- 马东辉;吴泽;林大渊;阎绍泽;
首先,分析了齿面摩擦和一般接触面摩擦的区别,并结合一般接触面摩擦的测试方法分析了齿面摩擦测试的技术难点及技术要求。其次,系统地介绍了现有的齿面摩擦测试方法,包括电阻应变片法、等效转矩法、等效重力摆法和光弹性法,并对每1种测试方法的原理、优缺点以及适用范围进行了较为详细的论述;从测试精度、测试范围和测试过程复杂度的角度对比了上述几种齿面摩擦测试方法,并指出了各种测试方法中尚未解决的问题。最后,对齿面摩擦测试研究提出了一些展望。
2017年04期 v.12 361-366+370页 [查看摘要][在线阅读][下载 249K] [下载次数：295 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：17 ] - 陈炜;徐飞;丁毅;徐庆;
分别将304不锈钢的超薄板厚度、晶粒尺寸作为单一变量,先后采用单向拉伸以及摩擦磨损试验,研究流动应力-应变关系,以及所表现的尺度效应与摩擦系数之间相关性。结果表明,随着超薄板厚度尺寸减小,或者晶粒尺寸减小,其屈服强度均呈上升趋势,表现出明显的"越小越强"尺度效应现象。表面形貌观察和测量发现,不锈钢超薄板表面缺陷一般为锈蚀、麻点和结疤等,表面粗糙度基本不受试样厚度和晶粒尺寸的影响。综合分析表明,因不锈钢超薄板厚度或晶粒尺寸不同而产生的力学性能尺度效应并未在很大程度上改变摩擦系数。
2017年04期 v.12 367-370页 [查看摘要][在线阅读][下载 259K] [下载次数：122 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：10 ] - 杨宏亮;薛河;
为了解镍基合金焊接接头焊缝成形系数及强度组配对裂纹尖端力学特性的影响,借助有限元数值模拟手段,分析了焊缝成形系数及不同组配条件下裂纹尖端力学特性。低组配下,裂尖Mises应力、等效塑性应变及J积分均随着成形系数的增大而增大;等组配下,裂尖力学特性不变;高组配下,裂尖Mises应力、等效塑性应变及J积分均随着成形系数的增大而减小。随着组配比的增加,裂尖Mises应力随之增加,裂尖等效塑性应变和J积分逐渐减小。研究结果表明,强度组配对裂尖力学特性有较大的影响,焊缝成形系数对裂尖力学特性影响较小。
2017年04期 v.12 371-373页 [查看摘要][在线阅读][下载 245K] [下载次数：113 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：11 ] - 郭晓光;李洋;翟昌恒;康仁科;金洙吉;
基于分子动力学(molecular dynamics,MD)仿真技术,研究了单晶硅在多次加工时的亚表面损伤。分析了已加工和未加工的单晶硅模型的亚表面损伤;对已加工和未加工的表面分别进行了纳米划痕仿真,分析了划痕加工损伤的变化。仿真结果表明:切削加工后表面的硬度和弹性有不同程度的下降,有助于单晶硅工件表面材料的去除,减少了第2次加工时的亚表面损伤层深度;第2次加工的加工深度超过残余损伤层厚度的一半时,加工后的效果最优;加工深度完全在损伤层内时,会受到亚表面损伤层的原子密集化和力学性能的双重影响,造成损伤层增大。多次加工硅片时,应充分考虑加工深度与亚表面损伤层厚度的关系。
2017年04期 v.12 374-378页 [查看摘要][在线阅读][下载 232K] [下载次数：347 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：14 ] - 张文学;张仕民;杜鑫芳;王文明;
整体式绝缘接头是油气管道的薄弱环节,因密封失效而导致油气泄漏是绝缘接头的主要失效形式。通过ABAQUS软件建立整体式绝缘接头的有限元模型。采用热膨胀法施加预紧力,对比分析了整体式绝缘接头在不同轴向拉力和外弯矩作用下的密封可靠性。通过分析得出:弯矩作用下,绝缘接头一侧受拉,另一侧受压。在受压侧,绝缘垫板受到左右法兰的挤压作用,产生明显的应力集中。在受拉侧,绝缘接头的失效形式与轴向拉力作用下的失效形式基本相同,即最大应力首先在勾圈中间部位达到屈服极限,随变形量的增加,左右法兰端面形成间隙,从而引起密封圈压缩量减小,最终导致油气泄漏。
2017年04期 v.12 379-383页 [查看摘要][在线阅读][下载 361K] [下载次数：137 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：13 ] - 张兆森;张瑞亮;
针对Pro/Engineer(Pro/E)现有布线模块设计效率低、功能不完善的问题,利用Pro/E的二次开发工具Pro/TOOLKIT开发了Pro/E平台上的布线系统。首先介绍了Pro/E二次开发技术、布线系统的功能结构和布线流程;然后利用二次开发技术对模型管理、路径规划、干涉检查与调整、线缆信息输出关键技术进行研究,提出了收集布线特征创建骨架模型的模型管理方法,创建网络路径,驱动A*算法在网络路径中搜索最优路径完成布线的路径规划方法、线缆干涉检查调整和线缆信息输出策略,并开发了布线系统;最后通过实例验证了开发完成后的路径规划和干涉检查等功能。实际应用表明,新开发的布线系统能显著提高三维布线的效率,得到的线缆也较符合实际,具有较好的实用性。
2017年04期 v.12 384-389页 [查看摘要][在线阅读][下载 363K] [下载次数：120 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：11 ] - 刘畅;李娜;刘佳;
针对草莓果实采摘易损坏以及收获期劳动强度大等问题,设计了1种气动柔性草莓采摘机械手末端执行器装置。该设计在草莓采摘机械手末端执行装置中加入柔性手指单元,利用其柔性变形,在实现对草莓包络动作的同时降低了采摘中对果实的损坏。在SolidWorks软件中建立气动柔性草莓采摘机械手模型;然后将模型导入ADAMS软件,通过柔性单元的替换、运动学参数的添加,建立动力学仿真模型。通过对采摘机械手的包络过程、各手指单元的运动过程进行动力学仿真分析,仿真结果表明,气动柔性草莓采摘机械手可以有效完成对草莓的包络,验证了本设计的合理性。
2017年04期 v.12 390-393页 [查看摘要][在线阅读][下载 202K] [下载次数：1095 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：21 ] |[阅读次数：16 ] - 吴悦明;戚政武;何汉武;周玉昕;
针对实时仿真系统中因复杂工件模型顶点数增多而导致实时性降低这一问题,提出了1种基于包围盒及空间分割的复杂工件实时切削算法,将需要进行精确切削判断的顶点缩小到包围盒大小的局部区域,从而大幅减少对整个工件进行切削判断所消耗的时间。分别在真实机床与数控仿真系统中进行切削加工实验,并对真实的工件与虚拟模型进行对比。实验结果表明,本算法在提高实时性的同时,能够确保工件切削与真实加工结果保持一致。
2017年04期 v.12 394-397页 [查看摘要][在线阅读][下载 388K] [下载次数：134 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：11 ] - 路艳群;童亮;陈勇;刘尚;谢明伟;
为在保证制动安全的前提下提高再生制动能量的回收率,结合ECE法规和理想制动力曲线,提出了1种基于模糊控制的再生制动控制策略。设计的模糊控制器以电池荷电状态(state of charge,SOC)、车速v和制动强度z输入变量,再生制动力的比例k为输出变量。在MATLAB/SIMULINK中搭建制动控制策略模型,并嵌入到ADVISOR中进行仿真。仿真结果表明,所提出的策略有效提高了制动能量回收率。
2017年04期 v.12 398-402页 [查看摘要][在线阅读][下载 376K] [下载次数：332 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：9 ] - 刘昌宁;陈龙;张孝良;杨军;沈钰杰;
为解决惯容器、弹簧、阻尼(Inerter-spring-damper,ISD)三元件并联的被动ISD悬架性能不理想的问题,提出惯容系数可调的可控ISD悬架,采用线性二次高斯(Linear-Quadratic-Gaussian,LQG)控制策略对其进行最优控制,并在Matlab环境下进行仿真分析。结果表明:相对于传统悬架,可控ISD悬架的车身加速度均方根值降幅为9.49%,悬架动行程均方根值降幅为53.9%,车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性得到极大改善,提高了惯容器、弹簧、阻尼三元件并联ISD悬架结构的工程应用价值。
2017年04期 v.12 403-407页 [查看摘要][在线阅读][下载 250K] [下载次数：303 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：17 ] - 徐国权;
为了校核某汽车传动轴设计的可靠性,降低其故障率。采用有限元方法对其轴管、十字轴、后花键轴的强度进行分析后,基于Isight集成优化平台并且采用微粒群优化算法对不满足强度要求的前花键轴的轴长和轴径进行优化,得到最优的轴径和轴长。优化之后前花键轴的最大主应力为520.1 MPa,降低了36%,优化效果比较明显,并且满足扭转强度要求。
2017年04期 v.12 408-411页 [查看摘要][在线阅读][下载 223K] [下载次数：290 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：14 ] - 李忠政;孟广耀;黄居鑫;王作娟;孔光;
拖拉机发生意外倾覆仍然是农业生产活动中的1个严重问题,对拖拉机倾覆的问题和原因进行了分析,设计了1个数学模型以及对拖拉机静态稳定性的数值模拟方法,根据拖拉机所在斜坡的位置关系设计了1种摆动前桥。随后分析各参数如重心位置、轴距、轮距以及摆动轴安装点的高度、及其相对于斜坡上的位置对拖拉机的静态稳定性的影响。研究结果表明,改变这些参数可以显著提高拖拉机的静态稳定性。较好的静态稳定性可以直接提高动态稳定性,达到更好地预防拖拉机倾覆的目的,尤其是在倾斜的地形上工作时。
2017年04期 v.12 412-416页 [查看摘要][在线阅读][下载 308K] [下载次数：120 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：14 ] - 李飞;唐刚;陈传武;江源;张博一;胡雄;
提出1种建立人体中耳三维数字模型以及有限元分析的方法。采取建立中耳模型的方法对中耳的功能进行仿真研究,以达到改善治疗方法的目的。首先针对中耳解剖结构及传声特性进行深入分析,对听小骨建立模型,并赋予模型材料属性;最后针对模型进行可行性验证,使模型达到力学性能要求。所建立的中耳模型可在一定程度上模拟中耳传声的功能,能够预测中耳传声的力学特征,对中耳辅助装置的应用有一定的借鉴意义。
2017年04期 v.12 417-419页 [查看摘要][在线阅读][下载 251K] [下载次数：108 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：14 ] - 徐科;王磊;向境;周鹏;
为了提高基于光度立体法的表面三维重构的精度,设计了48个点光源的三维检测系统,所有光源安装在一半球体的内表面上。采用高光黑球法对光源位置进行标定,在1个照明序列内,48个光源依次对被测表面进行照明,安装在半球体顶点的相机拍摄每个光源照明后的表面图像,可得到48幅不同角度照明下的被测表面图像。对48幅图像进行梯度计算、三维重构后,可得到高精度的表面三维数据。实验结果表明,所设计的系统可检测尺寸为0.1mm级的金属表面三维缺陷。
2017年04期 v.12 420-424页 [查看摘要][在线阅读][下载 334K] [下载次数：513 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：12 ] - 宋索成;鲍崇高;王可可;
为了探究B_4C质量分数对反应烧结SiC陶瓷组织和力学性能的影响,基于反应烧结法制备了B_4C以及SiC/B_4C陶瓷,研究了B_4C与Si的反应机理以及组织微观演变过程。研究结果表明:B_4C与Si反应生成B_(12)(B,C,Si)4和层状生长的次生SiC,烧结体边缘B_4C反应完全;在反应烧结SiC/B_4C中,组织中出现了原SiC-次生SiC和B_4C-B_(12)(B,C,Si)42种核壳结构;烧结体的密度随着B_4C的增多而降低,其弯曲强度在B_4C的质量分数为25%时达到最大,为(407±15)MPa,其残硅体积分数降低至13.2%;烧结体的断裂韧性随着B_4C质量分数的增大而升高,在B_4C的质量分数为45%时,达到最大为(5.12±0.21)MPa·m~(1/2)。
2017年04期 v.12 425-429页 [查看摘要][在线阅读][下载 402K] [下载次数：186 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：15 ] - 罗晓霞;刘春娟;郑斌;
在Visual Studio 2010平台上,开发了界面友好、使用方便的巨正则蒙特卡罗(grand canonical Monte Carlo,GCMC)软件包。通过模拟CH_4和H_2分子在一种金属有机骨架(ZIF-8)材料中的吸附性能,发现在使用现有力场参数的情况下,二者的吸附量均出现低估的现象。使用本模型对骨架力场参数进行优化后再应用到GCMC模拟方法中,结果表明,使用优化后的力场参数模拟得到的吸附数据与实验值吻合,本文开发的模型较为可靠,具有应用到大多数有机骨架材料吸附性能预测中的潜能。
2017年04期 v.12 430-433页 [查看摘要][在线阅读][下载 229K] [下载次数：353 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：3 ] - 王海娟;郁鸿超;许中波;
针对当前氧气转炉冶炼中、低碳铬铁工艺中存在的温度过高、耐火内衬寿命短、铬回收率低的问题,提出在转炉内喷吹CO_2-O_2混合气体,由高碳铬铁脱碳冶炼中、低碳铬铁的新思路。首先计算了CO_2与铬铁熔体内各元素反应时引起的体系温度变化,并通过实验验证了CO_2在中、低碳铬铁冶炼过程中的降温作用。然后对冶炼不同碳含量的中、低碳铬铁产品时的CO_2最大理论加入量进行了计算,结果表明冶炼碳质量分数分别为4.0%、3.0%、2.0%的产品时,CO_2的最大加入量(质量分数)分别为42.99%、29.87%和16.30%;加入CO_2较适合冶炼碳质量分数大于2.0%的铬铁产品,不推荐冶炼碳质量分数低于1.0%的铬铁产品。本研究可为CO_2参与转炉冶炼中、低碳铬铁的新工艺提供理论基础。
2017年04期 v.12 434-438页 [查看摘要][在线阅读][下载 216K] [下载次数：96 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：6 ] - 庄俭;黄漫玲;张亚军;何晓祥;吴大鸣;
针对芯片的冷却问题,基于热量传递平衡原理,提出了1种新型的金属-聚合物复合式散热器,该散热器利用金属基板优良的导热性能和聚合物微结构翅片优良的散热性能实现热量的高效导出和高效散出。采用FloEFD热分析软件对翅片的高度、厚度、间距等翅片结构对复合式散热器散热性能的影响进行了研究。结果表明当翅片高度为50mm时,热源温度最低;当翅片厚度和间距分别为1mm和2.5mm时,对流换热系数存在最大值,分别为32.54和31.93 W/(m~2·K),为高效、低成本的金属-聚合物散热器的推广和应用提供依据。
2017年04期 v.12 439-443页 [查看摘要][在线阅读][下载 244K] [下载次数：171 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：19 ] - 李欣;陆万里;任振安;
为提高1060铝基体表面氮化层的耐磨性,采用含氮热等离子氮化同时送钛粉的方法,这种钛辅助氮化方法可以同时获得氮化铝(AlN)和氮化钛(TiN)强化相。通过改变含氮热等离子电流(I=100~160A)和氮化气氛流量比例(Ar/N2=8/2、6/4、4/6、2/8L/min),研究氮化工艺参数对钛辅助氮化的影响。钛辅助氮化条件下制备的氮化层由AlN、Al固溶体、Al3Ti和TiN相组成,黄色TiN密集分布区的平均显微硬度为1 025HV,明显高于AlN密集分布区的平均显微硬度(589HV)。在等离子气中氮气比例为60%,电流为120A的条件下,氮化层的磨损失质量为4.3mg,平均摩擦系数为0.215 5。表面氮化层的摩擦系数比铝基体下降了32%,耐磨性提高了3.6倍。钛辅助氮化可以获得AlN与TiN复合强化效果,明显提高氮化层的耐磨性。
2017年04期 v.12 444-448页 [查看摘要][在线阅读][下载 422K] [下载次数：80 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：18 ] - 周琛;孙宇;胡连喜;叶文宏;万志鹏;
为了探究工艺参数对6A02铝合金临界发生的影响,采用Gleeble1500D型热模拟试验机对6A02铝合金在683~783K和应变速率0.001~1s~(-1)内进行等温热压缩实验,基于E.I.Poliak和J.J.Jonas提出的动态再结晶临界动力学理论,及真应力-应变数据确定其动态再结晶临界发生条件。结果表明,动态再结晶临界应变(ε_c)与峰值应变(ε_p)的相关关系为ε_c=0.667εp,通过引入应变速率温度补偿因子(即Zener-Hollomon参数,又称Z参数)建立了该合金动态再结晶临界发生模型:ε_c=2.355×10~(-4) Z~(0.1519)。变形温度的提高和变形速率的降低能够促进6A02铝合金动态再结晶行为的发生,所建立动态再结晶临界模型获得的结果与热压缩实验结果吻合良好,表明该临界模型可以较准确地预测6A02铝合金热成形过程中动态再结晶发生的临界条件。
2017年04期 v.12 449-453页 [查看摘要][在线阅读][下载 370K] [下载次数：240 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：12 ] - 张兴森;边美华;梁庆国;卢展强;
在生产和服役过程中线夹表面会产生裂纹缺陷,降低了线夹的力学性能,给电力供应造成威胁。提出了基于涡流检测的线夹缺陷检测方法,运用主分量分析法提取缺陷信号特征,采用支持向量机法自动识别缺陷。搭建了涡流检测实验系统和3D扫描系统,采用电火花技术制作了深度和长度不同的缺陷试件。实验研究了缺陷长度和深度变化对信号的影响规律,分析了缺陷特征信号的分布。实验结果表明:优化后的核参数可使支持向量机的分类精度达到96%以上,提出的线夹缺陷检测和分类方法可为在役线夹缺陷检测和质量控制提供有效的指导。
2017年04期 v.12 454-458页 [查看摘要][在线阅读][下载 264K] [下载次数：151 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：19 ] - 林俊;王伟伟;陈鹭琛;应豪;陈珊珊;
提出采用改进的化学气相沉积(chenmical vaper deposition,CVD)方法,利用甲烷为碳源在展平的Cu箔表面直接制备双层石墨烯薄膜。通过细致研究甲烷气体流量、生长时间等参数对双层石墨烯成核密度的影响,进一步探讨双层石墨烯生长的机理和条件。研究利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、光学显微镜、Raman光谱对石墨烯的表面形貌、结构和堆叠方式进行了表征,提出双层石墨烯的"高效生长时间"为双层石墨烯成核完成后到第1层石墨烯完全覆盖Cu箔之间的时间段。通过优化生长条件,制备出高成核密度(双层与单层石墨烯成核密度比接近0.95)和高覆盖度的双层石墨烯(其中AB堆叠双层石墨烯比例高达82.7%),实现展平Cu薄基底上高覆盖度双层石墨烯的可控制备。
2017年04期 v.12 459-462页 [查看摘要][在线阅读][下载 296K] [下载次数：228 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：15 ] - 刘盼盼;郭敏;马莹;邱夷平;
通过室温纳米压印技术对层层组装多层膜进行图案化,获得条带状银纳米粒子(Ag NPs)薄膜,实现高效的荧光增强效应。首先利用浸渍式层层组装技术制备聚丙烯酸/聚烯丙基胺聚电解质多层膜作为基膜。再通过喷涂式层层组装的方法,在基膜上交替沉积Ag NPs和聚二甲基二烯丙基氯化铵盐酸盐(PDDA),得到含Ag·NPs的多层膜。最后,利用室温纳米压印技术将所制备的含Ag NPs的多层膜进行条带图案化,表征其荧光增强效应。结果表明:采用室温纳米压印技术能将模板上的花纹转移到含有无机Ag NPs的聚合物膜上,得到尺寸均匀、图形完整的花纹;制备的条带状Ag NPs薄膜能实现高效的荧光增强效果,对近红外荧光素Cy5增强了3.2倍。
2017年04期 v.12 463-466页 [查看摘要][在线阅读][下载 247K] [下载次数：95 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：3 ] - 张彬;宁志远;赵龙泽;张小敏;王鸣生;
提出了1种基于电子束致沉积无定形碳技术的可控调节碳纳米管谐振器频率的新方法,利用原位透射电镜技术,通过控制电子束斑的位置、大小和沉积时间,精确控制所沉积无定形碳在碳纳米管悬臂梁上的位置和质量。实验结果表明,通过在碳纳米管悬臂梁顶端沉积碳纳米颗粒可大幅度调节碳纳米管的共振频率,实现谐振频率的粗调模式,调节幅度可超过50%;若将沉积位置远离碳纳米管悬臂梁顶端,则可实现碳纳米管谐振器共振频率的精细调节,调节精度可达到2%。以实验探讨了Rayleigh-Ritz理论对于计算碳纳米管谐振器称量质量的适用性,证明所称量的纳米颗粒的质量越小,计算结果的准确性越高。
2017年04期 v.12 467-471页 [查看摘要][在线阅读][下载 291K] [下载次数：72 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] - 刘婧;陈礼;赵宇博;尤金海;李润青;陈礼辉;黄六莲;罗小林;
针对测定预处理液中木质素含量的传统方法较为复杂、过程繁琐,以及木素动力学模型难以准确预测木质素溶出规律等问题,研究通过排除溶剂和碳水化合物降解产物的紫外干扰,尝试建立紫外光谱快速测定绿竹高沸点醇木质素浓度的简便方法,并基于理论动力学建立其溶出的修正模型。结果表明,选择325nm作为木质素的测定波长可排除其他物质干扰,通过朗伯-比尔定律可建立其浓度的测定方法。此外,假一级反应动力学模型预测木质素溶出率偏高;在一定条件范围内,将木质素"潜在的溶出度"参数引入模型,求得其活化能、指前因子和溶剂反应级数分别为105.0kJ/mol、7.5×10~(11) min~(-1)和0.66。将这些参数代入修正模型,最终发现,预测值和实验值之间相关系数的平方可高达98%,表明此模型可准确预测绿竹高沸点醇预处理过程中木质素的溶出率。
2017年04期 v.12 472-476页 [查看摘要][在线阅读][下载 191K] [下载次数：180 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：19 ] 下载本期数据