基于承载因子理论的高转速齿轮润滑特性分析

考虑轮齿在啮合过程中温升及轮齿表面粗糙度的影响,应用Johnson的承载因子理论分析了渐开线圆柱齿轮在高速运动时,不同载荷下其承载油膜的膜厚、剪应力以及摩擦因数沿啮合方向的分布情况,并对比分析了粗糙度对上述参数产生的影响.数值结果表明:齿轮在高速运转时,仍不可避免有粗糙峰的接触;温升明显使膜厚减小,并且沿啮合线这种差别逐渐增加;剪切应力在单双齿啮合区的交替点发生突变,摩擦因数有阶跃变化.啮合节点处剪切应力骤降为0,摩擦因数在此处有波动.     

掠入射X射线显微镜反射率分析

X射线掠入射显微镜的反射率除了与掠入射角有关之外,还与反射表面的粗糙度密切相关．以设计的非共轴掠入射KBAX射线显微镜系统为例,讨论了掠入射下X射线从金属表面和单层膜表面反射的两种情况．分析了波长为0．83nm时,表面均方粗糙度（RMS）对反射率的影响,并计算了该系统的X射线反射率．分析结果表明RMS增大,反射率会降低;无氧铜的反射率为0．021,单层膜的反射率为0．049,因此KBAX射线显微镜可采用镀单层膜的方法加工．     

卧螺离心机进料分布器的流场模拟与结构优化

为了解决卧式螺旋卸料离心机(简称卧螺离心机)进料分布器在处理含硬质颗粒物料过程中存在的磨损问题,提高其使用寿命,采用数值模拟方法研究进料分布器内的速度矢量、流线变化及剪切力特性,分析了导致分布器磨损的原因,对分布器结构进行了优化设计.数值模拟结果表明,流体流出时颗粒对分布器造成的剧烈碰撞是磨损的主要原因,碰撞主要发生在...     

超声场中硬壁凹坑空化空蚀特性研究

利用高速摄影技术对超声场中硬壁凹坑的空化空蚀特性进行了实验研究,重点研究了凹坑的驻气特性,微泡散逸特性以及空泡对蚀坑发展过程的影响.对直径为1mm的玻璃凹坑进行了空化实验,分别对金属铝和金属铜试件进行了为期60min和240min的空蚀实验,发现硬壁凹坑开始驻留游移空泡是凹坑进入空蚀加速阶段的标志.凹坑倾向于会聚较大的游移空泡并从驻留空泡顶端散逸微泡,这使凹坑成为一个空化核的发生源.在确定的实验条件下,蚀坑直径存在一个确定的稳定值,达到这个稳定值之后蚀坑直径不再增加.     

不同下垫面的热带气旋强风阵风系数研究

利用设置在近海海上和海岸上的3个观测塔共同获取的一个强台风过程数据以及3个观测塔1个年度的梯度风实测资料,对观测塔不同方位的下垫面进行分类并定量计算出塔周边不同下垫面的粗糙长度参数,在对强台风＂黑格比＂的强风数据代表性判别和样本筛选的基础上,分析了不同下垫面的热带气旋强风阵风系数变化特征,发现以下观测事实和变化规律：1）依据实测风资料,采用对数风廓线法给出的中性大气层结条件下的粗糙长度参数,能够客观刻画出下垫面的细微变化;2）台风强风阵风系数不随风速大小产生趋势变化,但在粗糙下垫面上会产生很大的变幅,这对工程结构的设计取值将产生重要影响;3）阵风系数的高度变化呈幂指数或对数律分布,幂指数法可更好地拟合较光滑下垫面的近地层阵风系数廓线,对粗糙下垫面对数律拟合效果略好;4）对实测数据的分析还发现,阵风系数与其下垫面粗糙长度之间可用幂指数或线性方程来描述;5）本观测个例的阵风系数与WMO的推荐值存在差异——粗糙下垫面的离岸风阵风系数比WMO推荐值大,而来自光滑下垫面的离海风阵风系数则小于WMO的推荐值.     

气膜抽吸与叶片前缘内部壁面射流的作用机制

为揭示气膜抽吸对壁面射流流动与换热的干涉效应,获得壁面射流冷却通道内的流动特性与换热特性,建立了涡轮叶片前缘带气膜抽吸的单通道壁面射流冷却计算模型。采用RANS方法,结合SST k-ω湍流模型,研究了气膜抽吸、射流雷诺数、气膜孔位置和数量等因素对壁面射流内部冷却特性的影响机制。结果表明：气膜抽吸会大幅提高流动结构的稳定性,气膜孔入口的分离涡则会显著提高孔口附近的换热系数;气膜抽吸引起壁面射流流量的降低不利于靶面下游的冷却,但滞止区和通道内的流动损失降低幅度大于气膜孔内的掺混损失,从而使整体流动损失系数降低了4.5%;射流雷诺数的增加会提高换热强度,但对流动结构几乎没有影响;单孔结构中,在前缘滞止线处开孔能够提供最高的气膜流量比,且对前缘内部靶面的冷却效果良好;多孔结构中,双气膜孔结构的流动损失最大,三气膜孔结构的流动损失和换热强度最为均衡。研究结果可为壁面射流冷却结构的气膜孔布置提供依据,为进一步提高壁面射流冷却结构的冷却效果提供参考。     

燃料油膜蒸发的热重分析法研究

为深入理解不同壁面温度下的燃料油膜蒸发特性, 对热重分析法和石油产品馏程测定法进行了比较. 采用热重分析法在不同气氛流量和不同升温速率下, 研究了不同初始厚度的90#汽油、93#汽油和0#柴油油膜的蒸发特性, 分析了加热速率、油膜厚度和气氛流量等对油膜蒸发的影响. 结果表明, 燃料在热重分析仪中所处的状态和环境接近内燃机中油膜的实际情况, 所得结果可用于分析发动机内燃料油膜的蒸发规律; 热重分析仪能用来模拟影响油膜蒸发的主要因素, 可以对加热速率和油膜厚度等影响因素进行定量的基础研究; 要实现油膜较快地完全蒸发, 首先要有足够高的壁面温度; 提高升温速率和减小油膜厚度将缩短油膜蒸发时间; 强烈的气流运动对加快油膜蒸发非常重要. 加热速率为100℃/min时所得的结果, 对研究柴油机冷起动和暖机工况下的油膜蒸发很有参考价值; 在快速蒸发过程中, 分子间强烈的相互作用使多组分互溶性混合物的蒸发并不严格按照各组分的沸点从低到高依次进行, 高沸点组分会在未达到其沸点之前就已挥发; 对0#柴油, 若壁面温度达到250℃, 着壁油膜即能充分蒸发.     

微磨具磨削钠钙玻璃的磨损机理实验研究

建立了微磨削过程中单颗磨粒的磨损数学模型,通过观测微磨具磨削前后直径变化、表面形貌变化及加工前后试件的表面质量,分析了微磨削过程中不同阶段磨粒的磨损情况.利用粒度500~#微磨具对钠钙玻璃进行单因素磨损实验,研究不同的磨削影响因素对微磨具磨损的影响规律.实验结果表明:随着磨削速度和进给速度增大,磨粒的磨损和破碎现象加剧;随着去除材料体积的增加,微磨具直径先是急剧减小,而后呈线性减小趋势;加工表面的粗糙度随着去除工件体积的增加总体呈下降趋势.研究结果为提高微磨具的使用寿命和加工性能提供了理论参考和实验依据.     

磁性研磨加工工艺参数的实验研究

讨论了影响磁性研磨加工效果的工艺参数。通过实验研究，分析了磁感应强度、工作间隙、工件表面与磁极工作表面间的相对运动速度，工件表面与磁极工作表面间相对振动的振幅和频率，加工时间和前道工序的表面粗糙度值对加工后工件表面粗糙度值的影响状况，得出了一些实验数据和曲线。结果表明，优化以上参数是提高磁性研磨加工技术的根本保证。     

介质表面形貌对射频微机械开关隔离度的影响

针对粗糙介质表面造成射频微机械(RF M EM S)开关隔离度衰减的问题,设计了一个双桥电容式RF M EM S开关,分别采用金属A u和A l作为开关的下电极,以S iN作为电容介质制备了样品。微波特性测量表明两种材料开关的隔离度有很大区别。利用原子力显微镜对金属A u和A l上制作的S iN介质层表面进行了测试,表面粗糙度R a值分别为13.050 nm和66.680 nm,分析得到相应的关态电容减少因子分别为0.52和0.15。为获得较好的开关隔离度,介质表面粗糙度须控制在5 nm以下。