面齿轮副小轮拓扑修形设计及啮合性能分析

为改善面齿轮啮合性能,设计了小轮齿廓、齿向修形曲线,将3次B样条拟合的修形曲面与小轮理论齿面叠加构造精确的拓扑修形齿面,建立了小轮拓扑修形面齿轮副TCA、LTCA计算模型,并试验验证了理论分析的正确性。算例分析表明:小轮拓扑修形能获得开口向下2阶抛物线几何传动误差,接触路径与齿根倾斜,较传统面齿轮副,有效重合度提高了约10%,容差能力提高了400%;各载荷下承载传动误差波动幅值均减小,齿面载荷分布变化均匀,轮齿进入和退出啮合时承受载荷变小。

基于压力的马氏漏斗黏度在线检测方法

针对马氏漏斗黏度手动测量方法存在的工作量大、测量精度低、监测不连续等问题,从马氏漏斗黏度检测的原理、结构、算法等方面研究钻井液的在线检测过程,基于液位高度与液柱压力的关系,提出了一种钻井液马氏漏斗黏度的在线检测方法,并研制了一套实验装置。通过仿真模拟和中原油田钻井现场试验,验证了测试系统的准确性,系统精度达到±1 s。综合分析钻井液马氏漏斗黏度的影响因素,从溢流口形状、漏斗改造工艺和液位检测精度等方面优化在线检测方法,实验装置的钻井液密度测量误差低于3%,黏度测量误差低于2%。提出的马氏漏斗黏度在线检测方法及其实验装置可较好完成对常规钻井液的密度和马氏漏斗黏度的在线检测,具有较好的适应性和较高的自动化程度。在满足检测精度的前提下,在线检测方法和实验样机可较好代替现场人工检测,提高了油田的智能化水平。

基于差分进化法的摆线轮修形技术研究

为了提高摆线针轮的传动性能,以短幅外摆线内侧等距曲线为齿廓曲线的摆线轮为研究对象,以提高整机承载能力为目的,对摆线轮的齿廓进行优化修形。在不确定修正方式和修正量的情况下,制定优化目标,选择约束条件,运用MATLAB软件编程,在所选取的优化区间内,利用移距加等距组合修形曲线拟合逼近转角修形曲线的方法,得出最接近的共轭曲线的优化方式;利用差分进化法进行迭代,计算出最佳修形量;对优化后摆线轮的初始啮合间隙、变形量进行分析。研究表明,该优化方法可以较好地满足摆线针轮的修形要求。

轴向微槽结构平板热管毛细力表征及性能研究

通过设计并搭建实验平台,对几种不同槽道结构尺寸的轴向平板微槽热管进行了毛细力测试,分析了槽道形状尺寸、不同工质、表面改性等因素对微热管毛细力大小及其性能的影响。利用动态高度法对不同工况下的微热管槽道进行毛细力测试,通过试验分析来对微热管进行结构优化。结果表明,选用丙酮工质充液毛细现象最为明显;对于同一种类型微槽热管的槽道越深则毛细作用越明显;而对于Ω形槽道,因其结构不存在常见几何形状所具有的尖角区域,毛细作用仅优于浅矩形结构,但其结构可以大幅降低冷凝回流时所需的毛细驱动力,故传热性能很好;而低温等离子体改性后平板微热管的毛细力增大,进一步说明了微槽表面性能对毛细力大小的影响。

高端冷轧箔带形状/性能协同测控现状及趋势预测

随着柔性屏、微型机电、医疗仿生、环保节能等高端产品的快速发展和迅速产业化,不同材质、规格的特种合金箔带的市场需求和质量要求水涨船高,尤其以厚度0.1 mm以内的压延箔带原材料,在微成形、微制造、微装备等高端领域不可或缺。然而,在轧制形变过程中,大宽厚比高端箔带受晶粒、织构、表面形貌、瞬态温度和力学状态的影响明显,普遍存在不同程度的尺寸效应和局部失稳现象,不仅直接影响退火组织和精整工艺制度,使箔带生产关联工序繁多,而且形状尺寸和力学性能差异大,间接影响产品质量,导致成本激增。为了从根本上解决难变形合金箔带的形状/性能指标,提高其室温/低温冷轧形变特性和综合性能,不仅需要从微观组织和表面形貌多角度重构传统的各向同性本构关系,考虑晶粒、织构、热、力、位移差异带来的尺寸耦合特征和同步匹配关系,而且还需要从检测仪器仪表、工况误差、大数据聚类评估等角度,协同分析形变、性能之间的逻辑关系和调控规律,从而改善板形、板厚、表面质量、机械性能等指标。基于上述思路,分别从形状/性能表征、形变机理、测控过程、检测装备、数学模型等方面,阐述总结了当前冷轧箔带的研究现状,梳理了瞬态温度、组织形貌、界面形貌、形变形状和力学性能之间的关系,并针对难变形新材料的异步电轧改形改性新工艺和室温增塑增韧成形机制进行了趋势预测,尝试为大宽厚比特种合金箔带形状/性能协同测控的理论研究和快速应用提供新的思路。

整形和表面改性对人造石墨负极材料性能的影响

在对不同来源人造石墨原料进行理化性能分析的基础上,按照相同的工艺条件制成负极材料,比较了原料来源不同的人造石墨用作锂离子电池负极材料的性能。再以同一来源人造石墨为原料,采用不同设备、不同工艺、不同含量沥青进行整形、炭包覆及表面氧化改性处理,探讨了不同工艺处理对所制备的人造石墨负极材料的粒度分布、振实密度、比表面积和电化学性能的影响。结果表明,整形工艺与设备、炭包覆和表面氧化改性处理对提高负极材料的性能具有重要的作用。