W 含量对 ZrAlWN 复合膜微结构、力学性能和摩擦磨损性能的影响

采用反应磁控溅射法沉积了一系列不同 W 含量的 ZrAlWN 复合膜,利用扫描电子显微镜、X 射线衍射仪、纳米压痕仪和摩擦磨损仪研究了复合膜的微结构、力学性能和摩擦磨损性能。研究表明,当 W 的原子百分含量小于30.19%时, ZrAlWN 薄膜与 ZrAlN 薄膜微结构相似,为 fcc - ZrAlWN ＋ hcp - AlN 两相共存;当 W 的原子百分含量在30.19%~36.05%时,AlN（110）衍射峰消失,薄膜中出现了 fcc - W2 N（111）和（200）衍射峰,此时薄膜为 fcc - ZrAlWN ＋ fcc - W2 N 结构;随着W 的含量进一步升高,薄膜出现 fcc - W（200）衍射峰,此时薄膜为 fcc - ZrAlWN ＋ fcc - W2 N ＋ fcc - W 三相共存。随着 W含量的增加,复合膜的硬度先增大后减小,当 W 的原子百分含量为30.19%时,硬度高达26.70 GPa.常温下,随 W 含量的增加,复合膜的摩擦系数先升高后降低,但磨损率逐渐减小;高温下,复合膜的摩擦系数随着温度的升高先增大后减小,当温度为700℃时,摩擦系数为0.51.文中还讨论了不同温度下 ZrAlWN 薄膜的摩擦机理.     

ZrWN-Ag复合膜的力学性能和摩擦磨损性能研究

通过非平衡磁控溅射仪制备了不同Ag含量的ZrWN-Ag纳米复合膜,采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪、纳米压痕仪、摩擦磨损仪和三维形貌仪等对薄膜的微结构、成分、表面形貌、力学性能和室温及高温摩擦磨损性能进行表征,并探讨了复合膜在不同温度下的摩擦磨损机制.结果表明:ZrWN-Ag复合膜是由面心立方的ZrWN、W_2N和弥散分布的晶态Ag相组成.随着Ag含量增加,薄膜的硬度先增大后减小.室温下,薄膜的摩擦系数和磨损率随Ag含量增加而逐渐降低;温度由200℃升高至700℃时,薄膜摩擦系数逐渐降低,磨损率逐渐增大,温度一定时,Ag含量越高,复合膜的摩擦系数越低,但磨损率越高.研究表明:Ag的加入改善了薄膜力学性能、室温下的摩擦磨损性能以及高温下的摩擦性能,但高温下的磨损性能未得到改善.     

Ta含量对Cr-Ta-N薄膜的微观结构、力学性能以及摩擦磨损性能的影响

采用射频磁控溅射制备了不同Ta含量的Cr-Ta-N薄膜,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪、摩擦磨损仪和三维形貌仪等设备对薄膜的成分、微观结构、力学和室温摩擦磨损性能进行表征.结果表明,Cr-Ta-N薄膜呈面心立方(fcc)结构,为Ta固溶在Cr N晶格中的置换固溶体.随着Ta含量的升高,Cr-Ta-N薄膜的硬度先逐渐升高后基本趋于稳定.当Ta质量百分含量增加到1.74%时,Cr-Ta-N复合膜的硬度最大,达到31.9GPa.在室温条件下,Cr-Ta-N薄膜的平均摩擦系数和磨损率随Ta含量的升高逐渐减小.当薄膜中Ta质量百分含量为3.37%,薄膜平均摩擦系数以及磨损率最小,其最小值分别为0.52、1.77×10~(-8)mm~3·N~(-1)·mm~(-1).     

船用水润滑斜面平台瓦推力轴承润滑性能研究

结合数值分析和有限元的方法,研究船用水润滑斜面平台瓦推力轴承瓦块倾角和斜面平台比对最小水膜厚度、最大水膜压力、瓦块功耗、摩擦因数、瓦块最高温度和最大热弹性变形的影响。研究表明:最小水膜厚度随瓦块倾角的增加而增加,随斜面平台比的增加而减小;最大水膜压力随瓦块倾角的增加而增加,当斜面平台比为0.8时,最大水膜压力最小;瓦块功耗、摩擦因数和最高温度随瓦块倾角的增加而减小,随斜面平台比的增加而增加;瓦块最大热弹性变形随瓦块倾角的增加而呈先减小后增大的趋势,随斜面平台比的增加呈先增大后减小的趋势。     

有机质含量对土体物理力学性质的影响

土壤中有机质含量的多少很大程度上影响其物理力学性质。通过对砂质粘壤土有机质含量和物理力学参数的试验研究,揭示了孔隙比、含水量、压缩量、渗透性、强度等与有机质含量变化的相关关系。研究结果表明:孔隙比随有机质升高呈指数型函数增大砂质粘壤土的含水量随有机质含量的升高而呈线性增长;有机质含量增大,压缩性增大,固结系数减小,强度降低,渗透系数则是先增大后减小。     

肯尼亚内罗毕ICD联锁块混凝土性能研究

研究了水灰比、机制砂河砂混合比例、混合砂细度模数、混合砂石粉含量对联锁块混凝土抗压强度和耐磨性能的影响,结果表明:联锁块混凝土的抗压强度和耐磨性能均与水灰比密切相关,随着水胶比的增大,混凝土抗压强度显著降低,磨耗量逐渐增大;联锁块混凝土的抗压强度随着混合砂细度模数的减小,有下降的趋势,磨耗值随着混合砂细度模数的减小逐渐增大;随着石粉含量的增大,联锁块混凝土的抗压强度呈先增大后减小趋势,石粉含量10%时抗压强度最大,联锁块混凝土磨耗量逐渐增大。     

一种不锈钢U型件折弯回弹影响因素的有限元分析

由于Switch主机滑轨生产过程中,不锈钢板料在第一次90°折弯(U型件)成形时,回弹对折弯成形精度的影响很大,为此,针对不锈钢板料的成形和回弹过程进行有限元仿真试验,分析了弹性模量、板料厚度、下模具圆角半径,摩擦因数对折弯回弹的影响。试验结果表明:回弹角随着弹性模量和板料厚度的增大而显著减小;随着下模圆角半径的增大而减小;摩擦因数对折弯回弹的影响比较小,回弹角随着摩擦因数的增大而缓慢减小。研究揭示了影响回弹的主要规律,为提高板料折弯成形精度提供了可靠的依据。     

100Cr6轴承材料摩擦磨损试验研究

基于Archard磨损理论公式,针对100Cr6轴承材料的摩擦学性能开展实用性试验研究,测试其在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,研究100Cr6材料的摩擦因数、磨损深度、试件温度、磨损量随法向载荷和滑动直径的变化规律。研究表明:摩擦因数随法向载荷和滑动直径的增大而增大,当法向载荷较小时,滑动直径对摩擦因数影响较小,当法向载荷较大时,影响较大;磨损深度随法向载荷的增大而增大,随滑动直径的增大而减小;法向载荷对试件温度有正影响作用,滑动直径越大,试件温度越高;磨损量随滑动直径的增大而减小,当滑动直径较小时,法向载荷对磨损量具有明显的影响。     

热气机活塞敲击力计算与分析

以某型热气机单缸模型为研究对象,基于HyperMesh、ANSYS、AVL Excite软件联合仿真建模的方法,计算分析活塞敲击力、敲击能量和摩擦功耗随配缸间隙的变化规律。结果表明:随着配合间隙的增加,敲击力、敲击能量增大,活塞缸套总摩擦功耗先减小后增加。配缸间隙在0.02～0.06 mm范围内时,敲击力、敲击能量较小,摩擦功耗也相对较小,对热气机的振动噪声贡献较小。     

库水作用下白水河滑坡稳定性研究

以三峡库区白水河滑坡为研究对象,利用Geo-Studio软件,分析库水位作用下白水河滑坡的稳定性变化规律。研究结果表明：库水位从145m上升至175m阶段,滑坡稳定系数先减小后增大;库水位稳定在175m阶段,滑坡稳定系数先减小后增大;库水位从175m下降至145m阶段,滑坡稳定系数逐渐减小,且库水位以0．8m／d速率下降时,可能是白水河滑坡的最不利工况;库水位稳定在145m阶段,滑坡稳定系数逐渐增大后保持不变。     

岸礁地形上波浪增水和传递波的数值模拟研究

利用完全非线性Boussinesq方程数值模型FUNWAVE-TVD,对珊瑚岸礁地形上波浪的传播变形进行了数值模拟。通过Demirbilek物理模型试验,测试了FUNWAVE-TVD关于岸礁地形上波浪传播变形的计算性能,并分析了模拟结果(包括波高、增水和爬高)之于空间网格步长、底摩阻系数和破碎阈值的敏感性。通过系列组次的数值模型试验,研究了岸礁地形上礁坪长度和礁后岸坡坡度对波浪增水、传递波波高和爬高的影响。结果显示:礁坪长度和礁后岸坡坡度的变化对礁坪增水的影响小;一定范围内,传递波高随礁坪长度的减小和岸坡坡度的增大而增大;爬高随礁坪长度的减小而增大,随岸坡坡度的增大先增大后减小。相关结果对礁顶工程建设具有一定的参考价值。     

油润滑条件下滑动摩擦表面三维形貌分形变化规律研究

采用分形方法来研究磨损过程中摩擦副表面三维形貌的变化规律.在环-盘摩擦磨损试验机上进行两因素的全因素试验.利用分阶段换试样的方法获取磨损过程中不同磨损时间后的盘和环表面.采用激光共聚焦显微镜采集盘和环表面的三维形貌,并用具有尺度独立性的分形维数表征磨损表面三维形貌的复杂性和不规则性.结果发现:不同载荷和速度下盘表面三维形貌分形维数的变化规律为先增大,然后维持稳定,最后减小;环表面三维形貌分形维数的变化规律为先减小,然后在小范围内波动,最后再减小.通过与摩擦副表面三维形貌的变化对比发现,盘和环表面分形维数的变化与摩擦副的磨合磨损、稳定磨损和剧烈磨损阶段相对应.研究结果可以用于表面磨损状态识别.     

LHA多机起降过程中的耦合流场仿真

为研究多机起降过程中的舰面/旋翼流场干扰问题及耦合流场对直升机操纵量的影响,采用计算流体动力学(CFD)仿真方法及作用盘法对两栖攻击舰LHA上多机起降过程进行仿真研究.研究结果表明,前机侧舷进离场过程中,耦合流场对后方相邻起降点位置的直升机产生较大影响,后机开车时应避开前机进离场的时间区间;进离场过程中,前机对后机操纵量影响较大,当前机位于着舰点上方时,随着其高度的增加,后机总距先增大后减小、俯仰周期变距及滚转周期变距均增大;当前机偏离着舰点距离大于0.5R(直升机旋翼半径)时,随着前机高度的增加,后机总距、俯仰周期变距及滚转周期变距均减小.研究成果可为多机起降作业安全提供借鉴和参考.     

Al-5Zn-1.6Mg合金深海全焊结构物的试制

Al-5Zn-1.6Mg 合金是热处理强化型 Al-Zn-Mg 系合金。其名义化学成分(%)为:5Zn,1.6Mg,0.45Mn,0.15Cr,0.2Zr,<0.4Fe,<0.3Si,<0.1Cu。该合金通过合适的热处理后,强度较高,抗腐蚀性能良好,并且可以焊接,但比 Al-Mg 系合金(如 LF5,LF6等)的可焊性差。如果焊接接头的热处理     

含非淹没刚性植物明渠水流结构试验研究

研究明渠中含非淹没刚性植物时的水流结构,对于河道整治有重要意义。在实验室水槽中用透明棒模拟植物,用PIV(粒子图像流速仪)测量流速。研究在不同流量、植物密度、水深情况下水流的顺水流方向时均流速、顺水流与垂直水流方向的紊动量的规律。发现随着流量的增大、水深的.减小,时均流速与紊动量均增大;随着植物密度的增大,紊动量增大,时均流速大小在约065H向下至渠底增大,向上至水面,流速减小。可见明渠中含有的非淹没植物影响着水流结构,在河道整治中需要考虑。     

配缸间隙对活塞组动力学和摩擦学特性的影响

为降低活塞-缸套摩擦损失和柴油机整机振动，以TBD620V16型柴油机为研究对象，考虑液动润滑及粗糙接触等因素，建立活塞组动力学模型及整机动力学模型，计算不同配缸间隙的摩擦损耗及整机振动响应。基于模型的活塞组动力学计算结果表明，活塞-缸套连接副的摩擦损失随配缸间隙的增加，先减小后略有增大，活塞敲击能量随配缸间隙的增加持续增大。基于模型的整机振动响应计算结果表明，整机振动幅值随配缸间隙的增加而持续增大，且活塞敲击对振动的中高频部分影响较大。综合考虑配缸间隙对柴油机摩擦及整机振动的影响发现，应在保证良好润滑的前提下选取最小的配缸间隙，以减小整机的振动响应。     

环形翅片管自然对流传热特性的数值模拟研究

利用FLUENT数值模拟方法,研究了自然对流条件下环形翅片管几何参数对其对流换热性能的影响。结果表明:随翅片间距的增大,单位长度散热量先增大后减小,表面平均自然对流换热系数及单位面积散热量先增大后基本稳定不变;翅片厚度对换热性能的影响随间距变化而变化。通过模拟计算,为自然对流条件下翅片管的优化设计提供了参考。     

船闸闸墙长廊道侧支孔水动力研究

闸墙长廊道侧支孔输水系统广泛应用于中水头船闸,研究支孔出流特性对改善闸室水流条件具有重要意义。建立了船闸闸墙长廊道侧支孔整体输水系统三维紊流数学模型,采用动网格技术及用户自定义二次开发(UDF)模拟平面输水阀门开启过程,利用物模实测的闸室水位、输水流量验证数学模型,分析船闸灌水过程中侧支孔流态、流速及流量分配随输水时间的动态变化规律。研究表明:侧支孔的流速、流量、射流长度随输水时间呈先增大后减小的趋势,上下游支孔间的流速差异呈现先减小后增大的趋势。     

TiH1.971催化Mg纳米晶储氢性能研究

采用湿化学球磨法制备了Mg+TiH_(1.971)复合体系,并以对比分析法研究了催化剂Mg+TiH_(1.971)对Mg纳米晶的储氢性能改善效果.研究结果表明,Mg+TiH_(1.971)纳米晶复合体系在室温下20℃左右就能开始吸氢,而Mg纳米晶则需40℃.吸氢后的Mg+TiH_(1.971)(w(TiH_(1.971))=5%)在220℃下开始放氢,比吸氢后的Mg纳米晶低了55℃.等温吸氢结果显示,在100℃下,Mg+TiH_(1.971)(w(TiH_(1.971))=5%)在10 min内,吸收2.8%的氢气,比Mg纳米晶的吸氢量多了33%.同时,吸氢表观活化能从Mg纳米晶的26.7±0.1 kJ/mol降低至Mg+TiH_(1.971)(w(TiH_(1.971))=5%)的20.9±1.8 kJ/mol.TiH_(1.971)的掺杂对Mg纳米晶的储氢性能改善较明显,为下一代更高性能的储氢材料的研发提供了思路.     

天津淤泥质粉质黏土一维固结蠕变特性

由软土蠕变产生的次固结沉降对软土地区建筑物及地基的稳定性具有很大危害。通过WG型固结仪对天津地区的一种软土进行了一维固结蠕变试验,得到了不同荷载作用下的沉降变形量。由试验结果发现,在分级加载时上一级荷载会导致土样发生强化现象,次固结系数随着荷载的增大呈现出先增大后减小并趋于一常数的规律。