检索结果-南通市图书馆

富氢环境下镍钛形状记忆合金弹簧变形行为的实验和理论研究

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力学学报 2024年第2期56卷 422-432页

作者：姜晗于超康国政西南交通大学力学与航空航天学院成都610031

镍钛形状记忆合金器件在某些特定服役环境下不可避免地与氢接触,导致其力学性能发生改变.实验研究方面,通过对两种构型(弹簧指数为8.5和11.7)的镍钛合金弹簧进行异位电解充氢,随后对充氢和未充氢镍钛合金弹簧进行不同幅值的拉伸-卸载实... 详细信息

镍钛形状记忆合金器件在某些特定服役环境下不可避免地与氢接触,导致其力学性能发生改变.实验研究方面,通过对两种构型(弹簧指数为8.5和11.7)的镍钛合金弹簧进行异位电解充氢,随后对充氢和未充氢镍钛合金弹簧进行不同幅值的拉伸-卸载实验,揭示了氢对超弹性镍钛合金弹簧变形行为的影响.结果表明,氢会显著影响弹簧的相变硬化行为,并且使马氏体相变临界力下降地更为迅速.理论研究方面,基于实验结果,在不可逆热力学框架下构建了镍钛形状记忆合金力-扩散耦合本构模型.在该本构模型中,考虑了与弹性,马氏体相变和氢致膨胀相关的应变和氢浓度场对马氏体相变的影响.通过建立的Helmholtz自由能推导出相变行为的热力学驱动力.基于质量守恒定律和Fick定律,得到氢浓度场的演化方程.为了准确地描述充氢和未充氢镍钛合金弹簧的变形行为,在建立的本构模型基础上,进一步发展了描述弹簧力-扩散耦合变形行为并考虑其扭转、弯曲变形模式的半解析模型.通过与实验结果的对比,可以发现,提出的半解析理论模型能够很好地预测富氢环境下超弹性镍钛合金弹簧的变形行为.

关键词：镍钛形状记忆合金弹簧富氢环境力-扩散耦合半解析模型

高温环境下弹簧功能-传感共形位移测量装置及方法

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兵工学报 2024年第2期45卷 662-670页

作者：宁克焱曾强田金山赵攀兰海何家富万丽中国北方车辆研究所先进越野系统技术全国重点实验室北京100072 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 63966部队北京100072

机械装备的位移测量是状态检测和运动控制的关键,基于激光、电涡流、电感和电阻等原理的常规位移测量方法无法应对高端装备紧凑测试空间和高温、油污等恶劣环境条件下的位移测量挑战。基于材料力学与弹簧结构,构建一种新的弹簧功能-传... 详细信息

机械装备的位移测量是状态检测和运动控制的关键,基于激光、电涡流、电感和电阻等原理的常规位移测量方法无法应对高端装备紧凑测试空间和高温、油污等恶劣环境条件下的位移测量挑战。基于材料力学与弹簧结构,构建一种新的弹簧功能-传感共形的位移测量模型,对弹簧整体受力及位移进行分析,确定位移-应变映射关系;基于有限元方法建立弹簧的应变-位移模型,分析弹簧位移测量的敏感点、不同组桥形式、位移激励频率等因素影响;通过搭建电液伺服高频冲击试验台,在扫频和加热工况下进行弹簧位移测量装置及方法的有效性和动态性能测试。试验结果表明:加载频率在100 Hz及以下时测试精度可达0.06 mm,高温适应性不低于275℃;经车用干片式制动器高温制动试验应用验证,在工作温度160℃以上仍能实时稳定获取机构的动态位移信号,为高温制动器状态检测及其故障诊断提供了嵌入式测试技术支撑;该共形位移测量方法在高温条件下具有良好的线性度和精度,为紧凑空间及高温等恶劣环境下位移测量提供了一种有效方法,尤其是在具有弹簧等弹性元件的情况下能够实现对原系统无影响的嵌入式测试。

关键词：弹簧位移测量应变高温制动

微重力模拟装置中悬吊弹簧局部模态动力学建模与试验研究

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振动与冲击 2023年第4期42卷 279-285,311页

作者：马超刘磊杨鸿杰西北工业大学航天学院西安710072 陕西省空天飞行器设计重点实验室西安710072

微重力模拟下的地面试验是验证隔振器能否在轨可靠工作的重要措施之一。通常采用悬吊法进行微重力模拟时,悬吊弹簧局部模态处的振动很容易引入隔振上平台。针对悬吊弹簧阻尼低,局部模态振动限制主动隔振控制性能的问题,采用PVC胶带与悬... 详细信息

微重力模拟下的地面试验是验证隔振器能否在轨可靠工作的重要措施之一。通常采用悬吊法进行微重力模拟时,悬吊弹簧局部模态处的振动很容易引入隔振上平台。针对悬吊弹簧阻尼低,局部模态振动限制主动隔振控制性能的问题,采用PVC胶带与悬吊弹簧并联的方式提高弹簧阻尼;建立了微重力模拟装置中加胶带悬吊弹簧的连续动力学模型,对比研究纯悬吊弹簧模态振动和加胶带悬吊弹簧模态振动对隔振上平台的影响;搭建了地面试验验证系统并通过试验验证了悬吊弹簧动力学模型的准确性。试验结果表明,粘贴PVC胶带能够起到增加悬吊弹簧阻尼的效果,可以将弹簧的模态振动降低到1μg以下,从而减小模态振动对被动隔振的影响,并有效缓解模态振动对主动隔振控制性能的限制,这种状态能够更准确地反应在轨工作状态。

关键词：微重力模拟隔振器悬吊法弹簧局部模态

弹簧参数对记忆合金式J-T制冷器流量的影响

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低温与超导 2022年第8期50卷 93-99页

作者：张巍苏鹏翼高涛贾宝军华北光电技术研究所北京100015

针对记忆合金式自调型J-T制冷器流量不稳定的问题,通过理论和试验研究,分析了记忆合金弹簧收缩量、平衡弹簧与主动弹簧的刚度对制冷器流量的影响。结果表明,在相同进气压力下,制冷器自调后的流量随记忆合金弹簧收缩量的增加而降低;记忆... 详细信息

针对记忆合金式自调型J-T制冷器流量不稳定的问题,通过理论和试验研究,分析了记忆合金弹簧收缩量、平衡弹簧与主动弹簧的刚度对制冷器流量的影响。结果表明,在相同进气压力下,制冷器自调后的流量随记忆合金弹簧收缩量的增加而降低;记忆合金弹簧收缩量波动可导致制冷器流量波动;通过疲劳试验,可提高记忆合金弹簧收缩量及制冷器自调后流量的稳定性。振动测试前后,记忆合金弹簧收缩量及制冷器流量无明显差异,表明该制冷器结构具有较好的抵抗力学冲击的能力。当进气压力变化范围一定时,增加平衡弹簧与主动弹簧刚度的和,可缩小制冷器自调后流量的变化范围,降低流量超差的风险。

关键词： J-T制冷器记忆合金流量弹簧

弹簧和密封圈刚度和阻尼对气体端面密封追随性的影响研究

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振动与冲击 2018年第3期37卷 54-60,71页

作者：张树强王良陈杰赵伟刚西安航天动力研究所西安710100

气体端面密封在实际运行中,静环对动环轴向窜动和角向摆动的跟踪响应能力(追随性)至关重要,优良的追随性能够降低外界干扰对密封稳定性造成的影响。将气体端面密封简化为弹簧-阻尼-质量系统,基于线性化的摄动法求解了密封气膜动态性刚... 详细信息

气体端面密封在实际运行中,静环对动环轴向窜动和角向摆动的跟踪响应能力(追随性)至关重要,优良的追随性能够降低外界干扰对密封稳定性造成的影响。将气体端面密封简化为弹簧-阻尼-质量系统,基于线性化的摄动法求解了密封气膜动态性刚度和阻尼系数,在此基础上研究了弹簧和补偿环用辅助密封圈刚度和阻尼对气体端面密封追随性的影响规律,研究对象包括动压式密封、静压式密封以及动静压混合式密封三种密封形式。研究结果表明:当刚度和阻尼分别小于某数量级时,三种密封在轴向和角向均能具有优异的追随性,随着刚度和阻尼的增加,密封追随性随之变差;同等条件下,动压式密封追随性最好,动静压混合式密封次之,静压式密封最差。

关键词：气体端面密封追随性稳定性弹簧辅助密封圈

热电Bi_(2)Te_(3)/Bi_(2)Se_(3)纳米“弹簧”材料的电化学组装

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稀有金属材料与工程 2021年第12期50卷 4486-4492页

作者：李晓龙邸友莹侯小洁李燕怡陈凤英周春生元春梅黄娜魏伟商洛学院陕西省尾矿资源综合利用重点实验室陕西商洛726000

为了探索制备具有高热电优值的一维纳米材料,采用脉冲电化学技术制备了一种热电Bi_(2)Te_(3)/Bi_(2)Se_(3)多层纳米线材料。对电沉积过程的监测结果表明,电沉积过程中电解液电阻不断增大,随着电沉积过程的延续,电解液电阻增大幅度越来... 详细信息

为了探索制备具有高热电优值的一维纳米材料,采用脉冲电化学技术制备了一种热电Bi_(2)Te_(3)/Bi_(2)Se_(3)多层纳米线材料。对电沉积过程的监测结果表明,电沉积过程中电解液电阻不断增大,随着电沉积过程的延续,电解液电阻增大幅度越来越小。对电沉积产物进行退火处理,然后溶解掉模板,进行XRD测试。结果表明,所制备的产物是Bi_(2)Te_(3)/Bi_(2)Se_(3),同时,出现很多"卫星峰",表明所制备的材料具有超晶格结构。运用FE-SEM、TEM对产物形貌进行分析,模拟了多层纳米线可能的生长机制。结果发现,所制备的材料是像"弹簧"一样形状的Bi_(2)Te_(3)/Bi_(2)Se_(3)多层纳米线,其生长过程受动力学因素控制。通过对脉冲时间的调节,可以实现对多层纳米线周期的调制。HRTEM、SAED分析结果结合XRD测试结果表明,多层纳米线是由Bi_(2)Te_(3)和Bi_(2)Se_(3)构成的单晶材料。

关键词：热电材料脉冲电沉积多层纳米线弹簧机制

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50CrVA钢弹簧氢致延迟断裂失效分析

金属热处理 2022年第3期47卷 257-260页

作者：李明祥杨平贺韡张锰王文博中航西安飞机工业集团股份有限公司陕西西安710089 空军装备部驻西安地区第一军事代表室陕西西安710089

在服役一段时间后发现飞机舱门的50CrVA钢弹簧在螺纹处发生断裂失效,分别对断裂弹簧的断口形貌、显微组织、硬度、氢含量和化学成分进行了测试与分析。结果表明,弹簧发生失效的原因是氢致延迟断裂,断口裂纹源区为沿晶开裂,晶粒表面存在... 详细信息

在服役一段时间后发现飞机舱门的50CrVA钢弹簧在螺纹处发生断裂失效,分别对断裂弹簧的断口形貌、显微组织、硬度、氢含量和化学成分进行了测试与分析。结果表明,弹簧发生失效的原因是氢致延迟断裂,断口裂纹源区为沿晶开裂,晶粒表面存在典型氢脆断口的微观形貌特征。调查制造工艺流程发现,该弹簧首次镀镉后镀层存在缺陷,在未除氢的情况下退除镀层并重新电镀,致使基体引入了更多的氢,加上弹簧装配时螺纹处承受了偏斜载荷,促使弹簧在服役过程中加速断裂。对50CrVA弹簧钢进行工艺验证试验,复现了氢致延迟断裂的失效模式。

关键词： 50CrVA钢弹簧氢致延迟断裂

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基于弹簧振幅放大的电磁式振动发电设计

发电技术 2023年第2期44卷 244-252页

作者：杨永宝张博张立昌 Matthias Rätsch 索宇超西安工程大学电子信息学院陕西省西安市710699 西安工程大学工程训练中心陕西省西安市710699 罗伊特林根应用技术大学工程技术学院德国罗伊特林根72760

针对新能源振动发电技术,提出了一种利用弹簧增大振幅的电磁式振动能量收集装置。为提高能量收集效率,利用电机电磁模型和质量-弹簧-阻尼振动模型对能量收集装置的输出电压进行了建模分析。针对振动频率为15 Hz、振幅1 mm的样例工况,对... 详细信息

针对新能源振动发电技术,提出了一种利用弹簧增大振幅的电磁式振动能量收集装置。为提高能量收集效率,利用电机电磁模型和质量-弹簧-阻尼振动模型对能量收集装置的输出电压进行了建模分析。针对振动频率为15 Hz、振幅1 mm的样例工况,对弹簧振幅放大机构进行了最优化设计;根据优化结果利用Solid-Works软件对弹簧振幅放大机构进行建模,并将模型导入ANSYS软件进行有限元分析,对振幅放大机构设计方案的合理性与可行性进行评估;最后,制作样机并搭建了振动发电实验平台,对样机进行实验验证。实验结果表明,所设计方案在样例工况下将动子振幅放大7.98倍,空载电压达22.8 V,最大输出功率为0.44 W。为使本装置能够应用于更为广泛的领域,利用3个不同频率工况进一步验证了所设计装置与所提方法的有效性。

关键词：振动能量收集弹簧最优化有限元振动发电

离子液体镀铝工艺在纵向解锁机构弹簧上的应用研究

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宇航材料工艺 2024年第2期54卷 112-118页

作者：乐晨张联英郭嘉宋启良张毅博王明杰北京宇航系统工程研究所北京100076 首都航天机械有限公司北京100076

纵向解锁机构是一套用于运载火箭整流罩两半罩连接与分离用的机构产品,其核心组件锁钩在验收和总装过程中需要重复多次解锁装配,弹簧是锁钩分离时使用的驱动元件。为提高弹簧可靠性,本文研究使用离子液体镀铝工艺替代含有氢脆隐患的电... 详细信息

纵向解锁机构是一套用于运载火箭整流罩两半罩连接与分离用的机构产品,其核心组件锁钩在验收和总装过程中需要重复多次解锁装配,弹簧是锁钩分离时使用的驱动元件。为提高弹簧可靠性,本文研究使用离子液体镀铝工艺替代含有氢脆隐患的电镀锌进行表面处理。首先通过典型产品试镀形成工艺方法,随后进行弹簧试制,最后开展热环境和锁钩机构试验验证弹簧可靠性。结果表明,离子液体镀铝工艺中的喷丸工艺会导致弹簧力值略微下降;这种状态的弹簧能够满足环境适应性要求,重复解锁会造成弹簧镀层磨损,力值下降约5%,但仍满足设计要求。弹簧使用离子镀铝工艺表面处理能够替代电镀锌,工艺实施过程中的喷丸后处理需要严格控制,重复使用时对弹簧镀层和力值的影响需要关注。

关键词：离子液体镀铝纵向解锁机构弹簧