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微量润滑油滴冲击倾斜壁面黏附颗粒的实验研究

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力学学报 2024年

作者：陈苗苗王兆长郑楠张国涛涂德浴童宝宏安徽工业大学机械工程学院特殊服役环境的智能装备制造国际科技合作基地北京工业大学材料与制造学部

微量润滑油滴与金属壁面冲击黏附成膜过程中，壁面附着颗粒物的存在对润滑油膜的形成质量和摩擦副的散热效果影响显著。通过高速摄像实验对油滴与倾斜壁面黏附颗粒的冲击过程进行观测分析，考察油滴冲击速度、壁面倾斜角度等因素对油滴... 详细信息

微量润滑油滴与金属壁面冲击黏附成膜过程中，壁面附着颗粒物的存在对润滑油膜的形成质量和摩擦副的散热效果影响显著。通过高速摄像实验对油滴与倾斜壁面黏附颗粒的冲击过程进行观测分析，考察油滴冲击速度、壁面倾斜角度等因素对油滴冲击颗粒后的形态演变和铺展特性的影响，以及黏附颗粒在冲击作用下的动态特性。研究结果表明：油滴冲击铺展过程中的形态演变受壁面倾斜角、冲击速度影响，会出现不对称沉积铺展、单侧颈部射流破碎，或者包裹颗粒滑移铺展等现象；颗粒在油滴冲击作用下沿斜面方向未产生明显滑移时，倾斜角增大对冲击油滴前铺展有促进作用，更容易在前缘三相接触线附近产生单侧颈部射流破碎现象；颗粒产生滑移时，颗粒滑移速度随壁面倾斜角的增大而增大，使前端液膜长度变短而抑制射流现象的生成，产生微油滴包裹颗粒滑移铺展现象；冲击速度对后铺展过程中的铺展因子变化影响较小，前铺展过程中的最大铺展因子随着冲击速度的增加而逐渐增大；壁面附着颗粒的运动受冲击速度和倾斜角大小影响明显，冲击速度或倾斜角度的增大均能够促进冲击油滴包裹颗粒沿壁面滑动。

关键词：微量润滑液滴动力学颗粒润湿壁面实验研究

工序随机失效及其修复条件下的退役机电产品拆解工艺路线决策研究

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机械工程学报 2024年

作者：任亚平任莹郭洪飞张超勇暨南大学广东省大湾区智慧物流国际科技合作基地暨南大学智能科学与工程学院暨南大学物联网与物流工程研究院暨南大学管理学院内蒙古科学技术研究院先进制造技术研究所内蒙古工业大学数据科学与应用学院华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室

对退役机电产品进行合理拆解并回收利用不仅可以促进资源的回收利用，还有利于减少环境污染与安全隐患等不良后果。针对退役机电产品拆解过程中时常出现的工序失效行为，从其内部零件失效角度及拆解工艺流程执行层面，系统性研究拆解工... 详细信息

对退役机电产品进行合理拆解并回收利用不仅可以促进资源的回收利用，还有利于减少环境污染与安全隐患等不良后果。针对退役机电产品拆解过程中时常出现的工序失效行为，从其内部零件失效角度及拆解工艺流程执行层面，系统性研究拆解工序的随机失效行为机理，包括多工序间失效因果关联机理的准确解析和单个工序随机失效(条件)概率的精准估计，建立工序随机失效及其修复条件下的拆解工艺路线决策模型，并提出贝叶斯网络-遗传混合算法，通过贝叶斯网络分别获取拆解工序间的失效因果关联和各拆解工序的随机失效条件概率，在此基础上运用遗传算法高效求解全局近似最优拆解工艺路线。最后，选择退役动力电池作为实际案例，对提出的模型和算法进行验证，实验结果表明通过论文提出的模型和方法求出的失效修复条件下的拆解工艺路线，其回收效益明显优于一般随机失效条件下的拆解工艺路线。

关键词：退役机电产品拆解工序随机失效贝叶斯网络失效修复拆解工艺路线决策

热镀锌线中轴套衬瓦的锌腐蚀-磨损交互行为研究

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表面技术 2023年第6期52卷 266-275页

作者：饶思贤左竞成黄国辉石亚飞王孝义安徽工业大学机械工程学院特殊服役环境的智能装备制造国际科技合作基地安徽马鞍山243032 合肥通用机械研究院合肥230031

目的明确轴套、衬瓦间锌腐蚀-磨损的交互作用机制对合理选材、有效控制磨损的重要意义。方法使用陶瓷纤维马弗炉将纯锌粒加热到460℃后,对轴套、衬瓦试样进行液锌浸蚀试验,利用Ansys模拟出三辊轴套、衬瓦间的接触应力,采用多功能磨损试... 详细信息

目的明确轴套、衬瓦间锌腐蚀-磨损的交互作用机制对合理选材、有效控制磨损的重要意义。方法使用陶瓷纤维马弗炉将纯锌粒加热到460℃后,对轴套、衬瓦试样进行液锌浸蚀试验,利用Ansys模拟出三辊轴套、衬瓦间的接触应力,采用多功能磨损试验机测出试样的摩擦系数以及磨损量,使用三维视频显微镜观察试样的三维形貌,使用扫描电镜对试样进行表面形貌观察和微观组织分析。结果当316L不锈钢试样浸入高温锌液1 h后,可以看到基体外表面出现多个合金层,总厚度达600~800μm。在带钢张力20 kN,矫正辊插入量10 mm的常见工况下,沉没辊轴套、衬瓦间接触应力可达65.14 MPa,稳定辊轴套、衬瓦间接触应力可达17.79 MPa,矫正辊轴套、衬瓦间接触应力可达26.69 MPa。无渗锌处理,垂直施加载荷为81 N时,在900 s以后摩擦系数稳定到0.03;当载荷为154.5 N时,摩擦系数维持在较低水平。渗锌处理时,无论载荷是81 N还是154.5 N,摩擦系数均在0.1上下波动。渗锌处理并加入硬质锌渣时,摩擦系数进一步的升高,波动幅度更大。无论施加的垂直施加载荷是81 N还是154.5 N,磨损量在无渗锌处理、渗锌处理、渗锌处理并加入硬质锌渣3种工况下依次递增。结论316L不锈钢经高温渗锌腐蚀形成的渗锌层、硬质锌渣显著提升了轴套、衬瓦间的摩擦系数以及磨损量,使表面低硬度合金层快速磨损。磨损磨去合金层,使新鲜基体持续暴露,促进了高温锌腐蚀的持续进行,不断形成新的腐蚀层,又不断被磨损掉,两者间的交互协同使得不锈钢轴套磨损速率提高而迅速失效。

关键词：热镀锌线沉没辊系统轴套衬瓦锌腐蚀混合磨损失效

316LN奥氏体不锈钢在含Cl^(-)溶液中的腐蚀行为

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机械工程材料 2023年第11期47卷 43-50页

作者：饶思贤赵新生郭祥钦石亚飞张鹏安徽工业大学特殊服役环境的智能装备制造国际科技合作基地马鞍山243032 合肥通用机械研究院有限公司国家压力容器与管道安全工程技术中心合肥230031

采用慢应变速率拉伸法以及电化学方法,通过与316L奥氏体不锈钢进行对比,研究了316LN奥氏体不锈钢在不同温度(25,50℃)和不同腐蚀介质(质量分数为3%的NaCl溶液、质量分数为6%的FeCl_(3)溶液)中的应力腐蚀开裂和电化学腐蚀行为。结果表明:... 详细信息

采用慢应变速率拉伸法以及电化学方法,通过与316L奥氏体不锈钢进行对比,研究了316LN奥氏体不锈钢在不同温度(25,50℃)和不同腐蚀介质(质量分数为3%的NaCl溶液、质量分数为6%的FeCl_(3)溶液)中的应力腐蚀开裂和电化学腐蚀行为。结果表明:316LN钢在含Cl^(-)溶液中的应力腐蚀敏感性低于316L钢;316LN钢在NaCl溶液中发生钝化-击穿行为,而在FeCl_(3)溶液中则呈现活性溶解特征,阻抗谱均为单一容抗弧特征,且温度越高,316LN钢的自腐蚀电流越大,容抗弧半径和电荷转移电阻越小。316LN钢的耐腐蚀性能优于316L钢。

关键词：应力腐蚀断口形貌点蚀耐腐蚀性能

基于模糊聚类与多项式回归的异常识别与鲁棒建模方法

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机械设计 2023年第S2期40卷 45-50页

作者：石茂林张增磊张卫东谈莉斌钟良意赵梦晨江苏大学智能农机装备理论与技术重点实验室江苏镇江212013 安徽工业大学特殊服役环境的智能装备制造国际科技合作基地安徽马鞍山243032 武汉第二船舶设计研究所湖北武汉430064

随着传感器和监测技术的快速发展,大量工程装备运行数据被记录和保存下来,为提升装备设计、分析和运行水平提供了数据基础。这些数据内部存在的异常值会对数据建模与分析产生严重干扰。为此,文中提出一种基于模糊聚类与多项式回归的异... 详细信息

随着传感器和监测技术的快速发展,大量工程装备运行数据被记录和保存下来,为提升装备设计、分析和运行水平提供了数据基础。这些数据内部存在的异常值会对数据建模与分析产生严重干扰。为此,文中提出一种基于模糊聚类与多项式回归的异常值识别与鲁棒建模方法,通过多项式回归来刻画数据属性之间的关联关系,采用模糊聚类计算数据的隶属度信息判断数据是否为异常值,并基于非异常值数据建立预测模型,最终实现数据的鲁棒建模。数值案例、隧道掘进机和联合收获机监测数据试验结果表明,提出方法能够准确识别出数据中的异常值,并显著提升数据建模精度。

关键词：异常值识别鲁棒建模模糊聚类多项式回归

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基于三次样条插值法的凸轮型线误差算法研究

制造业自动化 2023年第10期45卷 66-70页

作者：吴云帆张仕明吴玉国时礼平安徽工业大学机械工程学院马鞍山243032 安庆中船柴油机有限公司安庆246005 特种服役环境的智能装备制造国际科技合作基地马鞍山243032 特种重载机器人安徽省重点实验室马鞍山243032

针对三坐标测量机在检测凸轮型线时数据处理困难的问题,提出了一种基于三次样条插值法的凸轮轮廓误差算法。以凸轮理论升程数据为基础,采用三次样条插值法处理升程数据后得到其拟合曲线,相较于传统的最小二乘法精度更高,边缘处的误差更... 详细信息

针对三坐标测量机在检测凸轮型线时数据处理困难的问题,提出了一种基于三次样条插值法的凸轮轮廓误差算法。以凸轮理论升程数据为基础,采用三次样条插值法处理升程数据后得到其拟合曲线,相较于传统的最小二乘法精度更高,边缘处的误差更小。在得到原始的测量数据后,结合三次样条的边界条件和求解方法,完成算法程序编写和数值实验的验证。结果表明:针对凸轮轮廓的位点数据,以三次样条插值法为核心构筑的算法能够有效地计算出凸轮型线的误差,同时完成误差判定。

关键词：凸轮型线三次样条插值法凸轮轮廓误差算法

流态化气相沉积过程中稀释气体流量对颗粒表面SiO_(2)沉积的影响

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过程工程学报 2021年第8期21卷 959-968页

作者：吴朝阳高子涵孔辉先琛贾吉祥廖相巍安徽工业大学特殊服役环境的智能装备制造国际科技合作基地安徽马鞍山243002 鞍钢集团公司钢铁研究院辽宁鞍山114021

利用Fe(Si)合金球形粉末为沉积基底,正硅酸乙酯为SiO_(2)气相介质前驱体,采用引入流化环节的化学气相沉积工艺合成了Fe(Si)/SiO_(2)复合粉末。考察了沉积过程中Ar稀释气体流量对Fe(Si)基底粉末表面SiO_(2)绝缘介质沉积过程的影响规律及... 详细信息

利用Fe(Si)合金球形粉末为沉积基底,正硅酸乙酯为SiO_(2)气相介质前驱体,采用引入流化环节的化学气相沉积工艺合成了Fe(Si)/SiO_(2)复合粉末。考察了沉积过程中Ar稀释气体流量对Fe(Si)基底粉末表面SiO_(2)绝缘介质沉积过程的影响规律及形成完整核壳异质结构的稀释气体流量范围。实验结果表明,随着流态化气相沉积过程中Ar稀释气体流量的逐渐增大,SiO_(2)绝缘介质在Fe(Si)粉末基底表面的微观形貌从亚微米级团簇转变为完整薄膜再向多孔薄膜转变,沉积速率先减小后增大再降低,在250 sccm时SiO_(2)绝缘介质均匀性最好,沉积速率为0.069 nm/s。此外,形成完整Fe(Si)/SiO_(2)核壳异质结构的Ar稀释气体流量范围为200~300 sccm。

关键词：流态化气相沉积稀释气体流量核壳异质结构铁硅合金结构演化

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莱洛三角形微孔织构化端面密封性能数值模拟

工程设计学报 2020年第1期27卷 103-110页

作者：章亦聪朱玮吴玉国时礼平安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243032 特殊服役环境的智能装备制造国际科技合作基地安徽马鞍山243032

基于微孔型表面织构在改善机械端面密封性能方面的优势,提出了一种新型的莱洛三角形微孔表面织构,并利用数值模拟方法考察了莱洛三角形微孔织构化端面的密封性能。首先,在动环表面上分别设置圆形、三角形、莱洛三角形三种微孔表面织构... 详细信息

基于微孔型表面织构在改善机械端面密封性能方面的优势,提出了一种新型的莱洛三角形微孔表面织构,并利用数值模拟方法考察了莱洛三角形微孔织构化端面的密封性能。首先,在动环表面上分别设置圆形、三角形、莱洛三角形三种微孔表面织构。然后,利用GAMBIT软件进行3种微孔织构化密封端面模型网格划分,利用Fluent软件分析密封端面的流场特性并获得其流场压力分布。最后,总结出3种微孔织构化密封端面的开启力、泄漏率和开漏比随织构面积率、孔深、密封间隙、操作压力及转速的变化规律。结果表明:3种微孔织构化密封端面的开启力和泄漏率随着密封参数的变化具有相同的变化规律;当S_p=10%,h_d=3~4μm,h_p<3μm,p_i<0.3 MPa时,3种微孔织构化密封端面均呈现出较好的密封性能;相比于圆形、三角形微孔织构化密封端面,莱洛三角形微孔织构化密封端面具有较大的开启力和较小的泄漏率,同时具有较大的开漏比。研究成果可为微孔织构化机械端面的密封参数优化设计提供参考。

关键词：莱洛三角形密封性能表面织构动压润滑数值模拟

柴油发动机连杆-轴瓦摩擦副接触变形的数值计算

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轴承 2021年第9期 38-43页

作者：韦浩高申德吴玉国梅加化时礼平安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243032 安庆中船柴油机有限公司安徽安庆246005 特种服役环境的智能装备制造国际科技合作基地安徽马鞍山243032 特种重载机器人安徽省重点实验室安徽马鞍山243032

针对某型号柴油发动机连杆-轴瓦摩擦副因接触变形量过大导致的轴瓦碰撞损伤问题,在建立连杆-轴瓦摩擦副有限元模型的基础上,利用ABAQUS软件对该摩擦副在最大爆发压力状态下的接触变形量进行模拟分析,再利用单因素法与SPSS软件设计正交试... 详细信息

针对某型号柴油发动机连杆-轴瓦摩擦副因接触变形量过大导致的轴瓦碰撞损伤问题,在建立连杆-轴瓦摩擦副有限元模型的基础上,利用ABAQUS软件对该摩擦副在最大爆发压力状态下的接触变形量进行模拟分析,再利用单因素法与SPSS软件设计正交试验,考察螺栓预紧力、过盈量和摩擦因数对轴瓦最大接触变形量的影响显著程度。正交试验结果表明:过盈量对轴瓦变形的影响最为显著、螺栓预紧力次之、摩擦因数影响最小;当过盈量为0.22 mm、摩擦因数为0.4、螺栓预紧力为640 kN时,能够有效减小轴瓦的最大接触变形量,并最大程度降低轴瓦发生碰撞的概率。

关键词：滑动轴承轴瓦连杆过盈配合预紧力摩擦因数正交试验有限元分析