为了准确评估风力发电机行星轮系在实际工况下的疲劳寿命,以1. 5 MW风机2K-H斜齿行星轮系为研究对象,通过建立精确的三维几何模型,采用Hyper Mesh有限元六面体网格和瞬态动力学分析,得到行星轮系啮合的应力历程及应力结构响应,并结合n Code Design Life进行疲劳分析。结果表明,行星轮系在啮合过程中会出现偏载现象,应力集中在太阳轮与行星轮接触处;疲劳破坏集中在行星轮与齿圈接触处;齿面粗糙度在1~2μm范围时,疲劳寿命随着粗糙度的增加而降低。

在齿面制备减摩涂层可以有效地改善接触条件,提高齿轮疲劳寿命。文中主要研究减摩涂层对齿轮接触强度的影响规律。首先,在SRV标准试件表面制备涂层,通过摩擦磨损试验获得涂层试件间摩擦因数变化曲线;其次,对无涂层和有涂层的汽车自动变速器齿轮进行疲劳耐久试验,通过测量得到试验后齿轮的表面形貌特征;最后,根据齿轮非线性弹塑性接触理论,建立粗糙表面的齿轮接触强度分析模型,得出减摩涂层在提高齿轮接触疲劳强度中的作用。研究结果表明,磷酸锰转化涂层通过降低齿轮接触应力从而可以提高齿轮的疲劳耐久寿命;齿轮最大接触应力随粗糙度呈现先降低后升高的趋势。为涂层齿轮强度设计提供理论指导。

提出了一种利用光的干涉原理测量光滑物体表面粗糙度的方法。该方法采用两光束共光路、同心聚焦扫描可实现表面粗糙度的绝对测量。使用一个半波片改变一路光束的偏振态，避免了传统测量系统中光路具有可逆性的问题，保证了系统的稳定性。使用一个1／4波片使接收端的光束偏振态方向一致，使干涉信号可见度最大。该系统光路结构简单，容易实现。对一标准量块进行了测量，并对光功率计分辨率对测量结果的影响进行了分析，结果表明本系统在实验室现有条件下可以测量轮廓算术平均偏差尺。为0．012μm的粗糙度量块。

动压密封技术广泛应用于工业生产中的各个相关领域,密封摩擦副表面的粗糙度及其纹理对流体的流动、减摩或动压产生有较大影响。介绍了流体润滑中动压机械密封界面微尺度效应的影响方式及作用机理,重点阐述了表面织构和表面粗糙度微尺度效应对流体动压机械密封性能的影响。合理的表面织构有助于提高流体动压密封的稳定性,依据相关研究结论及课题组最新研究成果,介绍了在开槽技术基础上的有序微造型设计,对如何有效利用界面微尺度效应尝试探讨了新的思路,并初步展望了流体动压机械密封的未来研究方向。

结合高温高压工况和齿形滑环组合密封的特点,基于热弹性流体动压润滑理论,建立了滑环组合密封在高压旋转时的数学模型。基于小变形理论,通过变形影响系数矩阵法得到齿形滑环组合密封在油膜压力作用下的弹性变形;结合流体动压润滑方程、温度场能量方程和粘温方程,使用有限差分法对热弹性流动压润滑模型进行求解,采用Matlab计算了齿形滑环组合密封圈在工作过程中的油膜厚度分布和油膜压力分布。分析结果表明:齿形滑环的粗糙度对密封性能有显著的影响,润滑油膜压力沿着轴向先增大后减小,周向油膜压力则在稳定范围内波动;同时,密封圈的油膜厚度和油膜压力随着环境温度的上升而减小。

为探究燃料电池密封件表面形貌对密封接触特性的影响,采用Weierstrass-Mandelbrot分形函数表征密封件的表面形貌,基于Majumdar-Bhushan接触模型构建考虑密封件表面形貌的二维有限元模型。研究接触—一次线性加载—卸载—二次线性加载4个步骤下光滑表面与粗糙表面的接触特性,基于上述模型,研究材料硬度对燃料电池密封性能的影响。研究结果表明:粗糙表面二次加载后其应力分布均匀度低于第一次,且其2次加载后应力分布均匀度均低于光滑表面;粗糙表面二次加载后其最高应力与最大接触压力较第一次分别增加14.29%与89.29%,而光滑表面几乎维持不变;对于粗糙表面,其硬度越高,泄漏率越低,且其降低幅度随硬度增大而减小。

为了延长旋转密封件的使用寿命,同时降低旋转密封件的故障率,依据GB/T 13871.4-2007及GB/T 14273-1993的要求,提出了一种通过单一要素控制的试验方法完成旋转密封件的多项对比试验,通过分析对比试验结果以获取影响旋转密封件密封效果和使用寿命的因素。结果表明通过粗糙度试验,从工艺性及经济性等角度出发,可以选用Ra0.8的轴径;通过轴径硬度试验,轴径的合理硬度为45~55 HRC;通过径向力试验及数据计算,合理的径向力为30 N左右;通过多种密封形式对比试验,可以看出一体式密封件密封效果较其他形式更好;通过设置不同转速,建立加速度理论模型,可以找出寿命与转速的关系。

为了提高高速激光熔覆涂层后处理加工效率,研究了车削-超声光整复合高效后处理技术,以促进该技术在工程机械液压件活塞杆上的推广应用。利用高速激光熔覆技术制备了马氏体不锈钢涂层,分析了涂层显微组织和硬度,利用硬车削和超声光整加工工艺对涂层进行了后处理加工,研究了不同工艺参数对涂层粗糙度和表面形貌的影响规律。试验结果表明,高速激光熔覆涂层组织细小、致密,平均显微硬度不低于700 HV。车削加工后涂层表面形貌呈较强的各向异性,均匀分布着残留沟槽和波峰。与切削线速度相比,进给量对车削后涂层粗糙度的影响较为显著。超声光整加工过程中涂层波峰处单位面积受到的压应力最大,塑性变形和材料蠕动使波峰高度变小、波谷宽度变小,最终改善了涂层表面粗糙度。田口分析结果显示超声光整工艺参数影响程度依次为:输出功率>进...

摆动磨削作为一种精密磨削技术,在凸轮型面磨削中体现了较强的优越性。然而目前对摆动磨削技术研究不够深入,对摆动磨削方式下各磨削参数的匹配研究不够系统。为充分发挥摆动磨削的技术优势,实现摆动磨削参数和其他参数的深度融合,以40Cr钢凸轮轴为试验材料,采用灰色关联分析法探究摆动磨削加工表面粗糙度参数Ra、Rz和Rsm。基于灰色关联理论,对测得的粗糙度结果进行深入分析,将多工艺指标的优化问题转化为单一目标的灰色关联度优化问题,得出

以织构化间隙密封液压缸为研究背景,利用平均雷诺方程对缸筒与活塞的配合处微织构流场进行数学建模,采用有限差分法对平均雷诺方程进行离散,分别对织构形貌为球缺面、圆柱面、圆锥面、抛物面、六面体和正方体进行数值模拟,获得最优微织构形貌,同时探讨了表面粗糙度,表面方向参数和面积占有率对表面摩擦因数的影响。结果表明：六种不同形貌的微织构均能在活塞表面产生动压润滑效果,圆柱形微织构表面动压润滑性能最好;粗糙表面的粗糙峰在运动过程中能够形成动压承载力,圆柱形表面的摩擦因数随粗糙度的增加而增加,微织构的摩擦因数随表面方向参数的增加而减小,随着面积占有率的增加而减小。