SBF下镁锌钙合金耐蚀性能和耐磨性能研究

面向生物医用镁合金,用Zn、Ca元素微合金化和大挤压比变形工艺制备了Mg-Zn-Ca三元合金,通过金相分析,扫描电镜分析手段对材料的显微组织进行了表征;根据应用场景,在人体模拟体液（SBF）中通过常规电化学测试、微区电化学测试相结合综合评估了该合金的耐蚀性能.同时,通过摩擦磨损测试对材料的滑动磨损性能进行了试验分析.结果表明：通过微合金化和热挤压加工,制备出的合金组织为单相固溶体,合金晶粒尺寸较为均匀,自腐蚀电流密度约为119.33 μA/cm2,腐蚀机制表现为均匀腐蚀.相比于干摩擦,材料本身较好的耐蚀性能协同提高了材料在模拟体液环境下耐磨性能,同时配合模拟体液带来的润滑作用,材料的磨损率得到显著降低.此时,磨损机制以腐蚀磨损为主并伴有轻微的磨粒磨损.     

基于近似模型的机床铣削质量稳健性优化设计

在铣削加工优化设计过程中,设计变量的不确定性通常被忽略,这容易导致优化解违反优化设计约束条件.为此,本文基于近似模型方法,开展铣削参数的多目标稳健性优化设计研究.在该优化设计方法中,采用多项式响应面模型和径向基函数模型近似模拟铣削过程最大铣削力、铣削后工件表面粗糙度两目标函数与铣削线速度、每齿进给量两设计变量之间的隐式关系,采用NSGA-Ⅱ多目标遗传算法结合蒙特卡洛模拟方法对比分析了针对铣削参数的常规确定性优化以及考虑设计变量波动的稳健性优化.结果表明：稳健性优化后的铣削参数有效地降低了铣削加工过程中的铣削力,提高了加工后工件表面质量,同时优化解具有较高的可靠性.     

基于曲率分段的发动机凸轮磨削步长优化算法

提出一种改进凸轮磨削加工效率和精度的新算法.该算法根据加工精度要求,利用砂轮相对凸轮转角的运动轨迹的曲率计算各加工转角下的最大允许转角步长,并对凸轮加工转角进行分段,优化加工转角步长和转速.与恒转速法相比,有效减少加工中的冗余步长,提高加工转速,改善加工效率,并避免恒转速法在凸轮上升段及下降段与缓冲段相接处的精度不足及砂轮架加速度过大所致的响应滞后问题,保证凸轮加工精度和加工效率.     

轨道车辆钩缓装置刚柔耦合多体动力学研究

基于刚柔耦合多体动力学理论,研究新型摩擦式缓冲装置中摩擦机构和弹性元件的动力学特性。首先构建缓冲装置的动力学模型,其次通过现场试验对模型的可靠性进行验证,最后对摩擦机构和弹性元件进行刚柔耦合多体动力学分析。研究结果表明：动态试验所得结果与现场试验所得数据的最大阻抗力、行程和容量的平均相对误差的绝对值均小于15%,说明该动力学模型具有较高的可靠性,可应用于动态仿真试验;摩擦机构中存在着接触力分布不均和应力集中的现象,弹性元件中外圆弹簧内侧应力是外侧的1.5倍左右。因此,在设计生产和运营维护缓冲装置时,要特别注意摩擦机构和弹性元件的磨耗情况,防止出现磨耗过度以及零件表面开裂等问题。     

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.     

具损伤压电层合微梁的坍塌特性研究

以压电层合微梁为研究对象,基于连续介质力学理论和Euler-Bernoulli梁理论,在考虑其尺寸效应和损伤效应的情况下,推导了具损伤压电层合微梁的非线性动力控制方程.采用伽辽金法和龙格库塔法进行求解,分析了多种参数对微梁结构坍塌特性的影响.结果表明,考虑几何非线性项使得损伤微梁具有更高的坍塌阈值电压;控制电压、微梁长度等参数的变化均对损伤微梁的坍塌阈值电压造成影响.最后,采用有限元软件进行仿真模拟计算,验证了理论计算结果的合理性.本文所得结论对微机电系统压电层合微梁结构的设计具有理论指导意义.     

磁流变抛光头形状对加工表面粗糙度的影响

设计了4种不同形状的抛光头,并使用自制的磁流变抛光液体在三轴数控铣床上对K9平面玻璃进行了磁流变抛光工艺试验.分析了在不同的磁场强度、磁极转速,加工间隙等多种情况下抛光头形状对加工表面粗糙度的影响.试验结果表明:槽型平面抛光头的抛光效果最好;同等条件下,在抛光头上开槽能有效地提高加工效率和加工质量.     

车用柴油机振动故障混沌诊断系统及其应用

为实现车用柴油机潜在振动故障有效诊断,基于建立的车用柴油机状态监测系统提取车用柴油机振动信号,并得出不同嵌入相空间下车用柴油机机身振动信号时间序列关联维数的变化规律.研究结果表明;车用柴油机振动信号时间序列是混沌序列,影响车用柴油机振动信号的系统内部因素最多可达8个,最少不会少于1个;缸盖振动既具确定性,又具混沌特性,而缸套振动、机身振动则可以认为是混沌振动.     

服役U71Mn钢轨疲劳裂纹萌生及扩展分析

采用HV-1000型显微维氏硬度计、光学显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪等手段,研究了服役后U71Mn钢轨表层力学性能、轨距角处的显微组织以及裂纹萌生和扩展机理.结果表明:钢轨表层轨距角处的硬化程度最严重,并且该区域沿列车运行方向呈现出较为严重的剪切塑性变形,裂纹容易在该处萌生.钢轨轨距角处的裂纹萌生受到表层切应力分布状态、表面摩擦因数以及表层夹杂物等的综合影响,钢轨表层受到循环应力的反复作用,在加工硬化的作用下材料局部发生硬化,塑韧性降低,另外钢轨表层有大量长条状的MnS夹杂物,这些因素都极大地促进了疲劳裂纹的萌生.轨距角处的裂纹沿着钢轨表层剪切塑性变形的方向扩展,主要方式是穿晶扩展,裂纹间隙中较多的氧化物对裂纹扩展有较大的促进作用.     

基于模糊最小二乘支持向量机的火灾信号辨识

针对火灾信号特征参数的模糊特性,采用混沌量子遗传算法对模糊最小二乘支持向量机的参数进行优化,建立基于模糊最小二乘支持向量机的火灾信号辨识模型.研究结果表明:基于混沌量子遗传算法的模糊最小二乘支持向量机火灾辨识模型相对误差为1.1％,具有较高的辨识精度;火灾信号辨识性能指标即O2质量分数减少值权重γ1、H2质量分数权重γ2、烟气质量分数权重γ3、温度权重γ4和CO质量分数权重γ5满足:γ3＞γ4＞γ5＞γ1＞γ2.