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冷喷涂纯铝涂层硫酸阳极氧化层腐蚀行为研究

粉末冶金工业 2024年第4期 95-100页

作者：代雪婷南健司永礼胡家齐宋圣强国营芜湖机械厂

为探究冷喷涂纯铝涂层硫酸阳极氧化层的防腐蚀效果，实验在两种不同孔隙率涂层表面制备硫酸阳极氧化层。通过SEM、EDS、中性盐雾试验和电化学试验，评价其组织、化学成分、耐蚀性能。结果显示，低孔隙率（0.8%）涂层虽因比表面积大，阳... 详细信息

为探究冷喷涂纯铝涂层硫酸阳极氧化层的防腐蚀效果，实验在两种不同孔隙率涂层表面制备硫酸阳极氧化层。通过SEM、EDS、中性盐雾试验和电化学试验，评价其组织、化学成分、耐蚀性能。结果显示，低孔隙率（0.8%）涂层虽因比表面积大，阳极氧化层厚度略低，但阳极氧化层致密度高，可形成致密钝化膜阻止材料进一步腐蚀。而高孔隙率（1.5%）涂层表面开放孔洞较多，机械加工过程进一步破坏了涂层表面连续性，电镀槽液沿涂层表面的孔洞渗入涂层组织内部，使涂层内部也发生了阳极氧化反应，破坏了涂层组织结构，使得涂层组织局部出现大于20μm的孔洞，未能形成致密钝化层。因此，高孔隙（1.5%）涂层钝化区窄，且维钝电流密度随着钝化电位增加而增大。与铝合金基底材料相比，涂层阳极氧化层的自腐蚀电流密度和维钝电流密度更高，其耐腐蚀性能劣于基体，且随着孔隙率增大呈下降趋势。但涂层阳极氧化层仍可耐受336 h中性盐雾腐蚀，满足飞机金属零件的防腐要求。为使涂层硫酸阳极氧化层具有和基体相近的耐蚀性能，并保证涂层致密度，建议尽可能减小涂层孔隙率。

关键词：冷喷涂纯铝涂层孔隙率硫酸阳极氧化腐蚀行为

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湍流风况顺桨风力机叶片气动阻尼特性研究

力学学报 2024年第5期56卷 1366-1376页

作者：唐新姿李可翔何文双胡聪芳彭锐涛湘潭大学机械工程与力学学院湖南湘潭411105

当前风电技术大型化发展,叶片气弹失稳问题特别是特殊工况下的稳定性问题成为国内外各界关注的热点和难点.湍流风况下顺桨风电叶片气弹稳定性直接影响风电机组的安全可靠性.气动阻尼是叶片稳定性判断的重要指标.为探究湍流风况顺桨风电... 详细信息

当前风电技术大型化发展,叶片气弹失稳问题特别是特殊工况下的稳定性问题成为国内外各界关注的热点和难点.湍流风况下顺桨风电叶片气弹稳定性直接影响风电机组的安全可靠性.气动阻尼是叶片稳定性判断的重要指标.为探究湍流风况顺桨风电叶片气弹失稳特性规律,以NERL 5 MW风力机叶片为研究对象,基于修正叶素动量理论、欧拉-伯努利梁模型和气动阻尼计算方法,建立顺桨叶片气动阻尼计算模型,采用Kaimal湍流风模型进行瞬态分析,获得风况参数对风力机叶片气动稳定性的影响规律及叶片的气动失稳概率,为大型风力机叶片气弹稳定性设计与控制提供参考.结果表明:顺桨叶片气动阻尼在全周风向上呈180°周期特性,且25°风向为相对危险工况;风速越大气动阻尼负值越显著,气动不稳定风向范围越大,失稳概率越大;湍流强度增加,一阶挥舞气动阻尼下限降低幅度明显,气动不稳概率增加;湍流风况下顺桨叶片平面外方向的失稳概率较平面内方向更大,且两个方向失稳概率曲线呈相似周期性规律.

关键词：风力机叶片停机顺桨气弹耦合湍流强度气动阻尼

金属间化合物MoSi_(2)协同SiC晶须增韧Si_(3)N_(4)陶瓷刀具的制备及切削性能

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材料导报 2024年第2期38卷 168-172页

作者：周后明周金虎刘刚陈皓月湘潭大学机械工程学院湖南湘潭411105

为进一步提高Si_(3)N_(4)陶瓷刀具的强度和韧性,克服单一增韧方式以及金属粘结剂增韧的局限性,本工作利用金属间化合物协同晶须对其增韧补强,将MoSi_(2)颗粒和SiC晶须添加到Si_(3)N_(4)陶瓷基体中,制备出Si_(3)N_(4)/MoSi_(2)/SiC_(w)(S... 详细信息

为进一步提高Si_(3)N_(4)陶瓷刀具的强度和韧性,克服单一增韧方式以及金属粘结剂增韧的局限性,本工作利用金属间化合物协同晶须对其增韧补强,将MoSi_(2)颗粒和SiC晶须添加到Si_(3)N_(4)陶瓷基体中,制备出Si_(3)N_(4)/MoSi_(2)/SiC_(w)(SMC)复合陶瓷刀具材料。结果表明:SiC晶须的加入可以有效提高Si_(3)N_(4)陶瓷的断裂韧性,MoSi_(2)的加入可以显著提升Si_(3)N_(4)陶瓷的抗弯强度。连续干切削45#淬火钢时,相较于商用刀具YBC251,SMC复合陶瓷刀具的寿命及切削稳定性提升显著。其中,添加了SiC晶须的SMC3(MoSi_(2)10%(未作特别说明时均为质量分数),SiC_(w)10%)及SMC2(MoSi_(2)0%,SiC_(w)10%)刀具的寿命均比未添加SiC_(w)的SMC1(MoSi_(2)10%,SiC_(w)0%)更长。随着切削深度的增加,未添加MoSi_(2)的SMC2易出现崩刃现象,切削稳定性不如协同增韧的SMC3。

关键词：陶瓷刀具协同增韧切削力学性能微观结构

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轻量化材料新型连接工艺与应用现状

机械工程学报 2024年第4期60卷 259-283页

作者：张越卢岩彭锐涛朱琳伟雷贝蒋家传湘潭大学机械工程与力学学院湘潭411105 湘潭大学力学博士后流动站湘潭411105

随着全球汽车产业低碳化转型,与车身轻量化相关的连接技术挑战不断增加,综合考虑轻量化的成本与效果,合理选用车身材料,搭配不同连接工艺,在满足行业质量标准降低产品重量的前提下为产品设计提供更多思路,已经成为轻量化技术发展的必然... 详细信息

随着全球汽车产业低碳化转型,与车身轻量化相关的连接技术挑战不断增加,综合考虑轻量化的成本与效果,合理选用车身材料,搭配不同连接工艺,在满足行业质量标准降低产品重量的前提下为产品设计提供更多思路,已经成为轻量化技术发展的必然趋势。合理运用各类轻量化材料,可以有效减轻车身重量、提高车身性能,对不同的车身轻量化材料的若干新型连接工艺的研究进展进行系统归纳,从冶金连接技术、机械连接技术、粘接技术及复合连接技术四个方面进行综述分析,阐述近年来各种新型工艺及其延伸工艺的研究进展,重点分析各类工艺的技术原理、连接强度准则、工艺优势、局限性及应用现状,以期为汽车轻量化材料新型连接工艺的设计与制造提供有益借鉴,为车身轻量化连接工艺保驾护航。

关键词：轻量化连接工艺冶金连接机械连接复合连接

电力机动绞磨反转自锁超越离合器设计及动力学仿真分析

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中阿科技论坛（中英文） 2024年第10期 89-93页

作者：蔺相飞贺超彭建华谭庆彭维恒湖南国防工业职业技术学院湖南湘潭411207 湘潭市电力工程机械厂湖南湘潭411207

电力机动绞磨是电力工程施工中不可或缺的工具,而超越离合器作为机械传动系统中的核心部件,其作用是在驱动和被驱动部件之间传递扭矩,同时具有在载荷条件下实现反向锁止的功能,直接关乎电力机动绞磨工作的可靠性和安全性。为了防止电力... 详细信息

电力机动绞磨是电力工程施工中不可或缺的工具,而超越离合器作为机械传动系统中的核心部件,其作用是在驱动和被驱动部件之间传递扭矩,同时具有在载荷条件下实现反向锁止的功能,直接关乎电力机动绞磨工作的可靠性和安全性。为了防止电力机动绞磨工作过程中发生溜车现象,研究其中的超越离合器结构具有重要意义。文章以电力机械工程施工中常见的机动绞磨为研究对象,建立了超越离合器实体模型和动力学模型,在结构相同的情况下,分别对三种布局方式的超越离合器反转自锁规律进行仿真计算,探讨了在相同工况条件下三种超越离合器反转自锁的工作规律,通过分析各项仿真数据,得出综合效能更优的超越离合器制造方法,旨在为反转自锁超越离合器的应用提供参考。

关键词：电力机动绞磨超越离合器布局方式反转自锁

考虑硬化历史的圆筒形件二次拉深极限拉深比的解析模型

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塑性工程学报 2024年第3期31卷 83-90页

作者：董文正李书伦王镇柱林启权湘潭大学机械工程与力学院湖南湘潭411105

以圆筒形件二次拉深成形为例,基于主应力法和板料弯曲理论,考虑材料硬化历史、壁厚比t_(min)/t_(max)、凹模圆角半径和摩擦因数的影响,建立了一种预测圆筒形件二次拉深极限拉深比的解析模型,并对SUS304不锈钢板料进行了拉深试验验证。... 详细信息

以圆筒形件二次拉深成形为例,基于主应力法和板料弯曲理论,考虑材料硬化历史、壁厚比t_(min)/t_(max)、凹模圆角半径和摩擦因数的影响,建立了一种预测圆筒形件二次拉深极限拉深比的解析模型,并对SUS304不锈钢板料进行了拉深试验验证。结果表明:解析模型的预测值与试验结果吻合较好;考虑硬化历史的解析模型与未考虑硬化历史的模型相比二次拉深极限拉深比相差约10%;摩擦因数、凹模圆角半径对二次拉深极限拉深比有显著影响,摩擦因数越大,二次拉深极限拉深比越小;凹模圆角半径越大,二次拉深极限拉深比越大。

关键词：二次拉深极限拉深比主应力法硬化历史解析模型

基于Python的面向对象弹塑性有限元方法实现与数值模拟

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系统仿真学报 2024年第5期36卷 1107-1117页

作者：李恒辉肖映雄湘潭大学机械工程与力学学院湖南湘潭411105

随着有限元应用领域的不断扩大,对有限元的可扩充性提出了更高的要求。为克服传统有限元的缺陷,基于Python提出了一种简单、易扩充的面向对象弹塑性有限元程序框架,结合Python的特性,设计了前处理类、后处理类、线性求解类、应力积分类... 详细信息

随着有限元应用领域的不断扩大,对有限元的可扩充性提出了更高的要求。为克服传统有限元的缺陷,基于Python提出了一种简单、易扩充的面向对象弹塑性有限元程序框架,结合Python的特性,设计了前处理类、后处理类、线性求解类、应力积分类、分析类等有限元类。通过将程序框架应用于几类典型弹塑性问题的有限元分析与模拟,并与ABAQUS计算结果进行了对比,验证了基于Python的面向对象弹塑性有限元程序的准确性和有效性。

关键词：面向对象编程弹塑性有限元程序框架数值模拟 Python

碳纳米管-碳纤维增强二硫化钨/聚酰胺酰亚胺复合涂层摩擦学性能研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第8期44卷 1125-1135页

作者：赵鼎元刘思思廖君慧傅兵刘金刚湘潭大学机械工程与力学学院湖南湘潭411105 湖南江滨机器(集团)有限责任公司湖南湘潭411100

通过稀土接枝方法将碳纳米管(CNTs)接枝在碳纤维(CF)表面,得到碳纳米管-碳纤维(CNTs-CF)多尺度增强体;以聚酰胺酰亚胺(PAI)为粘结剂,二硫化钨(WS_(2))为固体润滑填料,制备了二硫化钨/聚酰胺酰亚胺(WS_(2)/PAI)复合涂料.在WS_(2)/PAI复... 详细信息

通过稀土接枝方法将碳纳米管(CNTs)接枝在碳纤维(CF)表面,得到碳纳米管-碳纤维(CNTs-CF)多尺度增强体;以聚酰胺酰亚胺(PAI)为粘结剂,二硫化钨(WS_(2))为固体润滑填料,制备了二硫化钨/聚酰胺酰亚胺(WS_(2)/PAI)复合涂料.在WS_(2)/PAI复合涂料中添加CNTs-CF,涂覆在铝合金样块表面形成碳纳米管-碳纤维增强二硫化钨/聚酰胺酰亚胺(CNTs-CF/WS_(2)/PAI)复合涂层.采用X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Raman spectra)和扫描电子显微镜(SEM)对CNTs-CF粉末进行表征;采用CFT-Ⅰ型材料表面性能综合测试仪和VH-2000C型超景深三维显微系统测试分析了不同试验条件下CNTs-CF对WS_(2)/PAI复合涂层摩擦学性能的影响.试验表明:在WS_(2)/PAI复合涂层中添加适量CNTs-CF能显著提高涂层材料的结合强度和耐磨性能,并一定程度上改善涂层的润滑效果.当CNTs-CF的质量分数为1.5%时,涂层的耐磨减摩性能最佳,在不同载荷下均表现出较低的摩擦系数和磨损率.CNTs-CF/WS_(2)/PAI复合涂层优异的摩擦学性能主要归因于WS_(2)的润滑作用、稀土Ce的桥接作用和CNTs-CF的增强作用.

关键词：碳纳米管碳纤维二硫化钨复合涂层摩擦学性能

改性碳纤维-MoS_(2)复合涂层的高温摩擦学性能研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第4期44卷 482-493页

作者：高阳刘思思廖君慧赵鼎元刘金刚湘潭大学机械工程与力学学院湖南湘潭411105 湖南江滨机器(集团)有限责任公司湖南湘潭411100

为了改善高温下固体润滑复合涂层的稳定性,选择经过化学改性的纳米碳纤维对MoS_(2)涂料进行性能优化,制备添加不同比例的改性粉末的涂料.通过对粉末进行XPS、红外和形貌分析,表明碳纤维已经改性.借助CFT-I型高速往复摩擦磨损试验机分别... 详细信息

为了改善高温下固体润滑复合涂层的稳定性,选择经过化学改性的纳米碳纤维对MoS_(2)涂料进行性能优化,制备添加不同比例的改性粉末的涂料.通过对粉末进行XPS、红外和形貌分析,表明碳纤维已经改性.借助CFT-I型高速往复摩擦磨损试验机分别在不同温度条件下进行摩擦试验,利用超景深显微系统对不同条件涂层表面磨损的形貌进行观测,对磨损机理进行分析,探究添加量的最优比例.试验结果表明:在试验温度分别为20、50和100℃时,添加质量分数1.5%CF-GO(氧化石墨烯改性碳纤维)涂料制备的涂层耐磨性能均优于其他的添加比例的涂层.在干摩擦5 N载荷,试验温度为200℃时,添加质量分数1.5%CF-GO的涂层比未改性的涂层的磨痕深度、宽度分别减少66.1%、29.2%,涂层的耐磨性能有了很大的提高,进一步采用扫描电子显微镜(SEM)分析涂层的内部形貌可知,添加质量分数1.5%的CF-GO时,涂层内部形成清晰的网状结构,从而使得该比例下的涂层同时具有抗高温变形、耐磨以及耐热等优异的性能.

关键词：改性碳纤维二硫化钼复合涂层高温变形摩擦学性能

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