一、用连续循环法浇注铸铁活塞环的组织和特性(论文文献综述)
杨晓滨[1](2018)在《内燃机活塞环表面耐磨密封仿生结构设计与试验研究》文中指出内燃机为传统工业产品提供动力保障,近年来,由于石油及矿产资源的不断缩减,内燃机产业发展逐步趋于高效性、节能性、实用性。活塞环与缸套系统作为内燃机动力输入和输出的核心,其工作过程中的摩擦功耗占内燃机摩擦功耗的约50%,活塞环密封性能也直接影响燃料燃烧过程中能量传递效率,系统的工作性能直接影响内燃机整体耗油量、稳定性与使用寿命。因此,提高活塞环与缸套系统内耐磨与密封性能对于提升内燃机整体工作效率起到至关重要的作用。本文通过分析活塞环与缸套系统工作原理与实际工况下的温度场及受力情况,设计具有较好耐磨及密封性能的仿生沟槽形活塞环组。以大众EA2111.4L 66kWMPI低功率版发动机内活塞环组为研究对象,选择沟槽深度、沟槽宽度、沟槽间距为试验因素,利用正交多项式回归设计分析方法,建立27种仿生沟槽形活塞环组有限元分析模型。运用ANSYS Workbench软件对标准活塞环组及仿生沟槽形活塞环组分别进行热一结构耦合有限元分析并求解其外表面及开口处应力分布情况,讨论活塞环组表面沟槽形结构对其耐磨及密封性能影响。通过对活塞环组外表面应力分布有限元分析可知,活塞环外表面最大应力值出现在活塞环开口处对面,活塞环表面仿生沟槽形结构可有效减少活塞环外表面应力集中程度,减小活塞环组外表面应力值,从而提高活塞环组耐磨性能。对仿生沟槽形活塞环组耐磨性能影响从大到小的的因素依次为:沟槽宽度>沟槽深度>沟槽间距,沟槽深度为3mm、沟槽宽度为0.1mm、沟槽间距为0.1mm的仿生活塞环外表面应力最大,耐磨性能最好。通过对活塞环组第一气环和第二气环开口处应力分布有限元分析可知,仿生沟槽形活塞环组第一气环开口处应力呈现出多点应力集中现象,在仿生沟槽形结构边缘也存在应力集中情况;仿生活塞环组第二气环开口处应力在环内侧呈现出区域性应力集中现象,沟槽端口周围应力较小,活塞环开口处与环槽内侧能够保持比较稳定的应力,防止由于活塞环内侧与环槽内侧壁间产生较大间隙而导致的缸套内部高温高压气体泄漏,从而提高活塞环组的密封性能。对仿生沟槽形活塞环组第一气环密封性能影响从大到小的因素依次为:沟槽宽度>沟槽间距>沟槽深度,沟槽深度为1mm、沟槽宽度为0.5mm、沟槽间距为0.1mm时仿生沟槽形第一气环密封性能最好;对仿生沟槽形活塞环组第二气环密封性能影响从大到小的的因素依次为:沟槽深度>沟槽间距>沟槽宽度,沟槽深度为3mm、沟槽宽度为0.5mm、沟槽间距为0.2mm时仿生沟槽形第二气环密封性能最好。为验证仿生沟槽形活塞环耐磨及密封性能,本文设计并搭建活塞环耐磨及密封性能测试试验台,对部分仿生沟槽形活塞环进行摩擦力试验及静密封测试试验,得到沟槽深度为3mm、沟槽宽度为0.1mm、沟槽间距为0.1mm的仿生沟槽形活塞环平均摩擦力最小,减阻率为19.63%,减阻率最大,耐磨性能最好,与前期热一结构(?)合有限元分析结果一致;沟槽深度为1mm、沟槽宽度为0.5mm、沟槽间距为0.1mm的仿生沟槽形活塞环组可以有效减缓活塞顶部气体泄漏速率55.26%,密封性能最好。
张庆[2](2015)在《铝合金蠕变—疲劳耦合特性研究及其在柴油机活塞寿命预测中的应用》文中进行了进一步梳理铝合金材料具有比强度高、密度低、铸造性能良好等优点,在柴油机活塞结构中得到了广泛应用。近年来随着柴油机功率密度和转速的不断提升,缸内燃烧压力和燃气温度大幅提高,这使得活塞所承受的热负荷和机械负荷也更加严重。在这种载荷持续作用下,作为活塞材料的铝合金内部除了产生疲劳损伤之外,还会产生蠕变损伤作用,并且与疲劳损伤之间产生复杂、耦合的相互作用,造成蠕变—疲劳破坏现象。本文针对铝合金材料的蠕变—疲劳耦合特性问题,从试验测试、理论分析和数值模拟三个角度进行了研究。主要目的在于掌握铝合金材料在高温载荷下的蠕变变形特点和疲劳行为特征,获得温度、载荷等因素对铝合金材料的循环变形和寿命行为的影响规律;借助于金相组织观测和疲劳断口分析,明确材料在疲劳破坏过程中的微观损伤机理和组织演化过程和特点;基于损伤力学的分析方法,建立能够将材料的蠕变损伤与疲劳损伤进行非线性耦合的蠕变—疲劳寿命预测模型;最后,基于上述模型和材料疲劳试验数据,实现活塞结构在变工况载荷下的蠕变—疲劳寿命预测分析。论文主要的研究内容和结论为:(1)铝合金蠕变—疲劳行为研究展开了铝合金材料的单调拉伸力学性能测试,结果表明铝合金材料在高温下的抗拉强度急剧下降,说明温度对材料的力学性能造成很大的影响。此外,通过高温蠕变试验研究了温度和载荷对材料蠕变变形的影响规律,并基于ABAQUS软件的二次开发实现了蠕变变形的数值仿真。展开了铝合金材料的高温低周疲劳试验研究,结果表明材料在循环载荷下表现出循环软化现象,并且软化程度随着温度的升高而逐渐加大。在所测试的温度范围内,铝合金材料的低周疲劳寿命随着温度的升高而增加。采用基于塑性应变能的Halford-Marrow模型分析了铝合金材料塑形应变能与疲劳寿命的关系,结果表明材料吸收和耗散塑性能的能力随着温度的升高而增强。(2)铝合金疲劳断裂及损伤微观机理分析采用金相观测方法研究了铝合金材料的疲劳断口形貌、组织演化过程和损伤累积。结果表明,铝合金材料的疲劳断口呈现大量的晶间裂纹和撕裂棱,说明疲劳过程中蠕变损伤和疲劳损伤之间存在耦合作用。此外,随着温度的升高,疲劳断口上撕裂棱数量更多、形态也更加细小,这些撕裂棱能够有效减少应力集中和裂纹扩展速率,这从微观角度揭示了材料高温低周疲劳寿命随温度升高而增加的机理。(3)蠕变—疲劳寿命预测模型研究基于连续损伤力学的分析方法,将材料的蠕变损伤与疲劳损伤进行非线性累积,建立了材料的蠕变—疲劳寿命预测模型,并采用蠕变—疲劳试验数据校核了模型参数。随后采用该模型预测了铝合金材料的寿命,预测结果均位于2倍误差带内,表明该模型具有良好的寿命预测能力。(4)活塞在变工况条件下的蠕变—疲劳寿命预测分析针对高功率密度柴油机活塞在变工况下的循环载荷特点,提出了活塞结构的蠕变—疲劳寿命预测分析流程,并预测了活塞结构在额定工况和最大扭矩工况循环作用下的蠕变—疲劳寿命。结果表明,活塞喉口位置为结构的疲劳薄弱位置,蠕变—疲劳寿命为1388次。本文的研究从材料的力学、蠕变和疲劳基本特性出发,同时借助于材料微观组织观测和损伤耦合的理论分析手段,研究了铝合金材料的蠕变—疲劳耦合特性,建立了材料的蠕变—疲劳寿命预测模型,并将该模型应用到了活塞结构的蠕变—疲劳寿命分析中。本文建立了一套从材料基本性能分析到结构实际工程应用的蠕变—疲劳分析流程和方法,能够为结构的蠕变—疲劳耐久性分析提供借鉴。
梁振兴[3](2013)在《新型高强、高耐腐蚀压铸铝合金的研究》文中研究说明A380(美国ASTM标准)铝合金作为最广泛使用的压铸铝合金在很多的领域有重要的用途,如:汽车、摩托车等。但是由于A380铝合金中较高的含铜量(3.0%4.0%),形成的富铜相电极电势较高,导致了其在潮湿的环境中耐腐蚀性能较差,限制了A380在工业中的应用。A360(美国ASTM标准)是另一种压铸铝合金,具有较好的耐腐蚀性能,但是由于其较差的力学性能同样限制其在工业中的应用。在前一阶段的研究中,我们在金属型铸造条件下开发出一种高强、高耐腐的铝合金。本课题以A380、A360以及日本牌号铝合金ADC12压铸铝合金为参比合金,研究这种新合金的压铸性能、力学以及耐腐蚀性能。首先研究了新合金在铸造条件下的组织结构和合金的物理性能,包括合金密度、比热容、线膨胀系数、热导率等,为以后新合金在工业上应用提供参考,并为下一步的数值模拟提供数据。使用铸造模拟软件Anycasting和有限差分数值模拟技术,通过改变浇注温度和快压射速度,模拟大三爪这一零件压铸过程中充型和凝固顺序以及温度场分布,预测在充型和凝固过程中可能出现的各种缺陷,进而得出生产的最佳工艺参数。通过X-ray探伤、显微组织分析、力学性能测试等手段对数值模拟的结果进行验证。在压力铸造条件下使用新合金以及参比合金生产了大三爪铸件,通过对比分析铸件表面质量评估合金的铸造性能;通过对比分析金相组织和拉伸性能来评估合金的力学性能;通过浸泡试验测量合金的腐蚀速率,用电化学实验分析合金的腐蚀机理。验证发现新合金不仅有较好的压力铸造性能,而且有着较高的综合力学性能以及较好的耐腐蚀性能。
薛茂权[4](2008)在《铸铁活塞环的研究与应用》文中研究表明详细叙述铸铁活塞环的材料、铸造方法和表面处理技术。认为灰铸铁活塞环铸造性能最好,可锻铸铁活塞环具有较高的强度和疲劳抗力,球墨铸铁活塞环则具有优良的抗折断性能,并且强度高、韧性好;单体铸造适用于直径相对较小、批量较大的活塞环,筒体铸造适用于直径较大的船用低速柴油机活塞环和直径较小的摩托车活塞环,离心铸造则主要应用于正圆毛坯—热定型的生产工艺;镀Cr可以提高活塞环的耐磨性和耐蚀性,喷Mo提高环的抗熔着磨损能力,等离子渗N则比气体渗N工艺尺寸稳定、磨损率低。
樊刚[5](2007)在《低过热度浇注弱电磁搅拌制备半固态Al-30%Si浆料的工艺与理论研究》文中进行了进一步梳理本文研究以高硅含量的过共晶Al-30%Si合金为对象,采用低过热度浇注弱电磁搅拌进行半固态浆料制备,是拓宽Al-Si材料的使用范围的探索性工作。将低过热度浇注与弱电磁搅拌相结合,既可充分发挥两种制备技术的优势,又能将更经济地制备出理想的半固态浆料,具有一定的实际应用价值。由于目前低过热度浇注弱电磁搅拌制备半固态浆料的研究还处于起步阶段,系统理论研究未见报道,因此进行深入的工艺和系统理论研究对该新型半固态浆料制备技术的材料开发、生产应用具有重要意义。本文在自行设计制作的浆料制备装置和流变仪上,进行了低过热度浇注Al-30%Si合金的实验研究、低过热度浇注弱电磁搅拌制备半固态Al-30%Si合金浆料的工艺研究以及半固态过共晶Al-30%Si合金瞬态流变特性、稳态流变特性和触变性实验研究;在凝固理论大框架下进行了系统的低过热度浇注弱电磁搅拌过程理论研究;在所建立的多分散体系下半固态浆料微观结构方程和黏度模型基础上进行了半固态Al-30%Si合金的流变性能理论计算与系统理论分析。通过上述实验和理论研究得到的主要研究结论如下:1)随着浇注温度逐渐接近液相线,过热度逐渐减小,半固态Al-30%Si的组织晶粒逐渐变得细小,形状逐步圆整,分布也越来越均匀。低过热度浇注法细化晶粒、控制初晶Si相的生长主要体现在熔体特征变化、形核和晶粒长大过程中。2)低过热度浇注弱电磁搅拌技术可以制备较理想的半固态Al-30%Si合金浆料。低过热度浇注弱电磁搅拌方法可大幅度改善初晶硅形貌、大小和分布,继而提高浆料的综合使用性能,浇注温度、搅拌功率、时间对半固态浆料组织和性能有影响。在实验室条件下,浇注温度840℃,搅拌时间20s~25s、搅拌功率4.8kW条件下可以得到组织、性能俱佳的半固态浆料。3)提出电磁搅拌条件下熔体运动主要是沿切向流动,并求得了相应的运动方程,得到了界面浓度分布、浓度梯度分布及有效分配系数,利用建立的模型所计算的边界层浓度、浓度梯度分布及有效溶质分配系数更能反映熔体扰动的影响。4)弱电磁搅拌作用下的过共晶Al-Si合金熔体中,初晶Si主要是在粘性液体的带动下运动的,其细化及球团化可能通过机械作用、抑制各向异性生长作用和促进熟化作用等途径实现。结合弱电磁搅拌条件具体给出了球面生长的绝对稳定性判据及相对稳定性判据。引入了相对稳定性参数S,通过计算发现球晶半径的相对失稳半径可以达到球晶临界形核半径的近2000倍,从而保证了球晶可以比较稳定地生长至比较大的尺寸。5)在实验基础上研究了对半固态Al-30%Si合金的稳态和瞬态表观黏度,得出了固相分数、剪切速率和冷却速率对浆料黏度的影响规律。对过共晶Al-Si合金的触变性进行了研究发现,过共晶Al-Si合金稳态表观黏度的依时性很小,机械搅拌对于半固态过共晶Al-Si合金的剪切变稀作用也大大减弱。6)建立了基于多分散体系的半固态浆料微结构模型和黏度模型,根据实验数据和推导,得到了适用于半固态Al-30%Si合金浆料的微结构参量与黏度的具体表达式。7)依据建立的模型对半固态Al-30%Si合金浆料的黏度进行了计算,计算结果与实测值相吻合。等温及连续冷却过程中实施搅拌,固相分数、冷却速度、剪切速率等对半固态Al-30%Si合金表观黏度的影响规律揭示了浆料的流变性能,可为半固态过共晶Al-30%Si合金浆料的制备实践提供理论指导。
王海龙[6](2007)在《球墨铸铁热轧辊表面激光点状合金化技术研究》文中提出针对提高球墨铸铁热轧辊使用寿命的迫切需要,以及传统大面积激光合金化容易在轧辊表面形成贯穿性裂纹的缺点,采用离散强化的概念,在三种不同材质的球墨铸铁表面,进行了激光点状合金化处理方案优选的系统实验研究。与未经激光处理的球墨铸铁试块进行热疲劳对比试验,对热疲劳试验前后试块的热疲劳裂纹和组织进行分析检测。设计了应用于输出脉冲激光的斩波器。实验表明,激光点状合金化处理时,激冷态球墨铸铁表面的合金化层成形差,产生贯穿合金化层的裂纹;而在适当的工艺参数下,珠光体基体球墨铸铁和调质态球墨铸铁上均得到了成形较好无裂纹的合金化点。激光点状合金化获得的合金化区内是共晶介稳组织或者接近共晶的亚共晶介稳组织,热影响区内组织发生了转变,依奥氏体化温度和冷却速度不同依次形成过热区、完全淬火区和非完全淬火区,非完全淬火区内珠光体显着细化。合金化层硬度最高可达HV0.2900左右,热影响区硬度也比基体硬度得到较大提高。热疲劳试验结果表明,调质态球墨铸铁抗热疲劳性能最好,热疲劳试验后表面基本没有发现热疲劳裂纹,经过激光点状合金化处理后,热疲劳裂纹主要产生在合金化区域内,但裂纹被热影响区阻滞不能扩展到基体;珠光体基体球墨铸铁热疲劳性能次之,热疲劳试验后表面分布着大量网状的裂纹,经过激光点状合金化处理的试块热疲劳试验后,表面裂纹的数量、密度远低于未经处理的试块。合金化区域内也会产生裂纹,但是受到热影响区的阻滞不能与基体裂纹相互连通。研究表明,热影响区内特殊的显微组织特性是阻滞热疲劳裂纹萌生和扩展的主要原因。热影响区内残余奥氏体具有良好的韧性,板条状马氏体和细片状珠光体具有良好的强度和韧性,同时马氏体自身的压应力状态使得裂纹在热影响区内萌生和扩展受到阻滞,迫使疲劳热裂纹沿原奥氏体晶界曲折扩展。这种曲折的扩展形式极大的消耗了裂纹扩展的能量。
С.А.САПОЖНИКОВ,卢启槐[7](2004)在《用连续循环法浇注铸铁活塞环的组织和特性》文中指出重点论述了采用冷凝—连续循环浇注法来浇注内燃机车用柴油机活塞环的优越性。对采用该法浇注出来的活塞环的灰铸铁和高强度铸铁的结构、机械性能以及摩擦机理进行了详细研究。还列出了铸铁活塞环的化学成分。
张孝仁[8](1979)在《气缸组件的某些发展动向》文中研究说明 为了满足对高功率,长寿命和高可靠性的普遍要求,现代柴油机必须朝节约燃料、降低噪音以及减少排气的方向发展。这些要求往往是互相冲突的,并且常对活塞、活塞环和气缸套这一气缸组件的设计与制造部门提出了一些较难解决的工程问题。在这些组件中,活塞起着主导的作用。为了提高单位功率起见,新型燃烧—燃油系统的发展和涡轮增压的广泛应用,
徐开亮,许旸,张忠明,徐敬文[9](2015)在《热强金属管材连铸拉拔工艺及牵引控制探讨》文中研究表明介绍了热强金属管材连铸法的拉拔工艺,及其对拉拔牵引电动机的速度控制要求,并根据工艺要求研制出用于连铸法生产热强管型材的关键设备-拉拔牵引控制系统。
刘文[10](2007)在《半固态合金熔体的表观粘度研究》文中提出表观粘度是半固态合金熔体流变行为的一个重要表征量,目前,半固态合金流变行为主要是通过实验观测得到唯象流变模型描述,对流变成形过程中的流变行为研究较少,特别是表观粘度在熔体制备、输送和充型等主要成形环节中的演化规律研究更少,尚不能对流变成形过程进行精确地模拟和预测。本文研究了半固态合金熔体在流变成形的熔体制备、输送和充型三个基本环节中微观结构的演化规律,并建立了考虑半固态合金熔体微观结构和流变成形工艺条件的表观粘度计算模型,这对系统掌握半固态流变成形过程中的流变规律,完善半固态合金流变理论有着重要的学术和工程价值,同时,为半固态挤压铸造、半固态连铸、半固态铸造和半固态模锻等流变成形技术的推广应用提供理论依据。根据同轴双桶流变仪的工作原理研制的半固态合金智能流变仪能模拟半固态合金熔体制备、熔体输送和充型等流变过程主要环节,并能进行表观粘度的测量。实验检验和理论计算表明,该流变仪的测量误差<5%,从而保证了实验测量数据的可靠性,为精确研究半固态金属熔体的表观粘度提供了实验基础。基于金相分析的基本原理,利用VB和Matlab语言开发了一套适用于半固态合金的定量金相分析软件。该软件能对晶粒边界平滑处理,进行粘连晶粒的分离,根据设定的阈值筛选并剔除取样过程中新生的小晶粒。通过该软件可以进行半固态合金熔体有效固相分数、晶粒大小和圆整度等微观组织特征参量的测量与计算,计算结果误差较小,能够满足实际应用需要。通过对半固态合金熔体在管道中流动时的能量耗散分析可知,熔体与管壁的粘性摩擦能量耗散、液相绕流固相颗粒的能量耗散、颗粒(群)间的碰撞能量耗散是半固态熔体能量耗散的三种主要方式。本文依据流变学、不可压缩流体流变理论和能量耗散理论,推导出了半固态熔体的能量耗散方程,并以此为基础建立了半固态合金熔体表观粘度的计算模型。采用半固态合金智能流变仪进行实验验证,理论计算值与测量结果的最大相对偏差为9.25%,一般在2%~7%内。采用螺旋线流变挤压成形和流变仪模拟流变成形两种实验方法,研究了熔体有效固相分数、初生固相颗粒直径、圆整度和微观结构特征参量G和β在半固态熔体制备、熔体输送和充型三个阶段随时间演化的规律;研究了流变条件对熔体微观组织的影响规律。在此基础上,结合半固态合金熔体表观粘度计算模型,把半固态熔体制备、输送、成形三个环节中半固态合金熔体的流变规律与半固态流变成形工艺联系起来,建立了流变成形过程中表观粘度随时间演化的计算模型,该模型对实际生产具有指导意义,为半固态合金流变成形过程的模拟、预测、控制以及缺陷防止提供理论依据。
二、用连续循环法浇注铸铁活塞环的组织和特性(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、用连续循环法浇注铸铁活塞环的组织和特性(论文提纲范文)
(1)内燃机活塞环表面耐磨密封仿生结构设计与试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究意义及背景 |
1.2 内燃机活塞环耐磨性能研究 |
1.2.1 内燃机活塞环耐磨材料研究现状 |
1.2.2 内燃机活塞环耐磨结构研究现状 |
1.3 内燃机活塞环密封性能研究 |
1.4 活塞环有限元模拟分析研究现状 |
1.5 仿生非光滑表面结构耐磨减阻密封性能研究现状 |
1.6 本文主要研究内容 |
第二章 内燃机标准活塞环稳态温度场及运动分析 |
2.1 内燃机活塞环稳态温度场分析 |
2.2 温度场边界条件 |
2.3 内燃机活塞环温度边界条件确定 |
2.4 活塞环受力及运动状态 |
第三章 内燃机标准活塞环热-结构耦合有限元分析 |
3.1 ANSYS Workbench有限元分析方法简介 |
3.2 标准活塞环组有限元模型建模 |
3.3 标准活塞环组ANSYS Workbench有限元分析 |
第四章 内燃机仿生沟槽形活塞环耐磨性能有限元分析及回归分析 |
4.1 内燃机活塞环仿生沟槽形表面结构设计 |
4.2 仿生沟槽形活塞环有限元模型建立 |
4.3 仿生沟槽形活塞环耐磨性能有限元分析 |
4.4 仿生沟槽形活塞环组耐磨性能极差分析 |
4.5 仿生沟槽形活塞环组耐磨性能回归分析 |
第五章 内燃机仿生沟槽形活塞环密封性能有限元分析及回归分析 |
5.1 仿生沟槽形活塞环组第一气环密封性能有限元分析 |
5.2 仿生沟槽形活塞环第一气环密封性能极差分析 |
5.3 仿生沟槽形活塞环组第一气环密封性能回归分析 |
5.4 仿生沟槽形活塞环组第二气环密封性能有限元分析 |
5.5 仿生沟槽形活塞环组第二气环密封性能极差分析 |
5.6 仿生沟槽形活塞环组第二气环密封性能回归分析 |
第六章 活塞环耐磨及密封性能测试试验台设计及验证性试验 |
6.1 仿生沟槽形活塞环结构选取与切割加工 |
6.2 内燃机活塞环耐磨性能测试 |
6.2.1 内燃机活塞环耐磨性能测试试验台搭建 |
6.2.2 内燃机活塞环耐磨性能测试试验方案 |
6.2.3 摩擦力数据采集系统 |
6.2.4 仿生沟槽形活塞环耐磨机理分析 |
6.3 内燃机活塞环密封性能测试 |
第七章 仿生沟槽形活塞环耐磨及密封机理分析 |
7.1 仿生沟槽形活塞环耐磨机理分析 |
7.2 仿生沟槽形活塞环密封机理分析 |
7.3 具有耐磨及密封双优良性仿生沟槽形活塞环性能分析 |
第八章 全文总结与研究展望 |
8.1 全文总结 |
8.2 展望 |
参考文献 |
附表1 仿生沟槽形活塞环组外表面最大应力回归试验方案及计算格式表 |
附表2 仿生沟槽形活塞环组第一气环开口处最大应力回归试验方案及计算格式表 |
附表3 仿生沟槽形活塞环组第二气环开口处最大应力回归试验方案及计算格式表 |
导师及作者简介 |
致谢 |
(2)铝合金蠕变—疲劳耦合特性研究及其在柴油机活塞寿命预测中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题的背景及意义 |
1.2 国内外研究现状及进展 |
1.2.1 蠕变及蠕变损伤研究 |
1.2.2 疲劳及疲劳损伤研究 |
1.2.3 蠕变—疲劳耦合损伤特性研究 |
1.2.4 蠕变—疲劳耦合损伤的影响因素 |
1.2.5 蠕变—疲劳的寿命预测方法研究 |
1.2.6 活塞结构的蠕变—疲劳寿命研究进展 |
1.3 本文的主要研究内容 |
第2章 铝合金材料蠕变—疲劳行为研究 |
2.1 引言 |
2.2 试验材料及试验方法 |
2.2.1 单调拉伸力学试验 |
2.2.2 高温蠕变试验 |
2.2.3 高温低周疲劳试验 |
2.2.4 蠕变—疲劳试验 |
2.3 单调拉伸力学特性分析 |
2.4 高温蠕变特性分析 |
2.4.1 高温蠕变变形行为 |
2.4.2 蠕变本构模型建立及验证 |
2.5 疲劳特性分析 |
2.5.1 循环载荷下的变形特征 |
2.5.2 高温低周疲劳寿命行为 |
2.5.3 蠕变—疲劳寿命行为 |
2.6 本章小结 |
第3章 铝合金材料的微观组织特征及疲劳断裂机理研究 |
3.1 引言 |
3.2 铝合金材料的微观组织结构和成分分析 |
3.3 铝合金材料的疲劳断口形貌分析 |
3.4 铝合金材料的疲劳断裂机理及损伤分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 蠕变—疲劳寿命预测模型研究 |
4.1 引言 |
4.2 基于损伤分析的蠕变—疲劳寿命预测模型建立 |
4.2.1 损伤力学基本概念 |
4.2.2 蠕变—疲劳载荷的特征描述 |
4.2.3 蠕变—疲劳寿命预测模型的推导 |
4.2.4 蠕变—疲劳寿命预测模型参数确定 |
4.2.5 铝合金材料的蠕变—疲劳寿命预测 |
4.3 蠕变—疲劳寿命预测模型讨论 |
4.3.1 蠕变—疲劳载荷的针对性分析 |
4.3.2 蠕变—疲劳损伤的非线性耦合 |
4.4 本章小结 |
第5章 蠕变—疲劳寿命预测模型在柴油机活塞中的应用研究 |
5.1 引言 |
5.2 活塞的蠕变—疲劳分析流程 |
5.3 活塞的蠕变—疲劳寿命预测分析 |
5.3.1 铝合金材料的蠕变—疲劳寿命预测模型 |
5.3.2 铝合金材料的热物性和循环应力应变关系 |
5.3.3 活塞结构的温度场与应力场分析 |
5.3.4 活塞结构的蠕变—疲劳寿命预测 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论 |
6.1 全文总结 |
6.2 论文创新点 |
6.3 后续工作展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表论文与研究成果清单 |
致谢 |
作者简介 |
(3)新型高强、高耐腐蚀压铸铝合金的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 铸造铝合金 |
1.2 压铸铝合金概述 |
1.2.1 压铸的特点 |
1.2.2 压铸铝合金的应用及发展趋势 |
1.3 压铸过程数值模拟技术概述 |
1.4 压铸铝合金中的合金元素 |
1.4.1 Si |
1.4.2 Cu |
1.4.3 Zn |
1.4.4 Mg |
1.4.5 Fe |
1.4.6 Mn |
1.4.7 RE |
1.4.8 Sr |
1.5 铝合金的腐蚀机制 |
1.5.1 铸造铝合金的腐蚀类型 |
1.5.2 影响铝合金腐蚀性能的因素 |
1.6 课题研究意义和研究内容 |
1.6.1 课题的研究意义 |
1.6.2 课题的研究内容 |
2 实验方案及分析方法 |
2.1 实验方案及技术路线 |
2.2 压铸合金的制备 |
2.2.1 原材料 |
2.2.2 熔炼设备 |
2.2.3 熔炼工艺 |
2.3 实验分析方法 |
2.3.1 X射线探伤 |
2.3.2 化学成分分析 |
2.3.3 DSC测试 |
2.3.4 热导率测量 |
2.3.5 线膨胀系数测量 |
2.3.6 力学性能测试 |
2.3.7 浸泡腐蚀 |
2.3.8 电化学性能测试 |
2.3.9 显微分析 |
3 新型合金的组织结构和物理性能 |
3.1 化学成分 |
3.2 组织结构 |
3.3 密度 |
3.4 固液相线温度 |
3.5 比热容 |
3.6 线膨胀系数 |
3.7 热导率 |
3.8 本章小结 |
4 压铸过程的数值模拟 |
4.1 数值模拟基本步骤及离散化方法 |
4.2 AnyCasting介绍 |
4.3 数理模型的建立 |
4.3.1 流体的控制方程 |
4.3.2 紊流模型的建立 |
4.3.3 几何模型的建立 |
4.3.4 网格划分 |
4.3.5 材料模型的建立 |
4.3.6 压射模型的建立 |
4.4 压铸过程数值模拟的方案设计 |
4.5 不同浇注温度条件下的模拟分析 |
4.5.1 充型过程分析 |
4.5.2 凝固过程分析 |
4.5.3 高级铸造缺陷分析 |
4.6 不同快压射速度下的模拟分析 |
4.6.1 充型过程分析 |
4.6.2 凝固过程分析 |
4.7 不同合金的压铸过程分析 |
4.7.1 充型过程分析 |
4.7.2 凝固过程分析 |
4.8 本章小结 |
5 新型铝合金的组织、力学及耐腐蚀性能分析 |
5.1 引言 |
5.2 合金的制备 |
5.2.1 合金的制备 |
5.2.2 新合金以及参比合金的成分表 |
5.3 新型合金的铸造性能 |
5.3.1 铸件表面缺陷检测 |
5.3.2 铸件内部缺陷检测 |
5.4 新型铝合金的显微组织 |
5.4.1 不同合金的显微组织与力学性能 |
5.4.2 不同工艺参数新合金的显微组织与力学性能 |
5.5 新型铝合金的耐腐蚀性能 |
5.5.1 浸泡腐蚀与宏观腐蚀照片 |
5.5.2 腐蚀基体形貌 |
5.5.3 电化学腐蚀 |
5.6 本章小结 |
6 结论 |
7 参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间所发表的学术论文 |
(5)低过热度浇注弱电磁搅拌制备半固态Al-30%Si浆料的工艺与理论研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 半固态金属浆料制备 |
1.1.1 半固态浆料的质量要求 |
1.1.2 半固态浆料制备技术 |
1.1.2.1 搅拌制备技术 |
1.1.2.2 非搅拌制备技术 |
1.2 低过热度浇注技术 |
1.2.1 低过热度浇注研究进展 |
1.2.2 低过热度浇注的特点 |
1.2.3 低过热度浇注技术研究展望 |
1.3 半固态金属微观组织与流变特性研究 |
1.3.1 半固态微观组织描述参数 |
1.3.1.1 固相体积分数 |
1.3.1.2 固相颗粒形态 |
1.3.1.3 固相颗粒分布 |
1.3.2 过冷熔体生长 |
1.3.2.1 过冷熔体中的形核 |
1.3.2.2 过冷熔体中的晶体生长方式 |
1.3.2.3 过冷熔体中的枝晶生长 |
1.3.3 强迫对流下的凝固行为 |
1.3.4 强迫对流下非枝晶组织形成的机制 |
1.3.5 半固态金属的流变性能研究 |
1.3.5.1 连续冷却行为 |
1.3.5.2 假塑性行为 |
1.3.5.3 触变性行为 |
1.3.6 半固态合金流变性能研究展望 |
1.4 半固态过共晶铝硅合金研究进展 |
1.4.1 过共晶铝硅合金的特点及应用概况 |
1.4.1.1 传统铸造过程中初晶硅的形核与生长机制 |
1.4.1.2 过共晶铝硅合金的一般特点 |
1.4.1.3 过共晶铝硅合金应用现状 |
1.4.2 半固态过共晶铝硅合金研究现状 |
1.4.2.1 半固态制浆技术的开发与工艺研究 |
1.4.2.2 半固态浆料组织演变机理研究 |
1.4.2.3 半固态过共晶Al-Si合金浆料流变性能研究 |
1.5 本论文的研究目的、主要研究内容及研究特色 |
1.5.1 研究目的 |
1.5.2 主要研究内容 |
1.5.3 研究特色 |
第二章 实验方案 |
2.1 实验用材料 |
2.2 实验设备 |
2.3 半固态Al-30%Si合金制备流程 |
2.3.1 熔炼 |
2.3.2 低过热度浇注与弱电磁搅拌 |
2.4 显微组织观察 |
2.4.1 切割试样 |
2.4.2 磨样 |
2.4.3 试样的抛光 |
2.4.4 试样的浸蚀及金相照片拍摄 |
2.4.5 组织分析 |
2.5 性能检测试验 |
2.5.1 硬度试验 |
2.5.2 磨损试验 |
2.6 流变性能检测实验设备 |
第三章 Al-30%Si合金低过热度浇注实验结果及分析 |
3.1 不同浇注温度下合金的显微组织 |
3.1.1 常规铸造下过共晶Al-30%Si合金显微组织 |
3.1.2 浇注温度对Al-30%Si合金组织的影响 |
3.2 结果分析与讨论 |
3.2.1 过共晶Al-Si合金的熔体结构 |
3.2.2 形核 |
3.2.2 晶粒长大 |
3.3 小结 |
第四章 Al-30%Si合金低过热度浇注弱电磁搅拌工艺研究 |
4.1 弱电磁搅拌对Al-30%Si合金显微组织的改善 |
4.2 浇注温度对半固态Al-30%Si合金显微组织的影响 |
4.2.1 初晶硅形貌变化 |
4.2.2 初晶硅尺寸变化 |
4.3 电磁搅拌功率对半固态Al-30%Si合金显微组织的影响 |
4.4 电磁搅拌时间对半固态过共晶Al-30%Si合金显微组织的影响 |
4.4.1 搅拌时间对初晶硅形貌的影响 |
4.4.2 搅拌时间对初晶硅尺寸的影响 |
4.5 半固态Al-30%Si浆料的性能研究 |
4.5.1 布氏硬度 |
4.5.2 半固态Al-30%Si合金的耐磨性能 |
4.5.3 半固态Al-30%Si合金的热稳定性 |
4.5.4 半固态Al-30%Si合金的抗拉强度和延伸率 |
4.6 本章结论 |
第五章 低过热度浇注弱电磁搅拌过程理论研究 |
5.1 低过热度浇注弱电磁搅拌下半固态Al-30%Si合金凝固特性分析 |
5.1.1 低过热度浇注弱电磁搅拌对形核的影响 |
5.1.2 搅拌对型壁枝晶组织形成的抑制 |
5.1.3 弱电磁搅拌条件下铝合金Al-30%Si合金熔体的运动情况 |
5.1.4 搅拌对颗粒固液界面边界层的影响 |
5.2 初晶硅微观组织演变机理研究 |
5.2.1 电磁搅拌对过共晶Al-Si合金初晶硅组织的影响 |
5.2.2 颗粒球状生长的稳定性分析 |
5.2.3 颗粒团聚 |
5.3 本章结论 |
第六章 Al-30%Si半固态浆料的流变性能研究 |
6.1 半固态过共晶Al-30%Si合金流变性能实验研究 |
6.1.1 实验方案 |
6.1.1.1 半固态Al-30%Si合金瞬态流变特性的研究 |
6.1.1.2 半固态过共晶Al-30%Si合金稳态流变特性的研究 |
6.1.1.3 半固态过共晶Al-30%Si合金触变性的研究 |
6.1.2 连续冷却过程中半固态Al-30%Si合金瞬态表观黏度 |
6.1.2.1 实验流变曲线 |
6.1.2.2 实验曲线分析 |
6.1.3 等温搅拌过程中半固态Al-30%Si合金的黏度 |
6.1.3.1 等温搅拌实验曲线 |
6.1.3.2 实验曲线分析 |
6.1.4 半固态过共晶Al-30%Si合金触变性能研究 |
6.2 半固态浆料微观结构方程和黏度模型研究 |
6.2.1 多分散体系下动力学方程的建立 |
6.2.2 多分散体系下动力学方程的求解 |
6.2.3 半固态金属浆料的黏度 |
6.2.3.1 有效固相分数 |
6.2.3.2 动力学参数的确定 |
6.3 半固态Al-30%Si合金的流变性能理论计算与分析 |
6.3.1 计算模型 |
6.3.1.1 结构参量模型 |
6.3.1.2 黏度模型 |
6.3.1.3 固相分数F |
6.3.2 半固态Al-30%Si合金稳态流变行为研究 |
6.3.2.1 固相分数F和有效固相分数F_(eff)对稳态黏度的影响 |
6.3.2.2 剪切速率对半固态Al-30%Si合金稳态表观黏度的影响 |
6.3.2.3 固相分数、有效固相分数及剪切速率对n_e的影响 |
6.3.2.4 临界固相分数及临界搅拌温度 |
6.3.3 半固态Al-30%Si合金瞬态流变行为研究 |
6.3.3.1 连续冷却过程中半固态Al-30%Si合金瞬态表观黏度 |
6.3.3.2 等温剪切过程中结构、黏度与搅拌时间的关系 |
6.3.3.3 聚集与解聚时间 |
6.4 本章结论 |
第七章 结论 |
致谢 |
参考文献 |
附A 已发表的相关论文 |
(6)球墨铸铁热轧辊表面激光点状合金化技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 引言 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 文献综述 |
1.2.1 轧辊的分类 |
1.2.2 轧辊的材料与制造 |
1.2.3 轧辊的失效形式 |
1.3 轧辊的传统强化和修补方式 |
1.4 激光技术在轧辊强化的应用 |
1.4.1 激光表面改性技术 |
1.4.2 激光相变硬化处理 |
1.4.3 激光合金化和激光熔覆 |
1.4.4 激光毛化 |
1.4.5 激光点状合金化 |
1.5 本文研究的主要内容 |
第2章 实验材料及实验方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 基体材料 |
2.1.2 合金化粉末 |
2.2 实验设备 |
2.2.1 激光加工设备 |
2.2.2 试样制备设备 |
2.2.3 组织性能分析设备 |
2.2.4 热疲劳性能测试及分析设备 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 球墨铸铁表面激光点状合金化实验方法 |
2.3.2 金相试样制备方法 |
2.3.3 激光强化层的组织分析方法 |
2.3.4 激光强化层的硬度测试方法 |
2.3.5 激光点状合金化热疲劳性能测试方法 |
第3章 激光点状合金化的设备及工艺 |
3.1 引言 |
3.2 斩波器的设计 |
3.2.1 叶片的设计 |
3.2.2 控制和转动部分 |
3.2.3 散热设计 |
3.3 点状合金化工艺优选 |
3.4 本章小结 |
第4章 球墨铸铁表面激光点状合金化的组织特性 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料 |
4.2.1 轧辊外层球墨铸铁组织特性 |
4.2.2 热轧辊心部珠光体球墨铸铁组织特性 |
4.2.3 调质态球墨铸铁组织特性 |
4.3 合金化层组织特征及分析 |
4.4 热影响区组织特征及分析 |
4.5 激光强化层硬度特征 |
4.6 本章小结 |
第5章 热疲劳实验及分析 |
5.1 引言 |
5.2 实验材料和方法 |
5.3 调质态球铁热疲劳实验结果对比及分析 |
5.4 珠光体基体球墨铸铁热疲劳实验结果对比及分析 |
5.4.1 热疲劳裂纹的宏观扩展对比及分析 |
5.4.2 热疲劳裂纹的微观扩展对比及分析 |
5.4.3 热疲劳裂纹照片的图像处理 |
5.4.4 热疲劳前后硬度对比 |
5.5 本章小结 |
第6章 生产应用效果 |
第7章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(7)用连续循环法浇注铸铁活塞环的组织和特性(论文提纲范文)
引言 |
1 试验方法 |
2 试验及其结果 |
3 结论 |
(9)热强金属管材连铸拉拔工艺及牵引控制探讨(论文提纲范文)
1热强金属管型材连续铸造对拉拔工艺的要求 |
2对牵引控制系统的设计要求 |
3牵引拉拔控制系统方案选择 |
4控制系统组成 |
5控制系统投入运行后的结果 |
(10)半固态合金熔体的表观粘度研究(论文提纲范文)
致谢 |
中文摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 半固态成形技术在车辆工程中的应用背景 |
1.2 半固态成形技术简介 |
1.2.1 半固态成形技术的产生、特征和发展 |
1.2.2 半固态合金熔体制备技术 |
1.2.3 半固态流变成形技术 |
1.3 半固态合金熔体表观粘度的研究 |
1.3.1 表观粘度的实验研究方法 |
1.3.2 半固态合金熔体表观粘度的研究现状 |
1.4 本研究的目标、意义和内容 |
1.4.1 本研究的目标、意义 |
1.4.2 本论文的研究内容 |
2 实验设备的研制及相关软件的开发 |
2.1 半固态合金智能流变仪的研制 |
2.1.1 测量原理 |
2.1.2 测控系统设计 |
2.1.3 误差分析及控制 |
2.1.4 调试与标定 |
2.1.5 性能指标 |
2.2 半固态合金定量金相分析软件的开发 |
2.2.1 工作原理 |
2.2.2 金相图像处理 |
2.2.3 软件的编制 |
2.2.4 误差分析 |
2.3 本章小结 |
3 半固态合金熔体表观粘度计算模型 |
3.1 半固态合金流变过程中的能量耗散 |
3.1.1 半固态合金熔体与管壁的粘性摩擦能量耗散模型 |
3.1.2 液相绕初生固相颗粒(群)运动的能量耗散 |
3.1.3 初生固相颗粒(群)碰撞引起的能量耗散 |
3.1.4 半固态合金流变过程中总的能量耗散 |
3.2 半固态合金熔体表观粘度的理论计算模型 |
3.2.1 半固态合金熔体表观粘度理论计算模型 |
3.2.3 分析与讨论 |
3.3 实验验证 |
3.3.1 半固态合金智能流变仪内熔体的表观粘度计算 |
3.3.2 实验验证 |
3.4 本章小结 |
4 半固态合金熔体制备、输送与充型过程中 |
4.1 利用流变仪模拟流变成形过程中微观结构演变规律研究 |
4.1.1 模拟实验原理 |
4.1.2 实验设备和材料 |
4.1.3 模拟流变成形过程中熔体微观结构的演变 |
4.2 实际流变成形过程熔体微观结构演变规律研究 |
4.2.1 流变挤压成形主要工艺路线 |
4.2.2 实验设备 |
4.2.3 半固态流变挤压成形过程中熔体微观组织的演变 |
4.3 流变条件对流变成形微观组织演变的影响 |
4.3.1 冷却速率的影响 |
4.3.2 流变速率的影响 |
4.3.3 流变时间的影响 |
4.4 本章结论 |
5 半固态流变成形过程中表观粘度变化规律研究 |
5.1 流变成形过程熔体表观粘度的计算 |
5.2 实验验证与讨论 |
5.2.1 实验验证 |
5.2.2 分析与讨论 |
5.3 本章小结 |
6 结论 |
7 参考文献 |
8 附录 |
附录A: No.2~No.4实验定量金相分析结果 |
附录B:流变挤压成形设备及参数 |
作者简介 |
学位论文数据集 |
四、用连续循环法浇注铸铁活塞环的组织和特性(论文参考文献)
- [1]内燃机活塞环表面耐磨密封仿生结构设计与试验研究[D]. 杨晓滨. 吉林大学, 2018(01)
- [2]铝合金蠕变—疲劳耦合特性研究及其在柴油机活塞寿命预测中的应用[D]. 张庆. 北京理工大学, 2015(07)
- [3]新型高强、高耐腐蚀压铸铝合金的研究[D]. 梁振兴. 上海交通大学, 2013(04)
- [4]铸铁活塞环的研究与应用[J]. 薛茂权. 现代铸铁, 2008(02)
- [5]低过热度浇注弱电磁搅拌制备半固态Al-30%Si浆料的工艺与理论研究[D]. 樊刚. 昆明理工大学, 2007(05)
- [6]球墨铸铁热轧辊表面激光点状合金化技术研究[D]. 王海龙. 清华大学, 2007(08)
- [7]用连续循环法浇注铸铁活塞环的组织和特性[J]. С.А.САПОЖНИКОВ,卢启槐. 国外机车车辆工艺, 2004(01)
- [8]气缸组件的某些发展动向[J]. 张孝仁. 国外机车车辆工艺, 1979(04)
- [9]热强金属管材连铸拉拔工艺及牵引控制探讨[J]. 徐开亮,许旸,张忠明,徐敬文. 铸造技术, 2015(04)
- [10]半固态合金熔体的表观粘度研究[D]. 刘文. 北京交通大学, 2007(06)