基于滑移/非滑移异质界面的动压润滑性能优化

合理布置的滑移/非滑移异质界面可以提高流体动压润滑性能,但目前滑移区和非滑移区的组合方式大多采用单一的直线拼接法,没有针对流体润滑摩擦副的各类工况设计出相应的优化方案,为此本文建立了一组离散式二次方程来描述滑移区和非滑移区拼接轨迹,并引入计算域单元的宽长比作为优化变量,分别以液膜刚度和摩擦因数作为优化目标,通过MATLAB数值仿真求解不同宽长比条件下滑移区和非滑移区的最优拼接轨迹。结果表明,与直线拼接法相比,选取二次方程所描述的抛物线作为滑移区和非滑移区拼接轨迹的方法使流体润滑摩擦副在摩擦因数和液膜刚度等性能指标上都有所改善,而且根据不同的优化目标参数可以方便地绘制出最优拼接方案,验证了本文方法在改善动压润滑性能上的可行性和普适性。     

外汇欧式期权在市场不完备下的对冲误差分析

本文研究了外汇欧式期权的对冲误差问题,针对典型的静态和动态Delta对冲策略,在对冲过程不连续和利率平价公式不成立的市场不完备情形下,给出了即期对冲和远期对冲的对冲误差公式,从而能够更准确地衡量实际对冲组合产生的风险.在研究Delta对冲策略过程中,本文提出了一个包含摩擦系数ε的外汇远期汇率模型,并通过分析即期对冲和远期对冲的差异,给出了最优对冲方式的判别条件.该判别条件依赖于摩擦系数ε,做市商仅通过对摩擦系数ε实时的监控,便可以选择最优的风险对冲方式,从而提高了对冲效率.本文提出的对冲误差的具体解析式和最优对冲方式的判别条件为外汇期权对冲及其风险管理提供了理论依据.实证结果表明,本文提出的期望收益差与实际对冲组合的收益差基本一致,从而验证了判别条件的合理性.     

Processing and characterization of the microstructure and mechanical properties of Al6061–TiB2 composite

In the present research, aluminum metal matrix composites were processed by the stir casting technique. The effects of TiB2 rein-forcement particles, severe plastic deformation through accumulative roll bonding (ARB), and aging treatment on the microstructural charac-teristics and mechanical properties were also evaluated. Uniaxial tensile tests and microhardness measurements were conducted, and the micro-structural characteristics were investigated. Notably, the important problems associated with cast samples, including nonuniformity of the rein-forcement particles and high porosity content, were solved through the ARB process. At the initial stage, particle-free zones, as well as particle clusters, were observed on the microstructure of the composite. However, after the ARB process, fracturing phenomena occurred in brittle ceramic particles, followed by breaking down of the fragments into fine particles as the number of rolling cycles increased. Subsequently, com-posites with a uniform distribution of particles were produced. Moreover, the tensile strength and microhardness of the ARB-processed com-posites increased with the increase in the reinforcement mass fraction. However, their ductility exhibited a different trend. With post-deforma-tion aging treatment (T6), the mechanical properties of composites were improved because of the formation of fine Mg2Si precipitates.     

自旋摩阻动力学模型与实验研究

设计环形摩擦片在变法向力和恒定法向力两种情况下的自旋摩阻实验, 验证经典自旋摩阻模型在接触区域法向接触力连续变化条件下的适用性, 研究局部摩擦性质的速度依赖性对自旋摩阻的影响, 建立基于Stribeck效应的自旋摩阻模型。该模型对精确分析包含相对转动的空间运动体动力学具有重要意义。     

气膜条件下车厢表面摩擦阻力计算理论研究

针对气膜条件下厢式运输车厢体表面摩擦阻力减小的实验结果,分别提出边界层加厚理论、混合降速理论、边界层加厚-混合降速理论3种理论来研究空气介质中空气膜的减阻机理,建立了气膜条件下厢式运输车厢体表面气流摩擦阻力计算模型,定性对比分析了厢体表面在有气膜和无气膜条件下各自所受到的气流摩擦阻力.结果表明,有气膜时摩擦阻力减小,这一结果与笔者前期的实验研究结果趋于一致,为气膜减阻在厢体表面减阻中的实际应用提供了理论基础.     

振动引起的界面切向相对运动对摩擦的影响

为了研究接触界面振动对摩擦的影响, 自主设计实验装置, 以在振动台上匀速滑动的滑块为对象, 采用理论与实验相结合的方法, 分析法向振动和切向振动引起界面切向运动减摩的机理。实验结果表明, 振动台的法向振动和切向振动经常同时存在。当界面振动, 且滑块与振动台之间的切向相对速度方向不变时, 滑块受到的平均滑动摩擦力与无振动时相同, 没有减摩作用; 当滑块与振动台之间切向相对速度的方向发生周期性变化或存在stick-slip (黏滑)时, 与无振动时相比, 滑块的平均滑动摩擦力有明显的减摩作用。根据Coulomb摩擦定律建立动力学模型进行仿真, 仿真结果与实验结果非常吻合, 说明在界面运动为已知的条件下, Coulomb摩擦模型能够反映界面间的摩擦作用。实验和仿真结果表明, 当法向振动和切向振动同时存在时, 振动引起的界面切向相对运动造成摩擦力方向的周期性变化或stick-slip是减摩的主要原因。     

冷风油雾润滑对TC4铣削过程刀-屑摩擦的影响

通过钛合金TC4的铣削实验,研究冷风油雾润滑介质特性及其施加方式对刀具-切屑摩擦行为的影响.冷风油雾喷嘴布置在刀具将要切入工件前的空行程中,其润滑效果最好.当出油量增加到一定值(约12mL·h-1)时,刀具-切屑平均摩擦系数不再发生明显变化.随着钛合金TC4铣削速度的提高,冷风干切削的平均摩擦系数增大,而冷风油雾切削的平均摩擦系数变化不明显,且远低于冷风干切削的平均摩擦系数.结果表明:油雾载体速度和刀具转速存在一定的匹配关系,使润滑效果达到最优.     

球形压头的滑动速度对材料微米划痕响应的影响

在恒定的法向载荷下,使用Rockwell C 120°金刚石压头对聚碳酸酯(PC)、熔融石英、紫铜和镁合金AZ31进行微米划痕测试,研究滑动速度对试样划痕响应的影响.压入深度小于压头的球锥转变深度,确保仅有压头顶端的圆球部分与试样接触.结果表明:随着滑动速度的增加,压入深度、残余深度和划痕沟槽的宽度均非线性减小,划痕硬度和弹性恢复率均非线性增大;PC和紫铜的划痕摩擦系数先增大后减小,PC的黏弹性行为对其摩擦响应有显著影响;熔融石英的划痕摩擦系数先增大后减小,最后趋于稳定;镁合金AZ31的划痕摩擦系数先减小后增大.熔融石英、紫铜和镁合金AZ31的划痕摩擦系数的变化趋势可通过几何接触模型进行解释.     

铝-铜合金回填式搅拌摩擦点焊接头 连接机理与断裂模式分析

为了提高飞机蒙皮连接强度,采用回填式搅拌摩擦点焊(RFSSW)技术对飞机蒙皮材料2524-T3进行了焊接试验。采用体式显微镜和金相显微镜对接头组织进行观察,通过拉剪试验和拉脱试验对接头进行力学性能测试,对断口进行扫描分析。结果表明:接头成形良好,无明显缺陷,RFSSW接头在热机耦合作用下,焊点形成4个不同显微组织区域;RFSSW接头力学性能普遍高于铆接,焊接接头剪切性能达到7.233 kN,较铆接提高113.4%,焊接接头拉脱性能达到3.172 kN,较铆接提高6.16%;接头断裂呈现为焊核剥离断裂和塞型断裂两种模式,当接头下扎深度较浅,焊点内部搅拌不足时产生焊核剥离断裂,随着套筒下扎深度的增加,塞型断裂由上板塞型断裂转变为下板塞型断裂,拉剪和拉脱焊核剥离断裂均为韧性断裂,塞型断裂均为混合型断裂。通过对回填式搅拌摩擦点焊接头力学性能的分析,为搅拌摩擦点焊代替铆接在航空结构件上的应用提供理论和技术基础。     

考虑固结效应的高填方夯实地基桩侧负摩阻力计算方法

依托在高填方夯实地基上进行的桩侧负摩阻力现场试验,根据负摩阻力测试结果,提出考虑固结效应的高填方夯实地基桩侧负摩阻力计算方法。该方法对高填方地基强夯加固区与非加固区分段进行侧摩阻力计算,采用太沙基一维固结理论计算桩侧土沉降,反映固结效应对桩侧摩阻力的影响,利用土-混凝土界面直接剪切试验得到桩土荷载传递函数,反映桩土相对位移对侧阻力发挥程度的影响,采用有限差分法求得计算公式的数值解,并将计算结果与现场试验结果对比分析。结果表明,采用文中推导的公式计算的桩侧负摩阻力沿深度的变化趋势与现场试验测试结果一致,现场实测桩侧负摩阻力值约是理论计算值的1/2,工程应用时可将理论计算的桩侧负摩阻力值乘以0.5的折减系数。