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C_(2)H_(2)流量对反应溅射石墨制备非晶碳膜层结构及性能影响研究

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表面技术 2024年第3期53卷 113-122页

作者：刘京周鞠鹏飞周宏邢明秀吴国华张鼎元上海航天设备制造总厂有限公司上海200245

目的研究反应溅射石墨制备非晶碳过程中乙炔流量变化对非晶碳微观结构、力学性能及摩擦学性能的影响规律。方法通过在乙炔气氛中反应溅射石墨靶,调控乙炔流量,制备不同结构的非晶碳膜层,采用X射线光电子能谱仪、激光共聚焦拉曼光谱仪分... 详细信息

目的研究反应溅射石墨制备非晶碳过程中乙炔流量变化对非晶碳微观结构、力学性能及摩擦学性能的影响规律。方法通过在乙炔气氛中反应溅射石墨靶,调控乙炔流量,制备不同结构的非晶碳膜层,采用X射线光电子能谱仪、激光共聚焦拉曼光谱仪分析膜层的微观结构,采用纳米压痕仪表征膜层的力学性能,采用球盘式摩擦磨损试验机、白光干涉仪和光学显微镜表征膜层摩擦学性能。结果通过反应溅射法制备了致密均匀的非晶碳,分析发现,所有薄膜表层均含有一定量O元素(原子数分数为6.36%~13.86%)。经Ar^(+)刻蚀后,大部分膜层的O含量可降至1%以下;随着乙炔流量的增加,膜层的硬度(H)、弹性模量(E)和H^(3)/E^(2)均呈先增后减的趋势,在乙炔流量为10 cm^(3)/min时膜层的硬度和弹性模量达到最大值,分别为27.93、233.55 GPa;摩擦学性能测试结果显示,膜层的平均摩擦因数在0.09~0.11之间,在启动阶段摩擦因数随着氢元素(H)含量的增加呈下降趋势,5 cm^(3)/min试样的膜层的耐磨性最高、磨损量最小,其磨损量为0.72×10^(−16)m^(3)/(N·m)。结论通过调节反应溅射石墨过程中乙炔的流量,可调控非晶碳中sp^(3)/sp^(2)、H含量,进而达到调控非晶碳力学性能、摩擦学性能的目的。

关键词：乙炔反应溅射非晶碳微观结构力学性能摩擦学性能

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高水压盾构滚刀用橡胶套管的自适应平衡特性研究

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隧道建设（中英文） 2024年第4期44卷 705-711页

作者：李英发陈彦涛姜海峰张耀鑫曾婧李焕旭王彪张国鹏中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司河南新乡453011

为保持滚刀浮动密封的有效性,滚刀内外压力差需要控制在0.3 MPa内,而工作环境水压可以达到1.4 MPa,因此需要设计自适应压力平衡结构降低滚刀内外压差。常规的活塞式平衡阀经常由于高压环境下的岩渣堵塞或者O型圈动密封快速磨损导致滚刀... 详细信息

为保持滚刀浮动密封的有效性,滚刀内外压力差需要控制在0.3 MPa内,而工作环境水压可以达到1.4 MPa,因此需要设计自适应压力平衡结构降低滚刀内外压差。常规的活塞式平衡阀经常由于高压环境下的岩渣堵塞或者O型圈动密封快速磨损导致滚刀浮动密封失效。因此针对高水压环境下滚刀内外压力自动可靠平衡问题,设计了自适应平衡橡胶套管:通过气囊变形响应外界压力变化,实现滚刀内介质对于外界压力变化的动态跟随功能。首先,采用理论分析的方法研究橡胶套管自适应平衡机制,并基于仿真与理论分析相结合的方式给出自适应平衡橡胶套管性能评估方法;其次,通过套管参数的敏感性分析给出优选的结构参数、试制等径式橡胶套管,并进行压力跟随试验,发现输入压力为0~0.6 MPa时,内外压差为0.12 MPa;最后,将试制橡胶套管应用在盾构滚刀项目中,滚刀运行状况良好。

关键词：高水压自适应平衡橡胶套管密封盾构滚刀

“超滑技术”与“超级防腐”技术在生产工艺中的应用

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机械设计 2024年第S2期 86-90页

作者：许毅许智天津金辉焊接技术有限公司天津旭智机电设备制造有限公司

通过2 000多次试验，研究者以焊接工艺及焊接设备对焊丝的要求为重要关注点，深挖焊丝原材料在焊丝制造过程中其内部力学性能、表面防锈性能、导电性能、在焊接过程中焊丝与焊接设备的匹配性能、以及焊接后冶金性能的全过程变化，揭示... 详细信息

通过2 000多次试验，研究者以焊接工艺及焊接设备对焊丝的要求为重要关注点，深挖焊丝原材料在焊丝制造过程中其内部力学性能、表面防锈性能、导电性能、在焊接过程中焊丝与焊接设备的匹配性能、以及焊接后冶金性能的全过程变化，揭示了焊丝存在质量问题的本质所在，最终确立了前置涂覆纳米超润滑与超强防腐涂层复合材料的新材料及工艺方法。

关键词：焊丝力学性能冶金性能超滑纳米材料前置涂覆工艺

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卫星用CFRP/铝合金叠层套钻孔工艺

工具技术 2024年第7期58卷 132-137页

作者：陈文成邢赛健秦春云吴文杰沈鑫上海航天设备制造总厂有限公司

针对卫星框架产品中CFRP/铝合金叠层结构制孔精度差、缺陷多的问题,优化改进此类叠层结构制孔工艺。通过总结CFRP/金属叠层结构的特点并进行分类,分析传统制孔、螺旋铣孔和套钻制孔的钻削机理,开展对比试验,通过对孔径尺寸、孔壁质量、... 详细信息

针对卫星框架产品中CFRP/铝合金叠层结构制孔精度差、缺陷多的问题,优化改进此类叠层结构制孔工艺。通过总结CFRP/金属叠层结构的特点并进行分类,分析传统制孔、螺旋铣孔和套钻制孔的钻削机理,开展对比试验,通过对孔径尺寸、孔壁质量、贴片脱落数的综合评定,确定最优加工工艺方案;通过单因素对比试验研究了加工参数对叠层结构孔加工质量和加工精度的影响规律,并依此优化工艺参数。试验结果显示:采用套钻制孔,可明显提高制孔质量与制孔精度。确定最优加工参数组合为主轴转速3000~4000r/min,进给速度30~40mm/min,该工况下孔径尺寸符合公差要求且加工缺陷少,孔壁表观质量好。

关键词： CFRP/铝合金叠层结构套钻制孔加工参数

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CMG框架伺服控制与隔振器耦合稳定性分析

振动与冲击 2024年第3期43卷 287-294页

作者：潘望白吕亮亮王董华刘钰方贤亮吴琳娜上海宇航系统工程研究所上海201109 上海航天设备制造总厂有限公司上海200245

控制力矩陀螺(control moment gyroscope, CMG)是飞行器在轨姿态控制的重要执行机构之一,通过内部高速旋转的飞轮储存角动量,利用伺服机构驱动框架旋转输出力矩。安装隔振器可有效减少由高速旋转飞轮产生的不平衡力对飞行器上高精度载... 详细信息

控制力矩陀螺(control moment gyroscope, CMG)是飞行器在轨姿态控制的重要执行机构之一,通过内部高速旋转的飞轮储存角动量,利用伺服机构驱动框架旋转输出力矩。安装隔振器可有效减少由高速旋转飞轮产生的不平衡力对飞行器上高精度载荷的影响。建立伺服机构三环控制模型和一个单自由度隔振器模型,揭示了隔振器引起伺服系统速度环耦合失稳的现象。通过分析隔振器频率、阻尼比、惯量等关键设计参数对速度环稳定性的影响,对隔振器进行详细设计,试验结果全流程验证了考虑伺服机构控制稳定性的CMG隔振器设计流程和隔振效果,为同类型产品设计提供了工程经验。

关键词：控制力矩陀螺(CMG) 隔振器伺服控制稳定性分析

半圆锥形薄壁零件车削装夹方案与切削参数优化

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工具技术 2024年第6期58卷 126-129页

作者：张飞航宋宝乐王宏慧周金强孔维森上海航天设备制造总厂有限公司

某半圆锥形薄壁零件具有刚性差、装夹困难、在机加工时间长等特点,零件加工后易产生壁厚不均、尺寸超差的问题。针对该零件的结构特点,提出三种装夹方案,通过有限元仿真计算零件的加工变形,得到变形最小的加工方案。在满足切削变形的前... 详细信息

某半圆锥形薄壁零件具有刚性差、装夹困难、在机加工时间长等特点,零件加工后易产生壁厚不均、尺寸超差的问题。针对该零件的结构特点,提出三种装夹方案,通过有限元仿真计算零件的加工变形,得到变形最小的加工方案。在满足切削变形的前提下,以切削时间为优化目标,得出最优的切削参数组合,并通过切削实验验证了优化后装夹方案及切削参数的可行性。

关键词：薄壁件半圆锥形装夹方案切削参数有限元仿真

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精密航天结构件坐标系跟随铣削加工方法

工具技术 2024年第9期58卷 87-91页

作者：陆荣陈文成孔维森邵国栋陈风帆刘晓上海航天设备制造总厂有限公司

针对精密航天结构件产品多样化、小批量、高精度的特点,基于数控机床机载测头提出了一种灵活性高且通用性强的坐标系跟随铣削加工方法。使用机载测头进行数据采集,结合数控加工系统参数补偿能力,实现技术状态的有效控制。在加工过程中... 详细信息

针对精密航天结构件产品多样化、小批量、高精度的特点,基于数控机床机载测头提出了一种灵活性高且通用性强的坐标系跟随铣削加工方法。使用机载测头进行数据采集,结合数控加工系统参数补偿能力,实现技术状态的有效控制。在加工过程中以典型精密航天结构件为应用案例,分析总结得到的相关实验数据论证了该方法的有效性及可靠性。

关键词：多样化小批量参数补偿应用案例

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基于表达式树的顺序柔性车间调度问题求解

计算机集成制造系统 2024年第6期30卷 2036-2043页

作者：胡瑞淇程辉张执南上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海航天设备制造总厂有限公司上海200240

为求解顺序柔性车间调度问题,提出一种表达式树结构的描述模型和一种工序顺序的随机生成方法,建立了以最大完工时间为优化目标的数学模型及其遗传算法求解流程;设计了相应的染色体编解码方法,并根据编码方式选择合适的遗传操作,该编码由... 详细信息

为求解顺序柔性车间调度问题,提出一种表达式树结构的描述模型和一种工序顺序的随机生成方法,建立了以最大完工时间为优化目标的数学模型及其遗传算法求解流程;设计了相应的染色体编解码方法,并根据编码方式选择合适的遗传操作,该编码由0和1组成,描述形式简洁且任意形式均表示可行解。在不同规模及柔性指标的测试案例上进行实验,以平均解和标准差作为指标评价了模型的有效性。通过与无顺序柔性模型、随机顺序模型和柔性工序段模型对比,验证了表达式树模型的优化性能。

关键词：柔性车间调度工序顺序柔性表达式树遗传算法

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凿岩台车的最优钻进效率研究与应用

隧道建设（中英文） 2024年第S1期44卷 265-273页

作者：康家安尚二东于鹏李荣鑫霍翔宇中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司河南新乡453000

为提高山岭隧道施工的凿岩台车钻进效率,围绕凿岩机钻进过程中钻进效率的影响因素进行分析与试验研究。通过研究推进压强、冲击压强及旋转速度等因素的影响,以寻找最优的施工参数组合。通过在不同岩石条件下的多参数测试,采集钻进速度... 详细信息

为提高山岭隧道施工的凿岩台车钻进效率,围绕凿岩机钻进过程中钻进效率的影响因素进行分析与试验研究。通过研究推进压强、冲击压强及旋转速度等因素的影响,以寻找最优的施工参数组合。通过在不同岩石条件下的多参数测试,采集钻进速度和耗能等数据,并应用最小二乘法、耦合及回归分析等方法对数据进行处理。研究表明:1)推进压强与钻进速度呈线性关系,而冲击压强与钻进速度呈二次抛物线关系。2)推进压强的合理阈值上限为8 MPa,而冲击压强在15~17 MPa为最优。3)旋转速度对钻进速度影响不大,故不需过高设置。

关键词：凿岩台车数字钻进钻进效率钻进速度推进压强冲击压强