为研究推力圆柱滚子轴承工作过程的热行为,以81107-TN推力圆柱滚子轴承为研究对象,通过APDL编程建立了“滚道-滚动体-保持架”系统的有限元模型。然后采用ANSYS/LS-DYNA模块进行了干摩擦条件下的热力耦合分析,并进行了试验验证。研究结果发现,轴承“滚道-滚动体-保持架”系统在干磨过程的接触表面等效应力和温度分布规律与试验后得到的滚动轴承滚道表面状态基本吻合。

为实现70Mn表面的小直径激光重熔强化,以重熔区深度0.30mm、宽度0.80mm为目标,研究了在不同扫描速率和不同激光功率下的70Mn钢表面“条纹型”重熔单元制备工艺,确定了适用于2mm厚70Mn钢的激光表面重熔工艺参数组合。结果表明大气环境下,重熔得到的条纹表面较氩气保护环境下的条纹表面粗糙,条纹两侧氧化严重并伴有严重的凸起;在氩气保护环境下,激光扫描速率10mm/s、激光功率400W时,试样可以获得目标重熔区深度(337.3μm)和宽度(817.2μm)。这为滚动轴承滚道等表面的激光重熔强化提供了重要参考。

为了探究激光表面重熔对退火态70Mn钢拉伸性能的影响,在扫描速率10mm/s、功率400W和氩气保护的条件下,制备了“条纹型”“网格型”和“混合型”图样的重熔拉伸试件;获得了激光重熔区的显微组织、不同图样试件的拉伸性能及其断口微观形貌。试验结果表明“条纹型”和“混合型”重熔图样未对退火态70Mn钢的抗拉强度产生明显影响,而“网格型”重熔图样试件的抗拉强度降低了8.4%;不同重熔图样对屈服强度无明显影响;与光滑试件相比“条纹型”图样对伸长率几乎无影响“网格型”试件的伸长率降低了16.96%“混合型”试件的伸长率降低了9.11%。

为了探索植物叶脉对滚动接触摩擦副表面摩擦磨损性能的影响,这里基于APDL参数化设计语言,以叶脉为研究对象,对ANSYS软件进行了二次开发,实现了叶脉的有限元参数化建模。同时,利用ANSYS/LS-DYNA求解器、LS-PREPOST后处理器对“滚子-叶脉”系统进行了显式动力学分析。结果表明应用APDL编程和ANSYS的二次开发,可以实现叶脉有限元参数化建模和动力学分析的全过程。这为进一步研究叶脉对滚动接触摩擦副的影响机理提供了思路,也为叶脉拓扑结构的优化奠定了基础。

为揭示条纹型单元织构化推力轴承的干摩擦磨损行为,以81107TN推力圆柱滚子轴承为对象,在轴承轴圈表面制备不同宽度和不同深度的条纹型单元,然后从摩擦系数、磨损量、表面形貌等方面,研究了条纹型单元的深度和宽度对“滚道-滚动体-保持架”系统干摩擦磨损性能的影响。试验结果表明在干摩擦条件下,条纹织构化轴承的摩擦系数相比无织构光滑轴承有所升高,改变条纹的深度和宽度可以影响摩擦系数的变化范围;条纹织构可以显著增强轴承的抗磨能力,且与摩擦系数呈负相关,织构宽度为50μm,深度为7μm的轴承表现最明显,相比光滑无织构轴承磨损量降低约75.6%;条纹织构化轴承的磨损程度和范围,相比光滑无织构轴承明显减小,这得益于织构边缘对基体起到了保护作用。

为提高液压缸活塞用格莱圈的可靠性,在不考虑温度影响的情况下,首先通过分析它的受力,建立动密封情况下格莱圈的力学模型;然后利用ANSYS仿真再现不同介质工作压力和不同O形圈预压缩量下O形圈的接触宽度和接触位置的变化,并使用Origin软件绘制相应曲线;再使用MATLAB软件,以不同介质压力、O形圈压缩量为自变量,O形圈与耐磨环接触面宽度发生变化的量为因变量,拟合它们之间的函数关系式;最后,将格莱圈力学模型、泄漏量模型、PTFE经验磨损公式相结合,利用拟合得到的函数,提出一种计算格莱圈使用寿命的方法.计算结果表明:使用此方法计算的格莱圈使用寿命与实际使用寿命接近.这将为液压缸活塞用密封设计提供重要参考.

可控起动传动装置（Controlled Start Transmission, CST）为重型刮板输送机提供了一种软起动、过载保护和多机功率平衡的可靠方法。液黏摩擦传动单元（Hydro-viscous Drive Unit,HDU）是CST装置的核心,它包括多组摩擦副。摩擦副的可靠性和耐磨性能直接决定了CST装置的整体性能。以粉末冶金和激光表面工程技术为基础,提出以仿生非光滑表面来改善和提高摩擦副机械耐磨性能的新思路。利用激光直接沉积和激光脉冲钻孔技术,制备了具有不同非光滑表面形态和参数的非光滑表面试样。通过表面形貌分析和摩擦磨损试验发现：激光直接沉积过程的基板预热（600℃）,有助于提高激光沉积试样的表面质量,包括表面形貌、裂纹抑制控制以及沉积材料与基板结合位置的晶粒细化等;与光滑试样相比,具有非光滑表面形态的试样具有更好的耐磨性能,在试验条件下,当小孔间距等...