基于表面分析技术和铁谱技术的某重载履带车辆主离合器摩擦副失效机理研究

利用扫描电子显微镜、能量色散谱仪及铁谱仪分析了某重载履带车辆主离合器分离机构中的活动盘弹子槽的磨损失效机理.结果表明:磨损表面存在明显的犁沟痕迹和点蚀坑,而粘着磨损迹象不明显;铁谱分析结果表明润滑脂中的磨粒主要包括典型的粘着磨粒、接触疲劳磨粒和腐蚀磨粒;磨损表面的主要失效机制为磨料磨损、粘着磨损、接触疲劳磨损和腐蚀磨损的综合作用;采用联合表面分析技术和铁谱技术研究材料表面磨损失效机理具有一定的优越性.     

WC／Co硬质合金的磨料磨损性能研究

采用微尺度浆料磨料磨损试验机和钢轮湿磨料磨损试验机,对比考察了不同晶粒尺寸和硬度的ＷＣ／Ｃｏ硬质合金在钢轮湿磨料磨损试验和微尺度浆料磨料磨损试验条件下的磨料磨损性能;同时采用扫描电子显微镜观察分析合金磨损表面形貌,以探讨其磨损机理。结果表明：随着硬质合金试样硬度的增加,其在钢轮湿磨料磨损试验条件下的抗磨能力明显增强;而在微尺度浆料磨料磨损试验条件下,即ＷＣ晶粒粒度与磨料相对尺寸相近时,合金的磨损体积损失与其硬度之间无明显相关性,此时ＷＣ晶粒尺寸是影响硬质合金磨料磨损性能的主要因素,ＷＣ／Ｃｏ硬质合金的主要磨损机理为ＷＣ晶粒的断裂和剥落。     

高速瓦楞辊的磨损失效分析

本文对进口的高速瓦楞辊的磨损失效形式进行了分析，认为其主要磨损形式是磨粒磨损，即齿侧为滑动磨粒磨损，齿底为应变疲劳磨粒磨损，而齿预则包括了这两种磨损形式；齿顶和齿根两侧都是磨损最严重的部位；磨粒主要是纸中夹带的ＳｉＯ２砂粒。文章最后还明确指出，瓦楞辊的返修期应当定在其出现非均匀磨损之前，但是由于楞齿承受曲应力而诱发疲劳裂纹，故此返修次数是有限的。     

磨料磨损工作系统与耐磨料磨损材料数据库

从非平衡系统和不可逆过程热力学出发,基于体系同周围环境的联系与交互作用,研究了磨料磨损工作系统的开放性、复杂性和远离平衡态的特征;结合负熵流分析,揭示了材料磨料磨损过程不可逆的特点、不同性质总熵变,以及磨损工作状态特征、出现耗散结构的可能性及其主要结构形式;进而构筑了磨料磨损工作系统和具有多种功能的耐磨料磨损材料数据库,并分析了其特点.结果表明,所建立的数据库具有多方位查询和选材等多种功能.     

几种油性剂和极压抗磨剂对T8钢/Al2O3摩擦磨损性能的影响

采用Falex型摩擦磨损试验机考察了T8钢／Al2O3陶瓷摩擦副在3种油性剂(T405、T406和T451)与3种极压抗磨剂(T309、T306、T321)作用下的摩擦学性能；用扫描电子显微镜观察试销表面磨损状态；用俄歇电子能谱仪分析了摩擦表面元素化学成分。结果表明：3种油性剂都可以不同程度地改善摩擦副的摩擦磨损性能，其中尤以T405作用效果最佳；3种极压抗磨剂均具有较好的减磨抗磨性能，其中T309的抗磨性能最为突出，T321与T306可以明显降低摩擦系数，相比之下两者磨损率较大；俄歇电子能谱分析揭示在T309作用下，由于摩擦化学反应在T8钢试销磨损表面形成了含S、P物质层；油性剂作用下摩擦副的磨损形式主要为磨料磨损，而T309作用下磨损形式主要为磨料磨损与摩擦化学(腐蚀)磨损。     

IG-11石墨在不同气氛中的磨损性能研究

在SRV摩擦磨损试验机上研究了10MW高温气冷堆用石墨材料IG-11自配副及其与不锈钢配副在空气和氦气气氛中的磨损性能,并利用扫描电子显微镜分析了试样磨损表面形貌.结果表明:环境气氛对石墨自配副磨损性能的影响较大,在氦气环境中石墨的磨损率较大,磨屑尺寸相对较小且呈棱状,主要发生磨料磨损;在空气环境中石墨的磨损率相对较小,磨屑尺寸相对较大,且形成大量片状磨屑,主要发生疲劳磨损;而就石墨与不锈钢摩擦配副而言,由于硬质不锈钢表面粗糙峰对石墨的切削作用,环境气氛的影响减弱.     

有限元模拟TIN 膜/碳钢基材体系的摩擦磨损试验

对TiN膜/碳钢基材体系摩擦磨损过程的有限元模拟表明:磨痕边缘的多种应力集中、磨痕内外的张应力、膜/基界面切应力,都将影响体系的摩擦学行为.用销/盘试验验证了有限元模拟结果,根据对膜层中裂纹的萌生、扩展和体系的损伤、破坏情况分析,摩擦磨损过程分为磨合、稳定磨损、膜层失稳、体系失效阶段.提出了小载荷摩擦磨损下过软基材的膜/基体系失效机制,即膜层在集中应力和张应力作用下发生裂纹萌生和扩展的脆性破坏,其中,由于体系变形引起的磨痕边缘应力集中对膜层早期损伤进而导致体系磨损失效具有最重要作用.     

等温淬火球墨铸铁渣浆泵叶片磨损试验的正交分析

采用正交试验分析了在实验室条件下影响奥贝球铁叶片磨损的因素,探讨了决定叶片材料特性的成分和热处理工艺以及叶、磨料种类等水力学条件对叶片磨损的综合影响,研究结果表明,渣浆泵叶片的磨损失效受到材料特性和水力条件的综合影响;叶片材料成分和热处理工艺交互作用是影响叶磨损的主要因素,其次是磨料种类及叶型症 交试验是研究 渣浆泵磨损规律的有效方法 。     

氮化硅陶瓷球研磨过程中磨损形式的研究

为掌握不同研磨条件下氮化硅(Si3N4)陶瓷球表面的磨损形式,在球-盘式磨损实验装置上,采用不同载荷及磨料粒度和浓度的碳化硼(B4C)磨料进行了磨损实验.通过显微镜观察陶瓷球表面确定其磨损形式,并绘制了磨损形式与载荷及磨料浓度的关系图.研究发现磨损形式与磨粒粒径关系不大;载荷较大或磨粒浓度较低时氮化硅陶瓷球表面发生二体磨损,反之则产生三体磨损.建立了磨损"接触刚度"理论公式,计算确定了实验条件下氮化硅陶瓷球磨损形式的转换点数值为20."接触刚度"小于20时,氮化硅陶瓷球表面发生二体磨损,反之则产生三体磨损.由此可预测不同研磨条件下氮化硅陶瓷球的磨损形式.     

沙粒粒径和外电位对黄铜腐蚀磨损的影响

利用自制旋转圆盘式空蚀与冲蚀联合作用试验装置,在质量分数为3.5%的Na Cl溶液中试验研究了沙粒粒径和外电位对黄铜腐蚀磨损行为的影响.结果表明:在相同质量分数下,沙粒粒径对黄铜腐蚀性能的影响较小;但黄铜冲刷腐蚀的主要失重方式受沙粒粒径和外电位影响,沙粒粒径较小时,黄铜的流失形式为磨损腐蚀,沙粒粒径较大时,流失形式随外加电位正移由磨损腐蚀转变为磨损.在黄铜冲刷腐蚀中,腐蚀磨损交互作用是引起黄铜流失的主要原因,且以腐蚀对磨损的促进作用更为显著,同时随沙粒粒径的增加及外电位正移,腐蚀磨损交互作用更加突出;基于腐蚀磨损失重率、沙粒尺寸和外电位的冲腐蚀材料流失图表明:在低电位条件下,沙粒粒径对腐蚀磨损总失重率的影响较小,在高外电位条件下,腐蚀磨损总失重率随沙粒粒径的增加急剧增加.     

螺旋焊线管局部噘嘴应力集中分析

螺旋焊缝局部噘嘴问题是复杂的三维问题，至今没有现成的安全评定公式可以利用，也难以获得纯粹的理论解。应“西气东输”工程之需，本文利用现有直焊缝理论基础，建立了该问题的力学模型，获得了应力集中因子的显式解，给制订螺旋焊线管几保缺陷的安全评定标准提供了理论基础。利用商用有限元工具ABAQUS对螺旋焊线局部噘嘴进行的系统分析显示，本文提供的理论解具有很强的预测能力。     

纸浆纤维悬浮液物性参数对流动特性的影响

分析了纸浆的物性参数对两相流动模拟的影响，这些物性参数主要包括浆流种类、纤维的尺寸等参数，通过Phoen—ics软件的模拟得出结论，对于同类型的纸浆而言，随着浓度的增大，流体的速度梯度增大，剪切应力增大，径向浓度差增大；对于不同类型的纸浆，木浆的剪切应力大于同样浓度草浆的剪切应力；管道中浓度分布呈中心高，壁面低的单调递减趋势，很不均匀；对于不同类型的纸浆，草浆的径向浓度差小于木浆的径向浓度差．     

The onset and progression of damage in isotropic paper sheets

An experimental investigation is performed and analyzed in order to examine the onset and evolution of damage processes in thin isotropic paper sheets made of mechanical pulp. A microscopy technique has been used to estimate the relative fraction of bond and fibre breaks. It has been found that the active damage mechanism is bond failure, hence supporting the assumption of an isotropic scalar valued damage variable.All experiments have been performed by simultaneous with the mechanical loading monitoring the acoustic emission activity. Three different experimental setups have been designed offering the possibility to analyze the influence of stress gradients, as well as different levels of the ratios between the in-plane normal stresses, on the onset of damage. It is concluded that stress gradients in the paper specimens have a large influence on the onset of damage. When stress gradients are present a non-local theory has to be used in the analysis. In this way compliance with an isotropic damage criterion is achieved. The characteristic length, determining the gradient sensitivity, has been found to be of the same order of magnitude as some average fibre length.To study the evolution of the damage processes, wide and short specimens have been loaded in tension resulting in stable damage processes. With the assumptions made regarding the mechanical behavior of the paper material after onset of damage, the damage and the cumulative number of acoustic events curve correlates very well. The experimentally obtained data is used to determine material parameters in a proposed damage evolution law. It is found that the assumed damage evolution law can, for isotropic paper materials with bond rupture as the prevalent failure mechanism, be further simplified as only one specific material dependent damage evolution parameter has to be determined in experiments.     

等离子喷涂层接触疲劳失效模式及失效机理的研究

研究了等离子喷涂层在不同应力水平下的接触疲劳失效模式与声发射幅值的对应关系,并分析了涂层的接触疲劳失效机理.结果表明:声发射幅值与接触应力的大小无明显的关系,根据疲劳失效时的声发射幅值可以判断涂层接触疲劳失效模式,幅值为87～93 dB时易发生剥落或分层失效,幅值为78～83 dB易发生点蚀失效.涂层表面微凸体与轴承球滚压接触产生黏着磨损以及涂层、磨粒、轴承球三者形成的三体磨料磨损是点蚀失效产生的主要原因.剥落失效主要与涂层表面微观缺陷处裂纹的萌生、扩展以及表面磨损行为有关.层内分层失效是由涂层内部最大剪切应力控制的,而界面分层失效主要是由涂层与基体的低结合强度、热失配以及界面剪切应力造成的.     

环形管内壁磨粒侵蚀物理过程的研究

对高分子材料的磨粒侵蚀进行了系统的试验研究，为了进一步阐明其物理本质并预测其磨损，通过分析颗粒在环形流场中的轨迹，发现环形和管壁的磨粒侵蚀可以分为两个阶段；即冲击侵蚀阶段和湿磨粒磨损阶段，并以后者为主，对于聚氨酯材料，其磨粒侵蚀第二阶段的磨损机理主要是由于滑动摩擦引起的表面疲劳磨损。     

Experimental Evaluation of the Interfibre Joint Strength of Papermaking Fibres in Terms of Manufacturing Parameters and in Two Different Loading Directions

The strength properties of interfibre bonds play a vital role in the response of fibrous materials, such as paper and paperboard, under mechanical loading. To help tailor the properties of such materials by chemical or mechanical treatments of the fibre wall and fibre surfaces, improved understanding of the microscopic damage and failure mechanisms of interfibre joints is desirable. In this paper, a method for manufacturing and testing of interfibre joint specimens in two principally different modes of loading is presented. The method was applied to investigate the strength of Kraft pulp interfibre joints with different geometries and in two different modes of loading: the conventional shearing mode and also a peeling mode of loading. The method was also used to investigate the influence of drying pressure, defined as the nominal pressure between two Teflon surfaces or between a rubber surface and a Teflon one as well as a simple comparison of a pulp with two different degrees of refining. The results are presented in terms of rupture force and using different methods of normalization such as nominal overlap area, length, and width of the joint region, measured using a microscope. It was shown in this study that normalising the force at rupture by either geometric parameter reduced the scatter of the strength measurements slightly, but, neither were unambiguously more successful than the other. The results of tests done with the peeling type of loading were about 20 % of those done with the conventional shearing type of loading.     

火炮制退机节制环失效微观机理的实验研究

为了研究火炮制退机节制环的故障原因和失效机理,基于金属腐蚀磨损理论和微观分析技术,综合运用光学金相显微镜分析、扫描电镜及能谱分析、显微硬度测定、电感耦合等离子体质谱法和火焰原子吸收光谱法等分析测试手段,结合报废节制环和从大修工厂待修火炮上采集的驻退液样本,从微观层面分析了节制环失效机理。研究表明,节制环作为制退机产生后坐阻力的关键部件之一,主要受到冲击磨损、化学腐蚀和气蚀破坏的复合作用而失效。     

Thixotropy, yielding and ultrasonic Doppler velocimetry in pulp fibre suspensions

This paper reports thixotropy in concentrated pulp fibre suspensions and studies their transient flow behaviour using conventional rheometry coupled with a velocimetry technique. Specifically, an ultrasonic Doppler velocimeter is used in conjunction with a rate-controlled rheometer to deduce the local velocity profiles of pulp fibre suspensions. Pulp suspensions are found to exhibit a plateau in their flow curves where a slight increase in the shear stress generates a jump in the corresponding shear rate, implying the occurrence of shear banding. The velocity profiles were found to be discontinuous in the vicinity of the yielding radius where the Herschel–Bulkley model failed to predict the flow. Shear history and the time of rest prior to the measurement were found to play a significant role on the rheology and the local velocity profiles of pulp suspensions.     

化纤切割过程中切断刀的磨损性能研究

利用自制小型短纤维切断试验装置模拟涤纶短纤维的切割加工过程,采用台式投影仪测量切断刀刃口的线磨损量,采用扫描电子显微镜观察刃口和刃面的磨损表面形貌,采用傅立叶变换红外-拉曼光谱仪分析刃口磨损表面转移膜的性质,并采用顺磁共振仪分析了纤维切断前后自由基的含量.结果表明:切割涤纶半消光纤维时,高速钢刀片的磨损很快,主要磨损机制为纤维中TiO2粒子的磨粒磨损;硬质合金刀片的磨损缓慢,其磨损主要是由于刃口上高分子转移膜脱落引起的.