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具有温度感知功能的SiAlON智能刀具研究

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机械工程学报 2024年

作者：殷增斌俞科娟叶佳冬袁军堂南京理工大学机械工程学院

基于负温度系数热敏陶瓷的阻温特性和结构陶瓷的高耐磨性，设计制造一种异种陶瓷复合的新型温度感知智能刀具。该智能刀具主体和温度感知模块分别由α/β-SiAlON结构陶瓷和LaCrO3-Al2O3热敏陶瓷组成，并分别通过放电等离子和微波烧结成... 详细信息

基于负温度系数热敏陶瓷的阻温特性和结构陶瓷的高耐磨性，设计制造一种异种陶瓷复合的新型温度感知智能刀具。该智能刀具主体和温度感知模块分别由α/β-SiAlON结构陶瓷和LaCrO3-Al2O3热敏陶瓷组成，并分别通过放电等离子和微波烧结成形。通过高速切削镍基高温合金GH4169测试了该智能刀具的切削性能和温度感知功能。结果表明：该智能刀具具有优异的切削性能，在vc=200 m/min,f=0.1 mm/r,ap=1.0 mm时材料去除量最大，是商业陶瓷刀具WG300的1.4倍；该智能刀具具备良好的温度感知功能，最大感知温度超过700℃，温度感知灵敏度高，响应迅速。

关键词：智能刀具切削温度测量 Si Al ON陶瓷负温度系数热敏陶瓷放电等离子烧结微波烧结

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微量供油下线接触副润滑增效分析

中国机械工程 2024年

作者：李书义郭峰黄柏林金薇香港城市大学机械工程系青岛理工大学机械与汽车工程学院

线接触副中常常会出现乏油(微量供油)状态，其降低了润滑性能甚至会造成润滑失效。实验发现，亲/疏油间隔供油的功能润湿表面能够提高微量润滑有效成膜。基于此，建立有限长滚子副润滑模型，分析了间隔供油中功能表面亲/疏油带宽及其工... 详细信息

线接触副中常常会出现乏油(微量供油)状态，其降低了润滑性能甚至会造成润滑失效。实验发现，亲/疏油间隔供油的功能润湿表面能够提高微量润滑有效成膜。基于此，建立有限长滚子副润滑模型，分析了间隔供油中功能表面亲/疏油带宽及其工作参数的影响规律，并与微量润滑油均匀分布和充分供油对比。结果表明：一定量润滑油供给下间隔供油方式可以达到润滑增效的作用，但其特殊的交替供油方式则会导致接触区润滑状态呈现一定的波动性；与均匀分布供油相比，间隔供油的润滑增效情况会受到功能表面亲/疏油带宽和卷吸速度的影响，参数不恰当的选择甚至会丧失润滑增效优势；分析数据可为微量润滑增效功能表面设计提供参考，具有一定工程指导意义。

关键词：微量润滑线接触间隔供油润滑增效

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单相激励电容式时栅角位移传感器研究

仪器仪表学报 2024年第1期45卷 130-137页

作者：高忠华胡帅汪强付敏冯济琴重庆理工大学机械工程学院重庆400054 重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心重庆400054 重庆理工大学时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室重庆400054

针对现有多相激励时栅角位移传感器在小体积时无法设置更多极对数进一步提升稳定性,导致精度和动态性能指标无法得到提升等问题,提出一种单相激励电容式时栅角位移测量方法。该方法采用单相激励耦合成四路空间正交的驻波信号,通过电路... 详细信息

针对现有多相激励时栅角位移传感器在小体积时无法设置更多极对数进一步提升稳定性,导致精度和动态性能指标无法得到提升等问题,提出一种单相激励电容式时栅角位移测量方法。该方法采用单相激励耦合成四路空间正交的驻波信号,通过电路实现行波构造,从而实现角位移测量。文中介绍了多相激励时栅传感器存在的问题、单相激励时栅的测量原理,完成了传感器样机的研制,并通过实验验证该原理的有效性。实验结果表明,相同尺寸和相同电极数量情况下,单相激励传感器的精度和动态性能指标优于多相激励传感器,单相激励传感器精度为±20″,稳定性为10″,400 rpm转速下速度波动为±1.25%,跟随误差为±2.5″,满足直驱电机的使用要求。

关键词：电容式时栅单相激励多相激励角位移传感器行波构造

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CHPPO工艺氧化液耦合除杂技术的研究与工业应用

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分散式速度反馈控制流激薄板声振响应的模态解及特性

化工学报 2024年第4期75卷 1630-1641页

作者：董霄白志山杨晓勇殷伟刘宁普于启凡华东理工大学机械与动力工程学院上海 200237

异丙苯过氧化氢法(CHPPO)是生产环氧丙烷的绿色新工艺,然而如何从异丙苯氧化液中脱除有机酸和Na+等杂质一直是CHPPO工艺的关键问题.针对现有碱水洗单元洗涤塔设备投资高、占地面积大、传质效果不佳等问题,通过小试和中试实验,开发了基... 详细信息

异丙苯过氧化氢法(CHPPO)是生产环氧丙烷的绿色新工艺,然而如何从异丙苯氧化液中脱除有机酸和Na+等杂质一直是CHPPO工艺的关键问题.针对现有碱水洗单元洗涤塔设备投资高、占地面积大、传质效果不佳等问题,通过小试和中试实验,开发了基于静态混合和聚结分离的耦合除杂技术,并研究了一系列操作条件对耦合技术分离性能的影响,实现了异丙苯氧化液高效除杂.结果表明,在NaOH溶液浓度为1.5%,碱液用量为氧化液进料量的4%～5%、纯水用量3%～5%、自循环量10%～15%的条件下,处理后的氧化液总酸含量低于10 mg/L,Na+低于0.5 mg/L.此外,耦合除杂技术在某石化工业装置上实现了首次工业应用,处理后的氧化液有机酸含量为33 mg/L、Na+含量为0.4 mg/L,满足环氧化工段对前处理的技术要求,同时减少了5%的碱、水用量,显著增加了装置的绿色属性.该技术为解决氧化液深度净化问题和促进环氧丙烷合成工艺的发展提供了一种极具前景的选择.

关键词：异丙苯过氧化氢法 CHP氧化液聚结传质分离碱水洗

来源：博看期刊评论

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声学学报 2024年第2期49卷 336-343页

作者：韦大朋刘好胜刘碧龙青岛理工大学机械与汽车工程学院青岛266520

采用模态展开法推导了湍流边界层和分散式速度反馈控制共同作用下薄板的响应和声辐射,给出了与分散式速度反馈控制增益系数、单元位置、数量和大小相关的模态阻尼的显示表达式。给定激励和参数的条件下,通过与元素法的计算结果进行对比... 详细信息

采用模态展开法推导了湍流边界层和分散式速度反馈控制共同作用下薄板的响应和声辐射,给出了与分散式速度反馈控制增益系数、单元位置、数量和大小相关的模态阻尼的显示表达式。给定激励和参数的条件下,通过与元素法的计算结果进行对比,验证了模态展开法具有较高的计算效率和准确性。讨论了分散式速度反馈控制单元的布置方式和数量对模态阻尼的影响,以及反馈控制单元的布置方式对薄板动能、辐射声功率和模态平均辐射系数的影响。数值分析结果表明反馈控制单元的数量和布放位置对控制效果影响显著,反馈控制单元沿螺旋线布置能明显拓宽控制频带;两种反馈控制单元布置方式,在动能和辐射声功率控制较好的共振频率处,除第一阶模态外,模态平均声辐射效率随反馈增益的增大明显提高。

关键词：模态展开法湍流边界层反馈控制模态阻尼

激光选区熔化过程声发射信号的降噪与分类预测方法

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机械工程学报 2024年第6期60卷 163-176页

作者：张赛凡李博轩福贞华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)中激光工艺参数显著影响成形件质量,而现行的工艺优化路径大多是基于激光能量密度经验性公式的“盲摸”工艺试验,难以全面反映影响成形件质量的诸多环境因素,且在SLM过程中,熔池失稳、激光辐... 详细信息

激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)中激光工艺参数显著影响成形件质量,而现行的工艺优化路径大多是基于激光能量密度经验性公式的“盲摸”工艺试验,难以全面反映影响成形件质量的诸多环境因素,且在SLM过程中,熔池失稳、激光辐照不连续的情况时有发生,因此亟需开发SLM过程中工艺参数在线动态调控及质量监测技术,以保障制造工艺的可靠性和成形件质量的稳定性。通过声发射信号处理与神经网络算法,实现对采用不同激光工艺参数的熔道SLM成形过程的声发射信号分类预测。在降噪模块中,为确定经验模态分解的分解层数从而将其作为神经网络输入神经元的数量,提出一种基于序列间相关性和反双曲正切函数的直观评判方法。在分类预测模块中,对比基于经验模态分解和小波包变换两种声信号特征提取方法所设计的神经网络性能。研究结果表明神经网络模型对于不同激光参数产生的声发射信号进行分类预测的可行性,从而可直接指导SLM工艺参数的在线调控优化或优选,并为SLM过程的成形质量在线监测系统奠定理论方法基础。

关键词：声发射监测机器学习激光选区熔化小波包分析经验模态分解

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复合固体推进剂界面多尺度数值模拟研究进展

含能材料 2024年第5期32卷 554-569页

作者：余天昊闫亚宾王晓媛华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

固体推进剂界面作为固体发动机结构中力学性质相对薄弱的部分之一,明确其物化性质、损伤演化模式以及脱湿对推进剂结构完整性的影响是极其重要的研究内容。与实验相比,利用数值模拟能够快速、高效地研究各种界面体系下的不同物化性质,... 详细信息

固体推进剂界面作为固体发动机结构中力学性质相对薄弱的部分之一,明确其物化性质、损伤演化模式以及脱湿对推进剂结构完整性的影响是极其重要的研究内容。与实验相比,利用数值模拟能够快速、高效地研究各种界面体系下的不同物化性质,具有较好的应用前景。从微观尺度分子动力学、细观尺度有限元数值仿真与宏观数值模拟角度出发,综述了复合固体推进剂多种界面力学性质的研究进展,探讨了多尺度下复合固体推进剂界面数值模拟对固体推进剂工程设计的推动作用与目前存在的不足,并展望了未来的发展方向。

关键词：固体推进剂界面多尺度数值模拟

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轴流式喷水推进泵设计效果的考核

工程热物理学报 2024年第5期45卷 1366-1373页

作者：徐子鹏赖焕新华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

针对一台轴流式喷水推进泵的设计方案,采用数值模拟的方法研究其内部流场,着重考察空化流动特性,分析了空泡发生的位置、压力系数、叶片载荷以及冲角等参数随空化数的变化规律。结果表明,随着来流总压的降低,空泡最初出现在吸力侧前缘附... 详细信息

针对一台轴流式喷水推进泵的设计方案,采用数值模拟的方法研究其内部流场,着重考察空化流动特性,分析了空泡发生的位置、压力系数、叶片载荷以及冲角等参数随空化数的变化规律。结果表明,随着来流总压的降低,空泡最初出现在吸力侧前缘附近,随后由吸力侧前缘向后缘延伸,气泡厚度以及低压区的面积也随之增大。此外,喷水推进泵水力性能的降低与叶片载荷的减小有关。本文进一步讨论了叶片数对喷水推进泵空化性能的影响,得出了四种叶片数下扬程随空化数的变化曲线,结果表明适当增加转子叶片数可以提高喷水推进泵的抗空化性能。

关键词：喷水推进泵空化流动数值模拟

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周期性载荷下润滑剂回填效应试验观察

机械工程学报 2024年第3期60卷 203-213页

作者：金旭阳栗心明刘耀杨萍郭峰高军斌青岛理工大学机械与汽车工程学院青岛266520

采用球-盘单点接触光干涉润滑油膜测量仪,试验观察了周期性载荷变化对润滑剂回填及润滑状态的影响。结果表明,当加载/卸载过程滚动体的运行距离大于滚道周长时,滚动体瞬时接触半径与已形成的滚道半径不一致,导致加载过程润滑状态整体优... 详细信息

采用球-盘单点接触光干涉润滑油膜测量仪,试验观察了周期性载荷变化对润滑剂回填及润滑状态的影响。结果表明,当加载/卸载过程滚动体的运行距离大于滚道周长时,滚动体瞬时接触半径与已形成的滚道半径不一致,导致加载过程润滑状态整体优于卸载过程;周期性载荷变化下润滑状态优于恒定载荷下的润滑状态,毛细力和表面张力作用下的润滑剂回填是其诱因;不同载荷下接触半径变化梯度的增加有利于润滑剂的回填,使得卸载末期润滑油膜反弹。

关键词：周期性载荷润滑剂回填润滑状态乏油光干涉