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不同温度下柔性刷丝HVOF涂层摩擦磨损及氧化行为研究

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表面技术 2024年第11期53卷 59-66页

作者：周琰李志鹏梁忠伟牛少鹏邓畅光周亮朱旻昊广州大学机械与电气工程学院广州510006 广东省科学院广东省新材料研究所广州510651 江苏省动密封材料工程技术研究中心南京223199 西南交通大学材料科学与工程学院成都610031

目的研究不同温度下柔性刷丝HVOF涂层接触界面的摩擦磨损行为。方法在销盘摩擦磨损试验机上采用法向载荷2 N,转速900 r/min,对L605刷丝材料与HVOF涂层配副进行不同温度下的摩擦磨损试验,分别利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDX)和X射线光电... 详细信息

目的研究不同温度下柔性刷丝HVOF涂层接触界面的摩擦磨损行为。方法在销盘摩擦磨损试验机上采用法向载荷2 N,转速900 r/min,对L605刷丝材料与HVOF涂层配副进行不同温度下的摩擦磨损试验,分别利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDX)和X射线光电子能谱仪(XPS)对摩擦试验后不同温度(200~600℃)下的刷丝端面进行观察,并对其表面化学成分的价态进行分析。结果柔性刷丝界面的摩擦因数在0.5~0.9之间,且摩擦因数随着温度的升高而降低,摩擦因数曲线的波动程度则随温度的升高而加剧。随温度的升高,柔性刷丝界面的摩擦磨损状态由三体磨损逐渐转向二体磨损。摩擦界面EDX分析表明,接触界面的氧含量分布存在差异,随温度升高,刷丝表面氧含量增加,且XPS结果表明,不同温度工况下摩擦磨损界面氧元素的结合能并不相同。结论柔性刷丝接触界面的磨损机制以氧化磨损为主,在400℃以下,柔性刷丝界面的磨损机制主要表现为氧化磨损和磨粒磨损,再转变为氧化磨损与黏着磨损共同作用。此外,柔性刷丝界面形成不同的磨损氧化产物,当温度高于400℃时,氧元素的结合能呈现双峰。

关键词：刷式密封刷丝摩擦氧化磨损摩擦

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地铁通风空调系统设备管理节能分析

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第4期 0131-0134页

作者：梁忠伟南宁轨道交通运营有限公司广西南宁530000

地铁的通风与空调系统是一个系统,由多个设施和多个系统组成。不同的机构相互影响,互相制约,互相合作。如果所有的设施和系统都是独立的,互不干扰,各自为战的话,很可能会引起系统的震动,让系统的运转变得困难。所以,一个综合了各种设施... 详细信息

地铁的通风与空调系统是一个系统,由多个设施和多个系统组成。不同的机构相互影响,互相制约,互相合作。如果所有的设施和系统都是独立的,互不干扰,各自为战的话,很可能会引起系统的震动,让系统的运转变得困难。所以,一个综合了各种设施和各种系统,能够很好地适应负载的变化,并具备一定的预知能力的控制系统,对于实现稳定、高速、节能的通风空调系统具有非常重要的意义。

关键词：地铁通风通风空调系统设备节能管理

强化改性研磨时间对12Cr17Mn6Ni5N钢表层特性及拉伸性能的影响

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表面技术 2024年第15期53卷 173-183,233页

作者：何鹏谢鑫成陈嘉懿张宇鹏邹涛萧金瑞梁忠伟广州大学机械与电气工程学院广州510006 广州大学广州市金属材料强化研磨高性能加工重点实验室广州510006 广州大学广东省强化研磨高性能微纳加工工程技术研究中心广州510006 广东省科学院中乌焊接研究所广州510651

目的提高12Cr17Mn6Ni5N钢焊缝的表层特性及拉伸性能。方法采用单一变量法控制强化改性研磨加工时间,在12Cr17Mn6Ni5N钢表面进行强化改性研磨处理。进行了室温拉伸试验,绘制各样品的应力-应变曲线图,并通过扫描电镜拍摄距离表面30、100、... 详细信息

目的提高12Cr17Mn6Ni5N钢焊缝的表层特性及拉伸性能。方法采用单一变量法控制强化改性研磨加工时间,在12Cr17Mn6Ni5N钢表面进行强化改性研磨处理。进行了室温拉伸试验,绘制各样品的应力-应变曲线图,并通过扫描电镜拍摄距离表面30、100、170μm深度附近的断口形貌,分析表层的断裂机理。进一步分析各样品的表面线粗糙度、表层三维形貌、表面微观形貌、强化层厚度、截面显微硬度和表面残余应力。结果与母材相比加工时间从1 min增加至3 min,12Cr17Mn6Ni5N钢表面微观织构越多,拉伸方向和沿焊缝方向的表面粗糙度分别提高到Ra=1.81μm、Ra=1.46μm,三维形貌高度差先增加到34.82μm后减少为31.75μm,表层显微硬度最多提高了104.60%,残余应力提高到–1221.3 MPa,强化层最厚为160μm。在相同的载荷条件下,加工时间为3 min的样品的屈服强度和抗拉强度分别提高了15.89%和10.17%。在深度30μm附近,加工时间为3 min的样品的断口形貌出现少量韧窝,其他样品都为脆性断裂,其中母材样品为全解离脆性断裂;深度100μm附近,母材样品仍为脆性断裂,加工时间为1 min和2 min的样品都为混合断裂,加工时间为3 min的样品为韧性断裂且出现较深的大韧窝和深韧窝。结论强化改性研磨可以有效改善12Cr17Mn6Ni5N钢焊缝的表层特性,获得高硬度、高残余应力和组织致密的厚强化层,进而提高屈服强度和抗拉强度。

关键词：强化改性研磨 12Cr17Mn6Ni5N 表层特性拉伸性能

基于超声强化改性研磨时长的AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金组织和力学性能影响研究

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机电工程技术 2024年第7期53卷 8-12,17页

作者：殷浚彬梁忠伟刘朝阳张博森唐荟谢智铭广州大学机械与电气工程学院广州510006 广州大学广东省强化研磨高性能微纳加工工程技术研究中心广州510006 广州大学广州市金属材料强化研磨高性能加工重点实验室广州510006

为提高室温下AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金(EHEAs)的极限拉伸强度和延展性,通过光镜观察截面显微组织、维氏显微硬度计测量截面显微硬度、白光干涉仪分析表面三维形貌、拉伸试验机进行室温单轴拉伸试验,并绘制工程应力-应变曲线,利用... 详细信息

为提高室温下AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金(EHEAs)的极限拉伸强度和延展性,通过光镜观察截面显微组织、维氏显微硬度计测量截面显微硬度、白光干涉仪分析表面三维形貌、拉伸试验机进行室温单轴拉伸试验,并绘制工程应力-应变曲线,利用扫描电镜分析断口形貌等仪器研究在不同时长(3、6、9 min)超声强化改性研磨(USG)处理下AlCoCrFeNi_(2.1)EHEAs显微组织和性能的变化规律。结果表明:与母材相比,超声强化改性研磨使AlCoCrFeNi_(2.1)EHEAs由外表至芯部形成厚度最高约120μm的强化层,表面三维形貌先增加到1.987μm后减少至1.490μm,表层显微硬度最高提升了30.40%,极限拉伸强度最高提升了25%,延展性最高提升至15.04%,且母材表层断口形貌特征为韧性断裂,经超声强化改性研磨处理后样件断口形貌特征均为韧-脆混合型断裂。可得结论:超声强化改性研磨可以有效提高AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金的表层硬度和晶粒细化的强化层,从而协同提高其极限拉伸强度和延展性。

关键词： AlCoCrFeNi2.1EHEAs 超声强化改性研磨极限拉伸强度延展性显微组织

基于上位机的工业机器人磨头工具坐标系自动标定技术研究

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机电工程技术 2024年第7期53卷 1-7,118页

作者：梁忠伟谢智铭梁家健张卫鹏唐荟殷浚彬广州大学机械与电气工程学院广州市工业和信息化委员会机器人及智能装备研究平台广州510006 北京工商大学计算机与人工智能学院北京100048

将工业机器人自动标定引入制造领域,能够在需要更换执行工具时实现快速标定,提高效率。针对目前工业机器人工具坐标系需要人工操作示教器进行标定的情况,设计了一种基于上位机的机器人磨头工具坐标系自动标定系统。该系统通过上位机软... 详细信息

将工业机器人自动标定引入制造领域,能够在需要更换执行工具时实现快速标定,提高效率。针对目前工业机器人工具坐标系需要人工操作示教器进行标定的情况,设计了一种基于上位机的机器人磨头工具坐标系自动标定系统。该系统通过上位机软件实现对FANUC M20iA/20M工业机器人磨头工具坐标系的自动标定,包括工具中心点位置标定和工具中心点姿态标定,降低了示教器的介入,减少了标定时间。工具中心点位置标定通过四点标定法求解末端连杆坐标系位姿数据,应用最小二乘法求解磨头工具坐标系位置,采用四元数表示法降低计算量;工具中心点姿态标定保持工具坐标系位姿不变,记录不同标定点的末端连杆坐标系数据,并设计关节运动控制模块、设置坐标系模块和位姿标定线性移动模块。上位机通过Socket与机器人通信联动,发送控制指令,实现自动标定过程控制。仿真与实验结果表明,所设计标定系统能够对磨头工具坐标系实现自动高精度标定,标定精度±0.3 mm,满足实际加工需求,为后续的工业机器人磨抛加工应用奠定了基础。

关键词：上位机工业机器人磨头工具坐标系自动标定

基于超声强化研磨加工的GH4099合金耐磨服役性能提升研究

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机电工程技术 2024年第7期53卷 13-17页

作者：刘晓初唐荟林子顺谢智铭殷浚彬梁忠伟广州大学机械与电气工程学院广州510006 广州大学广东省强化研磨高性能微纳加工工程技术研究中心广州510006 广州大学广州市金属材料强化研磨高性能加工重点实验室广州510006

GH4099合金具有优异的高温热稳定性、高温力学性能和高温抗蠕变性能,用于航空发动机涡轮盘和涡轮叶片的制造,常处于高温、重载、高频的工作环境,但因耐磨服役性能差导致其使用寿命较短。通过超声强化研磨加工技术对GH4099合金分别进行0... 详细信息

GH4099合金具有优异的高温热稳定性、高温力学性能和高温抗蠕变性能,用于航空发动机涡轮盘和涡轮叶片的制造,常处于高温、重载、高频的工作环境,但因耐磨服役性能差导致其使用寿命较短。通过超声强化研磨加工技术对GH4099合金分别进行0、3、6、9 min的加工,实现其耐磨服役性能提升。采用超声强化研磨加工技术对GH4099合金板表面进行不同时间的加工处理,并对加工前后的截面显微硬度、金相组织以及表面形貌进行分析。同时,通过往复式摩擦磨损试验对加工前后的试样耐磨性能进行对比分析。研究结果表明:随着加工时间的增加,材料表面显微硬度逐渐增大,最大为432.83 HV,比未加工试样增加43.8%。当加工时间为6 min时,GH4099合金试样的摩擦系数为0.47,磨损率为5.78×10^(-14)m^(3)/(N·m),与未加工试样相比,分别降低24.2%、68.59%,表明超声强化研磨可有效提升GH4099合金耐磨服役性能。

关键词：超声强化研磨耐磨损性能 GH4099 表面强化摩擦磨损试验

基于正态分布的GCr15轴承钢强化研磨残余应力场数值模拟

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表面技术 2022年第3期51卷 242-253页

作者：范立维梁忠伟刘晓初吴俊吴子轩耿晨谢鑫成广州大学机械与电气工程学院广州510006 广州大学广州市金属材料强化研磨高性能加工重点实验室广州510006 广州大学广东省强化研磨高性能微纳加工工程技术研究中心广州510006

目的探索强化研磨不同工艺参数下定点喷射对GCr15轴承钢残余应力场的影响规律。方法采用图像处理技术分析了不同工艺参数下强化研磨定点喷射表面覆盖率的分布特征。采用二维正态分布函数描述强化研磨定点喷射下钢珠的分布特征,运用Pyt... 详细信息

目的探索强化研磨不同工艺参数下定点喷射对GCr15轴承钢残余应力场的影响规律。方法采用图像处理技术分析了不同工艺参数下强化研磨定点喷射表面覆盖率的分布特征。采用二维正态分布函数描述强化研磨定点喷射下钢珠的分布特征,运用Python/Opencv确定了在不同工艺参数下有限元模型所需的钢珠数量,基于Abaqus/Python构建出强化研磨正态分布有限元模型。运用所建立的正态分布模型分析不同喷射速度、钢珠直径及覆盖率对残余应力场的影响。结果当喷射速度从45 m/s增加到70 m/s时,表面残余压应力从-683.5 MPa增加到-902.4 MPa,最大残余压应力从-981.6 MPa增加到-1330.6 MPa,残余压力层厚度从89μm增加到151μm,最大残余压应力深度从30μm移动到70μm。当钢珠直径从0.4 mm增加到1.0 mm时,表面残余压应力先增大后减小,最大残余压应力从-1063.5MPa增加到-1240.7MPa,最大残余压应力深度从30μm增加到60μm,残余压应力层厚度从103μm增加到147μm,其中钢珠直径从0.8 mm增加到1.0mm,最大残余压应力保持不变。当喷射覆盖率从100%到300%时,表面残余压应力、最大残余压应力及最大残余压应力深度略有增加,残余压应力层厚度几乎保持不变。将正态分布模型、随机分布模型仿真值与实验值进行比较,发现三者的表面残余压应力、最大残余压应力深度及残余压应力厚度几乎一致,最大残余压应力随机分布模型的仿真值比实验值高32.1%,正态分布模型的仿真值比实验值高18.9%。结论强化研磨正态分布有限元模型能够较为准确地预测残余应力变化过程,能够为强化研磨工艺参数优化提供一定的指导。

关键词：强化研磨残余应力场正态分布数值模拟 GCr15轴承钢

射流冲击强化改性研磨对G30Cr15MoN轴承钢表面影响的数值研究

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轴承 2022年

作者：黄珊珊梁忠伟刘晓初范立维何森广州大学广州市工业和信息化委员会服务机器人及智能装备研究平台广州大学广州大学广东省强化研磨高性能微纳加工工程技术研究中心

为探究射流冲击强化改性研磨加工对G30Cr15MoN轴承钢表面强化过程的影响规律，运用ABAQUS有限元软件建立以单硬质球模型为基础，改变硬质球个数和球心点距离进行数值模拟，通过对采样路径结点上的数值加权处理，分析G30Cr15MoN轴承钢在...

为探究射流冲击强化改性研磨加工对G30Cr15MoN轴承钢表面强化过程的影响规律，运用ABAQUS有限元软件建立以单硬质球模型为基础，改变硬质球个数和球心点距离进行数值模拟，通过对采样路径结点上的数值加权处理，分析G30Cr15MoN轴承钢在射流冲击强化改性研磨加工作用下沿受喷路径产生的残余应力、表面塑性变形和表面形貌，结合实验结果进行对比分析。结果表明：随着射流冲击强化改性研磨仿真的硬质球数目增加，会影响G30Cr15MoN靶材同一层深下的产生不同的PEEQ值，但是不能影响产生等效塑性变形的深度，PEEQ值百分比增加提升至75.00%。靶材的表面粗糙度逐渐增大，但粗糙度变化幅度先升后降的趋势，最大幅度为0.21μm。不同硬质球数均在0.20mm处出现残余压应力峰值，具有次表层强化特征。不同硬质球数冲击目标区域表层产生的径向残余应力沿层深的变化规律相同，表面形貌的变化趋势与材料的等效塑性变形的演变一致。在各个硬质球分布中，13粒硬质球数值模拟获得的表面残余应力、最大残余应力与表面粗糙度与射流冲击强化改性研磨加工试验数据基本吻合。

关键词：

基于CNN-RF模型的广州地区土壤质地识别方法

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节水灌溉 2023年第1期 47-54页

作者：冯文康梁忠伟刘晓初谢鑫成赵传萧金瑞广州大学机械与电气工程学院广州510006 广州大学广东省太阳能智能灌溉装备科技创新中心广州510006 广东工业大学机电工程学院广州510006

不同土壤质地直接影响土壤水分渗透程度和农作物养分吸收,进而影响农作物的产量及质量,针对土壤质地难以开展高效、精准识别等问题,基于卷积神经网络-随机森林(CNN-RF)模型算法用于实现土壤质地高效、精准识别。首先用比重法测定土壤样... 详细信息

不同土壤质地直接影响土壤水分渗透程度和农作物养分吸收,进而影响农作物的产量及质量,针对土壤质地难以开展高效、精准识别等问题,基于卷积神经网络-随机森林(CNN-RF)模型算法用于实现土壤质地高效、精准识别。首先用比重法测定土壤样本中砂粒、粉粒和黏粒的百分比,然后采用自主研制的便携图像采集装置,对广州地区的土壤进行1000个样本采集并对土壤研磨、筛选、拍摄,建立土壤样本质地和图像的数据库,提取图像中的颜色特征和纹理特征,利用CNN-RF模型并结合3种组合(颜色、纹理、颜色+纹理)方法对土壤样本中的黏粒、粉粒和砂粒百分含量进行回归预测。采用平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和判定系数(R^(2))进行模型回归性能评估。从混淆矩阵进行模型分类结果可知,预测砂粒的MAE、RMSE、R^(2)值分别为3.37、3.71和0.99;粉粒的MAE、RMSE、R^(2)值分别为3.48、3.79和0.98;黏粒的MAE、RMSE和R2值分别为3.38,3.76,0.99。与RF、KNN、VGG6-RF模型相比,这种CNN-RF模型得到的MAE值和RMSE值较小,R^(2)接近于1,其准确度为99.43%,因而性能更优。该方法具有简单、易用、快速、可靠和准确等优点,对岭南丘陵耕地土壤的优化管理和可持续利用具有重要意义。

关键词：土壤质地特征提取卷积神经网络图像识别模型评估