形和塑性阶段变形的关系函数。结果表明在塑性条件下,随着摩擦系数增大,塑性阶段的微凸体接触面积明显减小;在弹性和弹塑性阶段,随摩擦系数的增大,微凸体的接触面积减小缓慢,逐渐趋近平稳不变。在同一分形维数的前提下,对4个变形阶段,分别考虑了不同的摩擦作用,在弹性和弹塑性阶段,减小摩擦系数可以明显提高承载能力;在塑性阶段,承载能力不随摩擦因素的变化而变化。

放电沉积凸貌微织构表面动压润滑性能仿真研究

目的提出一种表面凸貌微织构的快速制造方法,并对其表面动压润滑性能及减摩机制进行研究。方法利用高低压复合放电沉积加工技术实现气体介质中金属或半导体材料表面凸貌微织构的制备。高压脉冲电压实现两极间介质的电离度,低压直流放电实现电极材料蚀除,并沉积在工件表现形成微织构。通过控制工具电极直径,可获得直径410μm、高12μm尺度的凸貌微织构。利用FLUENT软件,对该方法所获的凸貌微织构表面动压润滑性能进行仿真,研究了不同高度、直径、面积比下,表面微织构对润滑性能的影响规律。结果织构面积比和动压润滑性能成正比关系:随着面积比增大,织构上表面平均压力增大。油膜上表面平均压力在高度为7μm、直径为500μm、面积比为60%、对摩速度0.5m/s时,达到最大值1.21×10^4Pa。动压润滑性能随单个凸貌微织构高度的增加,先增大后减小,并在7μm时达到最大。织构直径对润滑性能影响明显,仿真结果表明,在一定条件下,加大织构直径可提高油膜上表面平均压力。结论凸貌微织构采用增材制造方法,减小了传统去除材料的织构制造方法导致的对材料强度的影响。该方法工艺简单,成本低,不需辅助其他加工条件。表面凸貌微织构的存在使两接触表面的间距减小,形成收敛楔,从而形成动压,使润滑膜产生动压承载力,改善了摩擦学性能。对凸貌微织构的结构参数(面积比、微织构高度、直径)进行仿真分析,获得了织构结构参数对动压润滑特性的影响规律,为后续研究提供了理论支持。

(100)面硅片各向异性腐蚀中的凸角补偿方式

为了避免微加速度计在加工过程中,由于湿法腐蚀的各向异性而造成的凸角处产生削角现象,必须根据各个晶向的腐蚀快慢特性和腐蚀深度的要求,在腐蚀开始前设计好补偿的掩膜图形,使之在特定的腐蚀时间后显现出理想的凸角形状.以一种梁-质量块结构的加速度计为模型,为了在加工过程中,得到完整的质量块结构,使结构具有更好的对称性,对各种凸角补偿方式进行了研究.利用(100)面硅片各向腐蚀速率的快慢特性和一定的几何知识,计算出各种凸角补偿方式最佳的补偿几何尺寸模型.这样,在设计加速度计制造工艺时,就可以直接利用这些尺寸模型,得到最佳的结构.

在EPW中采用(100)硅制作微悬臂梁凸角补偿及工艺研究

(100)硅片在EPW腐蚀液中进行各向异性腐蚀时,因在(111)侧面相交的凸角处出现一些腐蚀速率较高的晶面,使微悬臂梁凸角掩膜下的硅受到侧向腐蚀,出现严重的凸角削角现象.研究采用EPW腐蚀(100)硅片制作微悬臂梁的凸角补偿方法及制作工艺,给出采用圆形掩膜对(100)硅凸角进行补偿.实验结果表明,该方法能够较好的完成对EPW腐蚀液中悬臂梁凸角削角的补偿。

混合润滑结合面法向接触刚度模型研究

在实际工作中,机械结合面一般加入润滑介质来减少磨损,因此将结合面微凸体等效为圆锥微凸体,并基于分形理论和改进的W-M函数建立混合润滑状态下结合面法向接触刚度三维分形模型。对模型进行模拟仿真,仿真结果表明:结合面无量纲法向接触总刚度随着分形维数的增大呈现出先增大后减小的趋势,且在分形维数为2.6附近时取得最大值;随着分形粗糙度参数的增大而减小;随着润滑介质的声阻抗增大而增大;混合润滑状态下结合面无量纲法向接触总刚度大于无润滑介质结合面无量纲法向接触刚度;最后与其他模型和试验数据进行对比,模型与试验数据更契合,验证了模型的正确性。混合润滑粗糙表面法向接触刚度模型的提出,为结合面的刚度预测和机械设备的性能优化以及结构改进提供良好的依据。

微挤压成形数值模拟

针对微挤压成形中冷热成形的不足,在微挤压成形中采用了温挤压工艺,并简述了微挤压工艺的国内外研究现状。为了探索坯料在微挤压筒内的流动行为,利用有限元分析软件ABAQUS/Explicit模块对微挤压成形进行了数值模拟,从等效应变分布、应力分布和挤压力变化等方面来分析挤压速度对成形性能的影响,结果表明通过改变挤压速度可以改善工件内部的变形不均匀性,挤压速度对应力分布影响不明显,严格控制挤压速度会有效减小挤压力。最后定义了挤出端凸度,并以此作为标准来评定微挤压件的成形性能,挤出端凸度越小则成形性越好。

PCBN刀具在微凸桶形滚轮加工中的应用

通过精密微凸桶形滚轮的加工难点的分析,指出应用PCBN刀具实现"以车代磨"的可行性。通过制定合理的加工工艺、设计专用工装、选择合适的刀具及几何参数、优化切削参数,解决了微凸桶形滚轮精密加工的难题,实际加工结果表明,该工艺方案可行,具有一定的推广价值。

微扫描红外成像超分辨重建

为了通过低分辨率红外探测器获取高质量的图像信息,对基于微扫描成像的序列图像获取方法和超分辨图像重建算法进行了研究。首先,阐述了微扫描红外成像系统工作模式和软硬件构成。然后,提出了一种基于电机驱动的光学微扫描序列图像获取方法。最后,提出了一种基于字典学习的凸集投影算法用于超分辨图像重建。采用数值仿真和实际拍摄两种方式来验证本文算法的有效性,结果均表明本文方法能够有效地重建图像边缘细节并对噪声有较好的抑制作用。

金刚石纳米颗粒对齿面接触刚度的影响研究

为探究金刚石纳米颗粒作为润滑添加剂时对齿面接触刚度的影响,基于Hertz接触理论,建立微凸体接触模型与混合润滑模型,求解纳米颗粒百分含量和齿轮转速变化时的齿面接触刚度。研究表明:纳米颗粒的适宜百分含量为10%~15%,此时可获得较为满意的齿面接触刚度。纳米颗粒相接触刚度和油膜刚度随齿轮转速的增加而不断减小,因而导致齿面接触刚度不断减小。

小儿腹部微凸阵探头在超声诊断锁骨下动脉盗血综合征中的应用价值

目的探讨小儿腹部微凸阵探头在锁骨下动脉(subclavian artery,SA)盗血综合征(subclavian steal syndrome,SSS)超声诊断中的应用价值。方法对我院临床诊断或推断的45例SSS病例的SA及椎动脉(vertebral artery,VA)起始段应用高频线阵探头及小儿腹部微凸阵探头对比检查,并与颈动脉DSA及CTA等检查对照。结果 45例SSS病例中,高频线阵超声清晰显示SA及VA起始段病变并狭窄者5例(占11.1%),小儿腹部微凸阵超声清晰显示SA及VA起始段各类病变致局部管腔不同程度狭窄者39例(占86.7%)。结论小儿腹部微凸阵探头能显著提高SA及VA起始段的显示率,在SSS的直接诊断中具有重要临床价值。

摩擦渗覆铜工艺的研究

介绍了一种新的表面渗覆铜工艺。采用机械摩擦并加注催化介质的方式，实现了铜原子向钢表面的转移，在钢的摩擦表面形成了一牢固的渗覆铜层，从而有效地改善了钢的表面性能。

轴向力下圆锥结合面切向刚度分形模型分析

圆锥连接广泛应用于旋转类机械装备,其结合面切向刚度的强弱影响着工况下旋转类设备的回转精度,因此研究圆锥结合面切向接触刚度对提高零件的加工精度有重要的意义。分析其结合面分形维数、特征尺度等参数对切向刚度的影响规律,以表征实际工况的圆锥结合面接触刚度为目的,在构造的圆锥结合面分形模型接触系数的基础上,考虑粗糙面微凸体相互作用的影响,构建了引入域扩展因子的圆锥结合面切向刚度分形模型。以高速主轴-刀柄圆锥连接为应用案例,验证了模型的准确性,并分析了轴向力持续作用下的各相关参数对切向刚度的影响规律。研究结果表明:圆锥结合面分形维数、材料特性系数与切向刚度存在非线性增长关系,且轴向力越大时,这种非线性增长现象愈加明显;在轴向力一定时,随着圆锥结合面的特征尺度参数、切向载荷与法向载荷比值的增加,切向刚度呈减少趋势。