基于动态摩擦因数磨损系数的先进高强钢模具寿命研究

为更精确地计算先进高强钢冲压模具的磨损,预测模具的寿命,和揭示冲压过程中不断变化的节点压力及相对滑动速度对摩擦因数和磨损系数的影响,以不同的压力和速度为条件进行正交摩擦磨损实验,得到对应的摩擦因数和磨损系数。再以压力和速度为自变量,摩擦因数和磨损系数为因变量分别进行曲线拟合,提出基于动态的摩擦因数和磨损系数的计算模型。由于模具表面镀层硬度随镀层厚度变化而变化,通过实验和理论推导,建立变化的模具表面硬度与磨损系数的耦合模具表面磨损方程,并以动态变化的摩擦因数模型代替库伦摩擦模型进行冲压过程的数值模拟,以耦合的模具表面磨损方程进行磨损计算,将计算结果与模具磨损型面的扫描数据进行对比。结果表明,与传统恒定摩擦因数、磨损系数计算结果相比,运用该方法计算得到磨损结果的精确度提高了15.05%,采用该方法对某先进高强钢零件拉延模具进行了寿命预测,显示该模具在冲压大约5.9万件时,模具表面局部区域镀层磨损严重,需要修模。     

自动变速器表面涂层齿轮温度场特性的仿真与试验研究

齿轮表面涂层是提高变速器齿轮疲劳寿命的有效方法。本文中基于非线性有限元法、传热学和涂层摩擦学理论,将轮齿之间摩擦产生的热视为热源,采用摩擦磨损试验机获得涂层表面的摩擦因数,精确计算稳态条件下涂层齿轮的摩擦热流密度和对流系数;运用ANSYS有限元软件,对某7速双离合器自动变速器涂层齿轮进行不同涂层厚度下温度场的数值仿真,揭示了涂层摩擦因数、转速和转矩等参数对齿轮稳态温度场的影响;采用红外热成像仪在齿轮动力循环加载试验台上测试了不同工况下的齿轮表面温度。结果验证了仿真模型的准确性,并表明,涂层后齿轮摩擦因数的减小可有效降低齿轮的最高本体温度。本研究为变速器齿轮的抗胶合和表面改性设计提供参考依据。     

覆盖件模具的摩擦因数和实际拉延筋拉延阻力的测定

设计了测试覆盖件模具摩擦因数和拉延筋约束阻力的试验装置。采用该装置对用3种材料制造的模具，分别使用4种不同材料的试件，对干摩擦情况下和使用专用冲压清洁防锈油时的摩擦因数进行了测试；按照生产厂家使用的3种拉延筋的形状和尺寸加工模具，并进行拉延筋约束阻力的测试，给出了试验结果。最后结合生产实际对测试结果进行了分析。     

发动机缸套金属陶瓷涂层高频重载摩擦磨损试验研究

为了研究金属陶瓷涂层缸套表面的抗磨性能,采用SRVⅣ摩擦磨损试验机,模拟活塞环—气缸套的工况条件,测量缸套试样的动态摩擦因数和磨损深度,并通过扫描电镜探测和金相分析,观察磨损表面形貌。结果表明,喷涂缸套的温度升高和无润滑状态都会增加摩擦因数和磨损率,在400N重载下摩擦因数能迅速趋于平稳,在80℃和99℃时,磨损率仅为3.08×10-6 mm3/(N.m)和8.76×10-6 mm3/(N.m)。干摩擦时喷涂缸套的磨损率为2.76×10-5 mm3/(N.m),而普通缸套在载荷降至200N时磨损率已达1.38×10-4 mm3/(N.m)。缸套与高铬渗碳环配对的磨损形式表现为塑性变形,而与磷化铸铁环配对时出现黏着磨损。与200N相比,在400N载荷的摩擦试验后缸套表面粗糙度Ra值下降的幅值较小,但轮廓支承长度率较大。硬度值差别过大的两种材料不适宜作摩擦副配对材料。     

换挡离合器摩擦元件周向间歇接触温度场研究

考虑温度和滑摩速度对摩擦因数的影响,建立了宏观维度下换挡离合器摩擦元件周向间歇接触温度场迭代计算模型,研究了与花键齿数相对应的间歇接触对温度场和摩擦因数的影响,并通过温度测量实验对模型进行了验证。结果表明:间歇接触会导致对偶片表面出现高温区,高温区分布与花键齿数相对应,对偶片表面最高温度与平均温度均随花键齿数增加而降低,对偶片温升与花键齿数和滑摩时间呈非线性相关。相同滑摩条件下,不同花键齿数对应的摩擦因数随滑摩时间增加而逐渐增大至同一最大值,在摩擦因数达到最大值前,花键齿数较少的对偶片对应的摩擦因数较大。换挡工况下,花键齿数较少的摩擦元件较快进入干摩擦状态,在较短时间内便可达到较大的摩擦因数;车辆蠕行等离合器长时滑摩工况下,花键齿数较多的摩擦元件局部温升较小,具有较好的热安全性。     

加工工艺对盾构隧道环间锚式接头受力影响的数值研究

为研究加工工艺对盾构隧道环间锚式接头受力特性的影响,基于锚式接头荷载试验,采用ABAQUS有限元软件建立锚式接头的精细化模型。首先,通过与试验结果进行比较,验证数值模型的合理性与可靠性,并分析得出锚式接头各部件间的摩擦因数参考值。其次,研究锚式接头在拼装过程中所需的压力、接头达到破坏荷载时的张开量随摩擦因数和套环壁厚与插入间隙尺寸差的变化规律。最后,数值分析结果表明： 部件间的摩擦因数参考值取0.50比较合理;为保证锚式接头正常工作,加工时部件间的摩擦因数应为0.46~0.52,套环壁厚与插入间隙尺寸差应为-0.05~0.01 mm;锚式接头在加工过程中的加工精度要求较高。     

柴油机排气阀锥面涂层耐磨性的研究

利用MMW-1立式万能摩擦磨损试验机分别对Ni45和Ni45AMo涂层材料试样进行了干摩擦和油摩擦实验研究。该研究对柴油机排气阀再制造过程中涂层材料的选择具有指导意义。     

TD覆层处理技术在汽车纵梁成形模上的应用

TD覆层处理是在一定的处理温度下将金属工件置于硼砂熔盐及其特种介质中,通过特种熔盐中的金属原子和工件中的碳原子产生化学反应,扩散在工件表面而形成一层5～20μm的钒、铌、铬、钛等金属碳化层.本文叙述了TD覆层处理技术工艺流程,分析了成形类模具表面拉毛产生机理及解决方法,并结合TD覆层处理技术在汽车纵梁模具上的成功应用介绍了该技术产生的实际效果和经济价值,以及该技术的工艺条件和后期模具维护保养注意事项.     

Mo元素对热喷涂铁基涂层组织和摩擦性能的影响

为解决铝合金发动机缸体耐磨性差的问题,采用等离子喷涂技术在铝合金表面制备了不同Mo含量的铁基涂层(XPT-512-Mo),研究了Mo元素对涂层组织结构及摩擦磨损性能的影响.结果表明:XPT-512-Mo铁基涂层主要由铁素体(F)和M o相组成,其截面形貌呈现典型的热喷涂层状结构.摩擦磨损性能表明:在干摩擦/油润滑工况下,随着金属Mo的加入,XPT-512-Mo系涂层的磨损率均有所降低,尤其以低Mo含量的XPT-512-30Mo涂层的摩擦磨损性能最为优异,其原因在于涂层磨损表面形成了MoO3和Fe3 O4的复合氧化物膜层,促进了氧化物的协同润滑作用,发挥了显著的润滑及减摩作用.     

带磷酸锰转化涂层的自动变速器齿轮疲劳特性的试验研究

为提高自动变速器合金钢齿轮的接触疲劳寿命,将表面转化涂层技术应用到齿轮的抗疲劳点蚀中。运用化学转化膜原理在齿轮表面生成数微米的软质磷酸锰转化涂层,利用SRV多功能摩擦磨损试验机对涂层的摩擦学性能进行评价,采用共焦激光显微镜和扫描电子显微镜对涂层表面微观形貌进行观察,对不同配对副的齿轮接触疲劳特性进行了单对齿轮动力循环疲劳试验和自动变速器疲劳试验,对比分析两种自动变速器油对齿轮副疲劳点蚀的影响,对磷酸锰转化涂层的抗点蚀机理进行了讨论。结果表明,具有磷酸锰转化涂层对齿轮副的啮合初期磨合性有明显改善,齿轮表面产生数微米的软质层,填平了齿轮表面大部分凹凸切削波纹,降低了齿面的局部最大啮合接触应力和金属表面摩擦因数,改善了齿轮啮合时的油膜和润滑状况。对不同表面加工方式的齿轮采用磷酸锰转化涂层和合理选用润滑油可大幅提高齿轮抗接触疲劳能力,可作为提高汽车变速器齿轮疲劳寿命的有效方法。