仿生非光滑耐磨表面与激光毛化轧辊耐磨技术

土壤动物体表与土壤的作用和轧辊、轧件间的作用,都属于物体间界面摩擦问题,具有相似性。用激光器加工出的轧辊表面形貌与土壤动物的非光滑体表非常相似。用仿生非光滑表面耐磨理论指导轧辊表面形貌设计,可望进一步解决轧制时摩擦阻力大,易磨损的问题,取得更加可观的经济效益。但要探讨出非光滑表面形貌、尺寸大小及分布规律与不同工况间规律性的关系,还需要做大量的试验及理论模拟工作。     

富水弱胶结砂岩隧道地表降水参数优化研究

富水弱胶结砂岩成岩性差,遇水易失稳成流塑状。为保障隧道施工安全,依托某隧道工程开展地表降水参数优化研究。通过数值模拟和现场试验,分析地表深井降水时间、间距、直径对地下水位的影响。数值结果表明,采用地表超深井降水时,砂岩地层地下水位先大幅下降,随后逐渐趋于稳定。随着降水井间距的减小和降水井直径的增加,降水稳定后的地下水位也逐渐降低。从降水效果来看,降水井间距是影响地下水位的主要因素,试验结果与数值结果吻合良好。综合多因素考虑,建议砂岩地层超深井降水井参数为：间距16 m、直径600 mm、预降水时间90 d。研究结果可为富水砂岩隧道的安全施工提供借鉴。     

镍磷合金镀层的摩擦磨损特性及其开发前景

本文分析了化学镀镍磷合金层的摩擦磨损试验结果,研究指出这一表面处理技术具有低的摩擦系数和高的耐磨性及硬度,又因沉积处理温度低而不存在变形,亦不影响零件原来的精度及粗糙度,因此宜于作为零件的最终表面处理。若应用于齿轮,凸轮等高副零件,前景十分乐观。最后从试样的磨损失重中估算出磨损系数和磨损减薄量以供作耐磨性设计的参考。     

基于ANSYS的压力容器表面凹坑缺陷安全评定分析

采用通用有限元程序ANSYS建立了移动式压力容器筒体外壁表面凹坑（轴向和周向）的有限元模型。结合筒体表面凹坑的应力理论计算，研究探讨了在恒定内压下，筒体表面凹坑缺陷处的应力分布与凹坑几何尺寸之间的关系。以第三强度理论作为仿真终止判据，获取凹坑各几何参量的阈值，利用MATLAB对阈值进行最小二乘拟合，绘制出凹坑缺陷的安全评估参考曲线。拟合结果表明：轴向和周向凹坑对筒体局部结构强度的影响不同，对应的安全评估参考曲线存在区别。     

仿生条纹结构表面推沙板构建及磨损性能研究

为了降低轨道除沙车推沙装置在推沙过程中的磨损量,运用仿生学,以穿山甲体表鳞片的纹路为设计基础,建立仿生条纹几何结构推沙板。利用离散元素法分析仿生推沙板与沙粒的相互作用,从定性和定量2个方面分析推沙板的磨损情况。研究表明,相同条件下推沙角度越小,仿生推沙板的耐磨机理越明显,耐磨性能越优于普通推沙板。分析推沙板的表面磨损因素发现条纹高度为4 mm和6 mm,条纹间距为24 mm时,耐磨性最优。在平面推沙板的基础上添加条纹结构对提高轨道除沙车推沙装置的耐磨性有一定的指导意义。     

复合材料铺放成型工艺参数敏感性分析及优选

碳纤维增强复合材料铺放过程中,铺放工艺参数的选取决定制品的性能.本文利用单因素和多因素方法对铺放工艺参数的敏感性进行研究.采用设计试验方案,根据试验结果,应用响应面法建立层间剪切强度与工艺参数之间的数学模型,计算铺放主要工艺参数——压辊压力、压辊温度和铺放速度的相对敏感度,获得单因素敏感性曲线.通过分析得到每个工艺参数的稳定域和非稳定域.     

强束流Zr离子注入H13钢改善其耐磨性研究

采用由金属蒸汽真空弧离子源引出的强束流Ｚｒ,Ｚｒ＋Ｃ离子对Ｈ１３钢进行了离子束表面处理,借助划痕仪和摩擦试验机分别测量了经表面处理的Ｈ１３钢的耐磨性和摩擦系数。研究结果表明：经Ｚｒ,Ｚｒ＋Ｃ离子束处理的Ｈ１３钢的耐磨性有所提高,摩擦系数明显降低,采用卢瑟福背散射谱（ＲＢＳ）ｘ射线衍射分析了注入层的成分,结构及影响其耐磨性的因素。     

化学药剂在引气浮选中的作用

在引气浮选中，影响除油效率的因素主要是油粒直径、气泡直径和油粒表面的化学性质。加入表面活性剂、聚合物及无机物凝聚剂，可以降低气泡直径、增大油粒直径、降低油粒表面的电位，从而提高除油效率。     

Cr12MoV钢固体硼-稀土共渗工艺研究

提高制砖模具表面的耐磨性及使用寿命,一直是人们努力的方向.采用正交试验方法,筛选出Cr12MoV钢硼-稀土共渗的最佳工艺:w(稀土)=0.3%,渗硼温度950℃,保温时间5h.经优化渗硼后,渗硼层增厚且致密,疏松、空洞减少,硬度压痕完整,渗硼层脆性由1级降至3级,前沿无明显梳齿形状.优化渗硼后再经淬火、回火处理,渗硼层耐磨性可提高15倍.     

钢结构厚板的低温断裂韧性试验

针对钢结构厚板工程中脆性裂纹事故时有发生的问题,研究了钢材厚度与断裂韧性的关系.采用三点弯曲试样,利用厚板钢材Q345B在低温下对结构进行了裂纹尖端张开位移(CTOD)试验,试验选取了不同的钢板厚度、不同的试验温度和沿厚度方向不同的取样位置,分析了断裂韧性随钢板厚度、试验温度与取样位置的变化规律,并采用Boltzrnann函数对断裂韧性随温度变化曲线进行了拟合,分析了各厚度钢板的韧脆转变温度.试验结果表明:厚板的断裂韧性随温度的降低而减小;厚度较大的钢板其断裂韧性相对更差;沿厚度方向从表面到中心位置,断裂韧性逐渐降低.     

钨离子注入对4Cr5MoV1Si表面成分和结构的影响

本文给出用金属蒸汽真空弧离子源对4Cr5MoV1Si进行钨离子束表面处理的实验结果,讨论了钨离子注入对样品表面成分和结构的影响.     

超纯铁素体不锈钢在内蒙古天然碱苛化烧碱蒸发完成液中的腐蚀性能

本文用7种超纯铁素体不锈钢及其对比材质 Ni 板和奥氏体不锈钢 1 Cr18Ni9Ti,在内蒙古天然碱苛化烧碱蒸发完成液中,进行了动态和静态腐蚀实验。用失重法测定腐蚀速度,用扫描电镜和透射电镜观察试样表面的腐蚀形貌特征,并评定其耐蚀性等级。试验结果表明,高铬钼型和高铬钼镍型超纯铁素体不锈钢,在内蒙古天然碱苛化烧碱蒸发完成液中有很好的耐蚀性能,其耐蚀等级比1 Cr18Ni9Ti钢优越很多,用 Cr30Mo2钢钢和 Cr26Mo 钢代替目前广泛使用的1 Cr18Ni9Ti 钢制造蒸发器换热管,使用寿命有可能大幅度提高。     

天然碱苛化烧碱液对不锈钢及镍材的腐蚀作用

用高纯高铬铁素体不锈钢000Cr30Mo2和000Cr26Mo、奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti 和工业纯镍,在内蒙古查干诺尔碱矿烧碱车间进行挂片腐蚀试验。测量腐蚀速度,评定耐蚀性等级,用电镜观察腐蚀形态和表面膜特征。结果表明:000Cr30Mo2和000Cr26Mo 钢及 Ni 材,在该矿天然碱苛化烧碱液中具有优良的耐腐蚀性能。并推荐前两种钢为制造烧碱蒸发罐易蚀部件(位)用钢。     

变载荷对45钢摩擦副摩擦磨损性能的影响

针对实际工况中,45钢是在有润滑的状态下工作,且所受的载荷是变化的情况,课题组在自行改装的MMS-2A型多功能摩擦磨损试验机上采用环一块接触摩擦方式进行了实验,研究了在油润滑状态下变载荷对45钢摩擦副摩擦磨损性能的影响,与干摩擦条件下的磨损性能进行对比;并对45钢磨损表面进行了观察。结果表明：干摩擦和油润滑状态下的45钢摩擦副的摩擦因数呈现不同的变化趋势;油润滑条件下的磨损量比干摩擦条件下的磨损量要小很多;在油润滑条件下,45钢的磨损机理主要表现为磨粒磨损和疲劳剥落。研究验证了油润滑的存在有助于改善材料的耐磨性。     

基于DEFORM-3D的不锈钢切削力有限元仿真

为更好地研究金属材料的切削加工过程,以DEFORM-3D软件为平台,利用有限元方法对0Cr18Ni9不锈钢的切削过程进行了建模与仿真,分析0Cr18Ni9不锈钢的切削力变化规律以及切削速度和进给量对其切削力的影响,并同理论计算结果进行对比验证。研究表明,DEFORM-3D软件所得仿真数据与理论计算结果吻合度较高,说明仿真结果具有较高的可信度,为系统地研究金属的切削过程提供了一种新的途径。     

用高速钢W18Cr4V扁锭锻造方坯时内部裂纹的研究

在微机上采用刚-粘塑性有限元分析法对高速钢锻造过程进行了模拟研究,发现纵向裂纹主要是由于锻造过程中双鼓形的存在,使锻平时横截面内出现较大横向拉应力,其数值超过坯料强度而形成的。据此提出了合理工艺参数和改进锻造工艺的措施,有限元分析结果与实际相符。     

高压静电场制备微胶囊的研究

在自行研制的高压静电成囊装置上进行了制备微胶囊的试验研究。以海藻酸钠在氯化钙中固化成囊方法,进行了平针头与斜针头的成囊电压,跳火电压对比试验研究,得出平针头优于斜针头的结果;分析了电压、推进速度、液面距等参数变化对制成的微胶囊直径和均匀度的影响;对于１．５％的海藻酸钠溶液和７＾＃平针头,得到满足胰岛细胞团胶囊化要求的较佳参数组合为电压５ｋＶ,推进速度５０ｍｍ／ｈ,液面距２０ｍｍ。     

钢齿牙轮钻头齿面强化复合堆焊实验研究

运用自制的包含金属化的金刚石和硬质合金复合堆焊焊条，以O₂-C₂H₂焰为焊接热源进行堆焊，制备了含有金刚石的复合堆焊层。采用X射线衍射仪（XRD）、光学显微镜、材料性能实验机、动载磨料磨损实验机等实验手段和方法进行了金刚石表面和复合堆焊层形貌分析，堆焊层与基体的结合强度及堆焊层在动载荷条件下耐磨损性能的测试。研究表明：金刚石经过金属化处理后表面具有一定的金属性和浸润性，通过一定堆焊工艺在钢齿牙轮钻头齿面形成了组织致密均匀、硬质点与基体熔合良好的强化层，其抗剪强度达到了625MPa，磨损量减少了10％～70％，延长了钻头的使用寿命。     

可加工陶瓷切削中钻头磨损特性的研究

以硬质合金和高速钢钻头对微晶玻璃可加工陶瓷进行钻削加工,测试主后刀面的磨损宽度,考察刀具磨损特性,通过单因素试验法考察刀具材料、冷却条件、刀具角度等参数对刀具磨损的影响。试验结果表明,刀具材料和冷却方式是影响刀具磨损的主要因素,高速钢刀具不适于微晶玻璃陶瓷的钻削加工,冷却条件对硬质合金刀具磨损的影响较为显著。钻头顶角对刀具磨损率的影响较小。