SF6／N2混合气体绝缘介质的研究

对有工业应用前景的SF_6/N_2混合气体绝缘介质进行了全面的研究.在均匀电场中SF_6/N_2的耐电强度可由Wieland近似式估算,电极表面粗糙度效应可由已知的SF_6/N_2优异值用多个突起的表面粗糙度模型算得.文中给出SF_6/N_2在陡波和雷电冲击波下伏秒特性及其放电生成物的分析结果.计算和实验还表明,即使在垂直敷设的情况下,SF_6/N_2的混合比随高差的变化也可以忽略不计.     

关于电极表面粗糙度对SF_6绝缘性能的影响

电极表面粗糙度对SF_6气体绝缘性能的影响国际上曾做过不少工作,丹麦Pedersen教授由理论计算得到的曲线——击穿门槛(E_0/P)_(max)——PR_(max)变化曲线(P为气压,R_(max)反映粗糙度)具有重要影响。作者进行的试验表明,由机加工形成的表面粗糙度,在相当宽的范围内(R_(max)=10—50μm)对击穿门槛(E_0/P)_(max)的影响远小于气体压力P的影响。这与上述理论曲线的结论不一致。试验还表明气压较高,电极表面极光滑,并不能达到该曲线所予示的极限值[(E_0/P)_(max)=89kV/cm·bar].相反,气体压力较低时,即使电极表面较粗糙却能达到或接近这一极限值。分析其他学者的论著进一步证实了上述结论。本文首次明确指出Pedersen理论曲线的这些缺陷并分析了其原因。所得结论可供工程实践参考。     

表面形貌对应力集中系数的影响研究

基于线弹性力学计算了机加工试样表面各点的应力分布,提出了等效应力集中系数的概念,该参量可以反映机加工表面的总体应力集中水平.采用谐波叠加的方式模拟表面形貌,提出了表面形貌有限元建模的新方法.分析了粗糙度的各表征参数对有效应力集中系数的影响.结果表明表面形貌各粗糙度表征参数对有效应力集中系数均具有明显的影响,各粗糙度表征参数与有效应力集中系数之间具有二次曲线拟合关系式.      

基于分形理论和随机抽样的机加工表面粗糙度轮廓曲线几何形貌共性表征

不同表面粗糙度下的轮廓曲线几何形貌共性特征,是建立机加工金属密封面微观泄漏模型,计算气体泄漏率定量评估密封性能的基础前提.首先,通过Monte Carlo随机正态分布抽样公式结合密封表面粗糙度加工参数,模拟得到服从正态分布和预设表面粗糙度值的粗糙表面轮廓曲线.然后,依据不同样本容量和表面粗糙度下平均峰角、平均峰高和三角峰数目/样本容量等轮廓曲线形貌特征统计数据,分析得到模拟曲线几何共性特征.最后,采用分形理论中剖面位形法,通过数据拟合得到粗糙表面轮廓曲线几何形貌特征值(平均峰角和平均峰高)与分形参数(分形维数和分形标度)间的函数关系.结果表明:机加工表面粗糙度与分形维数一一对应,使得用分形参数定量描述粗糙表面轮廓曲线成为可能.     

变电站GIS设备SF_6气体压力建模与分析

提出一种针对变电站GIS设备中SF_6气体出现泄漏时的SF_6气体压力检测模型,通过模型分析、拟合,得到了SF_6气体压力与时间的对应曲线,并对未来时间内SF_6气体压力的变化趋势及漏气速率进行预估。对比拟合值与实际测量值发现,拟合值和测量值之间的误差小于0.1%,证明了该模型的准确性。通过该方法可以对变电站使用存在气体泄漏缺陷的GIS设备的SF_6补气工作提供指导。     

SF_6/N_2和SF_6/CO_2混合气体的耐电强度

通常采用的评定气体和混合气体耐电强度的方法,即将均匀场间隙中测得的击穿电压与参考气体相比,实际上并不能反映不同气体在工程应用中绝缘性能的优劣。本文通过理论分析和实验结果说明:根据气体在三种电极,即均匀场(或准均匀场)、不均匀场和极不均匀场间隙中的击穿特性,可以预测该气体在工业应用中的效益。本文实验还表明,对无严重污染的全封闭组合电器和管道充气电缆来说,SF_6/N_2优于SF_6/CO_2。     

微细管内流动特性的数值分析

通过结合实验数据的数值计算方法研究了微细管道内可压流动的流动特性,提出了改进的表面粗糙度粘性系数模型,将表面粗糙度的影响引入计算模型中,计算结果与实验数据符合较好,说明表面粗糙度是影响微细管道内气体流动特性的重要因素。扩张管的计算结果表明在Re>450时,流动开始由层流向湍流转捩。因此微细管内流动的数值模拟需综合考虑粗糙度的影响以及流动的提前转捩,才能得到与实验比较吻合的计算值。     

典型材料点焊时表面接触规律的研究

针对低碳钢和铝合金这2种典型伯材料,采用弹塑性力学模型对其在点焊中各接触表面上的接触规律进行了定量化分析与计算。结果表明,在点焊条件下,压力、温度和材料强度及弹性模量是影响接触率的主要因素,而表面粗糙度的影响基本可以忽略,通过对这2种典型材料接触规律的研究还可以得出,点焊时采用“软电极＋硬工件”是较好的配合方式。     

熔融沉积成形制件表面粗糙度预测模型

针对熔融沉积成形的制件表面较为粗糙这一问题,通过试验方法分析关键工艺参数对表面粗糙度的影响,重点分析层厚和挤出宽对制件表面粗糙度的影响,研究成形过程中丝材截面的变化情况与侧表面轮廓的形成过程,建立表面粗糙度预测模型,并进行试验验证。研究结果表明:2组试验中,模型预测的表面粗糙度和实际测得的表面粗糙度的平均相对误差分别为6.25%和5.04%,证明了该模型的可行性。     

基体表面粗糙度对低温磁控溅射TiN的影响研究

研究了在低温磁控溅射沉积TiN薄膜过程中,基体表面粗糙度对成膜过程以及摩擦学性能的影响.研究结果表明,低温磁控溅射沉积处理一般不改变基体原始表面形貌,对基体的机加工状态有遗传性或复制性.摩擦磨损试验表明,随着基体的表面加工精度提高,表面粗糙度降低,摩擦副的磨损明显减小,摩擦因数也有减小的趋势.     

高速铣削加工中进给量和进给间隔对表面粗糙度的影响

高速铣削时,进给量和进给间隔不仅是影响加工表面粗糙度的重要几何因素,同时也是影响切削效率的重要因素．通过理论解析的方法,讨论了使用球头铣刀的垂直加工中,进给量和进给间隔对表面粗糙度的影响,给出了表面粗糙度的计算公式,并提出了通过改变进给间隔和进给量,提高加工效率而不增大表面粗糙度的加工方法．     

高电阻电极对微细电火花放电加工影响的研究

微细电火花放电加工过程中,由于单位脉冲放电的材料去除率(放电凹坑直径)决定了最小加工尺寸以及微细电火花加工的加工表面粗糙度,所以减少单位脉冲放电的材料去除率具有重要作用。为达到此目的,采用具有高电阻材料如单晶硅作为工具电极。分析结果显示,随着工具电极电阻提高,放电电流峰值逐渐降低,脉冲放电时间增加,放电能量减小。另外,研究并测试了硅电极加工不锈钢工件时电阻值对工件表面放电凹坑直径的影响。实验结果表明当硅工具电极电阻值提高时,放电凹坑直径逐渐降低;并达到最小值0.5μm;同时降低了工件表面粗糙度值0.03μm;提高了表面加工质量。     

精密和超精密加工中粉尘微粒的影响与防止

阐述了粉尘微粒在精密和超精密加工中对加工精度和表面质量的影响，及如何减少粉尘微粒的影响，以保征精密和超精密加工的加工精度和表面质量。并讨论了精密加工和超精密加工中洁净区域气流组织的形式。     

不锈钢切削参数优化

采用正交试验研究涂层刀具切削不锈钢材料的参数优化组合,分析了不同切削参数对加工表面质量的影响规律,得出了不锈钢较佳车削加工参数. 最后通过实验验证了其正确性.     

轴承磨削多目标模糊优化设计

本文论述轴承磨削的多目标模糊优化设计原理和方法。设计变量有工件速度、砂轮速度和进给量(v_W、v_(?)和 f_r);目标函数是生产率和加工成本;约束条件包括机床功率、工件表面粗糙度和烧伤、砂轮耐用度以及工艺参数 v_W、v_(?)和 f_r 的极限取值范围。优化中,首先用某些隶属函数将设计变量、约束条件和目标函数模糊化;然后用模糊数学把多目标优化转化为单目标优化;最后以 SUMT 法进行数值求解。研究表明:在轴承磨削中,选用最优设计变量,不仅能满足加工质量要求,而且还可使生产率的提高和加工成本的降低均达2倍以上。     

钛合金螺旋铣孔参数对表面粗糙度影响研究

螺旋铣削作为一种新工艺在钛合金制孔方面得到广泛应用,表面粗糙度是评价钛合金孔加工质量的重要指标。基于Matlab建立钛合金螺旋铣孔表面粗糙度预测模型,开展钛合金螺旋铣孔实验,研究发现:在0.15~0.25 mm/rev范围内,随着螺距的增大,钛合金孔表面粗糙度呈现先减小后增大的变化趋势;在0.03~0.05 mm/tooth范围内,随着切向每齿进给的增大,表面粗糙度呈现先逐渐增大后减小的趋势;类似的,在2 500~3 500 r/min范围内,随主轴转速的提高,表面粗糙度变化曲线呈现先升高再降低的规律,但之后又有平缓上升的趋势。研究结果可为钛合金螺旋铣孔参数优化及表面粗糙的控制研究提供重要实验依据。     

SF6／R12混合气体绝缘的研究与应用

汤逊第一电离系数和电子附着系数的测量表明:当混合比在50/50左右时,SF_6/R12混合气体的耐电强度比两种气体组分都高,约为 SF_6的1.5倍.由于 SF_6可有效地抑制 R12在放电时析出碳微粒,且50/50的 SF_6/R12混合气体的成本仅为 SF_6的53%,因此这种混合气体有工业应用前途.基于本研究工作,已研制成一台 SF_6/R12混合气体绝缘的100kV 标准电容器样机.     

Compound machining of silicon carbide ceramics by high speed end electrical discharge milling and mechanical grinding

A compound process that integrates end electrical discharge (ED) milling and mechanical grinding to machine silicon carbide (SiC) ceramics is developed in this paper. The process employs a turntable with several uniformly-distributed cylindrical copper electrodes and abrasive sticks as the tool, and uses a water-based emulsion as the machining fluid. End electrical discharge milling and mechanical grinding happen alternately and are mutually beneficial, so the process is able to effectively machine a large surface area on SiC ceramic with a good surface quality. The machining principle and characteristics of the technique are introduced. The effects of polarity, pulse duration, pulse interval, open-circuit voltage, discharge current, diamond grit size, emulsion concentration, emulsion flux, milling depth and tool stick number on performance parameters such as the material removal rate, tool wear ratio, and surface roughness have been investigated. In addition, the microstructure of the machined surface under different machining conditions is examined with a scanning electron microscope and an energy dispersive spectrometer. The SiC ceramic was mainly removed by end ED milling during the initial rough machining mode, whereas it is mainly removed by mechanical grinding during the later finer machining mode; moreover, the tool material can transfer to the workpiece surface during the compound process.     

磨削参数对硬质合金刀片圆弧表面锯齿的影响

为了控制硬质合金刀片圆弧刃处的表面质量,通过分析单颗磨粒与工件的接触长度和最大未变形切屑厚度的关系,建立了其磨削力学模型.基于正交试验的方法,对该硬质合金刀具进行不同磨削参数的加工实验,并采用VHX-600超景深光学显微镜等观测仪器对刀具圆弧面的锯齿深度和表面粗糙度进行观测.结合圆弧刀刃的磨削力学模型和实验加工结果,并基于锯齿成型机理分析了不同磨削参数、刀片材料以及结构等对刀片圆弧的锯齿及粗糙度的影响规律.结果表明,提高砂轮转速、降低圆弧转动速度、减小磨削深度、控制刀片材料的质量、合理设计刀片结构可以提高刀片圆弧处的表面质量,提高刀具的耐用度.砂轮磨削圆弧转动速度为24 m/s、圆弧转动速度为8 °/s、磨削深度为0.05 mm时磨削效果较佳,可以获得较小的磨削力、锯齿深度及表面粗糙度.