检索结果-内蒙古大学图书馆

中国表面工程 2025年第1期38卷 290-302页

作者：李丽霞王建梅候建邵旭龙太原科技大学重型机械教育部工程研究中心太原030024

风电偏航制动工况及偏航摩擦片的选型影响制动盘与摩擦片制动界面的磨损状况,摩擦片的严重磨损将破坏风机偏航系统的稳定性,严重影响风机运行的安全性及发电效率,现有对于偏航这类低速重载制动工况研究甚少。针对偏航制动过程中的磨损问... 详细信息

风电偏航制动工况及偏航摩擦片的选型影响制动盘与摩擦片制动界面的磨损状况,摩擦片的严重磨损将破坏风机偏航系统的稳定性,严重影响风机运行的安全性及发电效率,现有对于偏航这类低速重载制动工况研究甚少。针对偏航制动过程中的磨损问题,考虑制动盘及摩擦片接触界面的动态变化,建立Q345E偏航制动盘及复合树脂基摩擦片组成的偏航制动器三维简化模型,将有限元法与Archard磨损模型结合,研究制动压力、偏航转速及摩擦因数对直边型和凸台型两种摩擦片在制动过程中磨损行为的影响。基于全因子仿真试验及响应面法建立响应面模型,开展相关参数优化。结果表明:不同工况下的摩擦片均在摩擦入口处磨损严重,磨损状态均表现出明显的前端效应;在同一影响因素下,磨损体积及磨损深度均随着影响因素的增大而增大,直边型摩擦片较于凸台型摩擦片耐磨性更强;制动压力与偏航转速对磨损深度及接触压力的影响显著,摩擦因数则对其影响较小;参数优化后的工况经实际仿真后与模型预测值误差小于5%,验证了响应面模型的准确性。有限元磨损模拟揭示了不同形状摩擦片对偏航制动磨损的影响机制,可为偏航摩擦片的选型提供技术及理论支撑。

关键词：风电偏航制动器 Archard磨损模型有限元分析响应面法

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人工海水中Q345钢的腐蚀磨损行为研究

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润滑与密封 2025年第05期 85-92页

作者：裴兵兵裴文乐王建梅谢壮壮裴晓亮太原科技大学重型机械教育部工程研究中心

为研究海洋工程机械中Q345钢在常见服役环境的摩擦学行为，采用CS350电化学工作站和MS-M9000摩擦试验机，开展Q345钢试样在空气、3.5%NaCl溶液和阴极保护下的摩擦磨损试验，分析Q345钢试样在不同环境下的摩擦因数、极化曲线、开路电位... 详细信息

为研究海洋工程机械中Q345钢在常见服役环境的摩擦学行为，采用CS350电化学工作站和MS-M9000摩擦试验机，开展Q345钢试样在空气、3.5%NaCl溶液和阴极保护下的摩擦磨损试验，分析Q345钢试样在不同环境下的摩擦因数、极化曲线、开路电位、表面形貌和磨损量，研究不同法向载荷下摩擦磨损与电化学腐蚀的交互作用。结果表明：相比空气环境，3.5%NaCl溶液和阴极保护环境有利于摩擦因数的降低；在同一服役环境下，随着法向载荷的增加，磨损量也相应增加，阴极保护条件下Q345钢因保护电流的作用磨损体积损失远小于在3.5%NaCl腐蚀介质中的磨损体积；腐蚀条件下，载荷的增加使得腐蚀面积变大，同时加速了腐蚀介质进入基体内层，开路电位明显负移，腐蚀电流增加，材料耐腐蚀性能退化；腐蚀磨损过程中，机械作用是材料体积损失的主要原因，腐蚀和磨损之间存在明显的交互作用，且在低载荷下交互作用最为明显。

关键词： Q345钢腐蚀磨损阴极保护交互作用人工海水

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非共格金属复合界面原子迁移扩散分子动力学模拟

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复合材料学报 2025年第4期 2327-2337页

作者：陈新毅帅美荣王建梅李海斌史靖邬莹太原科技大学重型机械教育部工程研究中心高端重型机械装备研究院

深入探究不锈钢/碳钢金属界面原子扩散行为以及相变的发生发展规律，对于提升金属间冶金结合质量、实现产品性能调控具有重要意义。本文基于分子动力学材料计算方法，建立COMPASS力场下的不锈钢面心立方(FCC)-Fe和碳钢体心立方(BCC)-Fe... 详细信息

深入探究不锈钢/碳钢金属界面原子扩散行为以及相变的发生发展规律，对于提升金属间冶金结合质量、实现产品性能调控具有重要意义。本文基于分子动力学材料计算方法，建立COMPASS力场下的不锈钢面心立方(FCC)-Fe和碳钢体心立方(BCC)-Fe晶胞模型；在热压缩高温保温和连续压缩两个阶段分别采用等温等体积系综(NVT)和等温等压系综(NPT)，保温温度1423 K，压应力分别为2GPa和4GPa；通过研究界面微观结构、均方位移分布、径向分布函数和界面元素分布模拟非共格金属界面结构演变行为。结果表明，在保温阶段，碳钢侧晶体发生BCC-Fe→FCC-Fe相变，空间群由P1向FM-3M的转变过程为无序长程扩散。在加载200ps弛豫结束时刻，不锈钢与碳钢侧原子相互嵌入，形成统一的面心立方晶体；且随着压力增加，界面结构以最密排的(111)晶面为单位产生大量的滑移和错排，两组元原子能够发生有效的扩散迁移。

关键词：非共格金属界面分子动力学微观结构应变分配元素扩散

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不锈钢复合钢筋近界面微观组织演变及元素扩散动力学

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金属学报 2025年第2期61卷 336-348页

作者：郭星星帅美荣楚志兵李玉贵谢广明太原科技大学重型机械教育部工程研究中心太原030024 太原科技大学机械工程学院太原030024 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室沈阳110819

不锈钢复合钢筋是一种新型复合结构材料,能够满足海洋服役的苛刻性能需求,从而有效解决基础材料产能过剩问题。产品复合界面质量往往取决于界面微观组织和界面化合物分布等,变形参数则是界面质量控制的基础,通过控制压下率可以获得复合... 详细信息

不锈钢复合钢筋是一种新型复合结构材料,能够满足海洋服役的苛刻性能需求,从而有效解决基础材料产能过剩问题。产品复合界面质量往往取决于界面微观组织和界面化合物分布等,变形参数则是界面质量控制的基础,通过控制压下率可以获得复合界面均匀且性能优异的产品。本工作针对不锈钢复合钢筋304/Q235开展高温热压缩实验,研究应变速率1 s-1,压下率20%、40%和60%条件下近界面微观组织演变特征,阐明近界面不锈钢侧微观组织动态形核机制以及晶界迁移过程;基于非稳态条件下单向流动的Fick第二定律,建立复合界面过渡区域元素扩散模型,进一步研究界面微观组织演变和元素扩散行为的相关性。结果表明,变形温度为1000℃时,界面两侧晶粒动态再结晶比例不协调,碳钢侧晶粒发生完全动态再结晶,而不锈钢侧晶粒仅在高压下率工况下受位错机制主导发生较为显著的动态再结晶。变形温度为1100℃时,不锈钢侧的动态再结晶由孪生机制主导控制,Σ3孪晶对再结晶过程起加速作用,界面两侧变形协调性显著提高。进一步研究表明,晶粒细化和位错、孪晶等缺陷的移动对元素扩散行为具有促进作用,界面化合物演变和空洞闭合对界面元素扩散行为也具有明显提升效果。此外,采用Boltzmann-Matano法确定Matano面位置,引入LevenberMarquardt多元非线性参数拟合方法,构建的元素扩散模型能够精确反映复合界面过渡区域的元素浓度,为复合材料金属间冶金结合质量提升、界面性能调控提供理论支撑。

关键词：复合压缩微观组织演变孪晶机制元素扩散动力学

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湿式摩擦副接合过程热力学特性研究

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润滑与密封 2025年第4期50卷 65-72,88页

作者：张毅王其良张兴波王建梅王效岗太原科技大学重型机械教育部工程研究中心山西太原030024

温度对湿式摩擦副接合可靠性和热磨损失效具有重要影响。为研究湿式摩擦副接合过程中的热力学特性,以湿式离合器摩擦副为研究对象,建立承载力模型和摩擦转矩模型,利用Runge-Kutta数值积分法求解不同工况下湿式摩擦副接合特性。基于传热... 详细信息

温度对湿式摩擦副接合可靠性和热磨损失效具有重要影响。为研究湿式摩擦副接合过程中的热力学特性,以湿式离合器摩擦副为研究对象,建立承载力模型和摩擦转矩模型,利用Runge-Kutta数值积分法求解不同工况下湿式摩擦副接合特性。基于传热理论,采用Abaqus分析软件建立湿式摩擦副热机耦合模型,采用直接耦合法分析摩擦副接合过程的温度场和应力场分布规律,研究相对转速、接合压力对对偶钢片热特性的影响。结果表明:摩擦界面温度场沿径向呈梯度分布,在靠外径处出现高温区,对偶钢片在接合开始和结束时刻出现高温热点,应力场分布规律同温度场分布规律一致;摩擦片油槽非接触区域存在强制对流换热,温度低于非油槽区;相对转速、接合压力对湿式摩擦副接合特性影响显著,相对转速越大,接合压力越小,湿式摩擦副接合时间越长,温度随转速的增加而增加,随接合压力的增大略有下降。分析结果为湿式离合器摩擦副热致磨损机制研究提供了参考。

关键词：湿式摩擦副温度场应力场接合特性热机耦合

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薄板连铸连轧用静动压油膜轴承润滑特性分析

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润滑与密封 2025年第4期50卷 98-104页

作者：李炫儒王建梅邵元朝袁彦伟太原科技大学重型机械教育部工程研究中心山西太原030024

静动压油膜轴承是薄板连铸连轧中的重要零件之一,随着轧制技术的提高,轧辊所受的压力和摩擦力越来越大。为探究轧机静动压油膜轴承的承载能力,以薄板连铸连轧机油膜轴承为研究对象,基于计算流体动力学理论,对高偏心率下油膜流体域进行... 详细信息

静动压油膜轴承是薄板连铸连轧中的重要零件之一,随着轧制技术的提高,轧辊所受的压力和摩擦力越来越大。为探究轧机静动压油膜轴承的承载能力,以薄板连铸连轧机油膜轴承为研究对象,基于计算流体动力学理论,对高偏心率下油膜流体域进行数值计算,研究静压油腔形状、布置方式和轴颈转速对油膜压力和承载力的影响。研究结果表明:油腔形状对油膜压力和承载力影响较大,当各油腔形状等效面积相同时,矩形静压油腔的油膜压力和承载力最大,然后依次为圆形和椭圆形静压油腔;油腔的布置方式对油膜压力和承载力影响较大,当油腔位于承载区且不发生偏移时油膜压力和承载力达到最高;在低速重载情况下,转速与油膜压力和承载力呈正相关,但是转速对两者的影响较小。

关键词：静动压油膜轴承润滑特性低速重载高偏心率油膜压力承载力

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风电齿轮箱行星轮滑动轴承润滑管路设计优化

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润滑与密封 2025年第3期50卷 109-117页

作者：李卓学孙义忠王建梅太原科技大学重型机械教育部工程研究中心山西太原030024 南京高速齿轮制造有限公司江苏南京211000

针对风电齿轮箱行星轮系中滑动轴承的应用需求,采用强制润滑的方式对行星轮滑动轴承提供润滑,基于对齿轮箱行星轮系功率损失和供油量的计算结果设计润滑管路系统,利用滑环和空心轴结构实现润滑油输送。通过对所涉及的行星架、销轴内置... 详细信息

针对风电齿轮箱行星轮系中滑动轴承的应用需求,采用强制润滑的方式对行星轮滑动轴承提供润滑,基于对齿轮箱行星轮系功率损失和供油量的计算结果设计润滑管路系统,利用滑环和空心轴结构实现润滑油输送。通过对所涉及的行星架、销轴内置管路进行流体稳态分析,验证了所设计润滑管路的合理性,并优化设计方案。研究表明,在设计行星轮滑动轴承润滑管路时,需根据实际管路流向,合理设计支路管路参数,并结合节流器的设置,实现滑动轴承的均匀润滑。对管路模型的仿真表明,销轴内管路流通路径方向各润滑出口流量呈逐渐减小的趋势;通过节流器的布置和增加润滑油温度可以少量均衡各段润滑管路流量,但上述的减小趋势未能得到有效改善;结合节流器的布置,沿销轴内管路流通方向,改变径向管路直径由小至大、轴向管路直径由大至小,并进行适当调整,可使各出口流量平均偏差程度降低64.8%,明显改善各出口流量情况。

关键词：行星轮系滑动轴承润滑管路风电齿轮箱功率损失

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基于双线性强化与幂强化的多辊矫直工艺计算模型

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工程科学与技术 2025年第03期 310-318页

作者：朱晓宇成子兴王效岗韩培胜太原科技大学重型机械教育部工程研究中心

本文基于理想弹塑性、双线性强化和幂强化材料模型，推导3种材料模型在矫直弯曲过程中的曲率-弯矩关系，并通过曲率积分法构建多辊矫直的求解模型，并以Q690材料的拉伸及矫直实验为例，结合ABAQUS有限元仿真进行验证。结果表明：随着双... 详细信息

本文基于理想弹塑性、双线性强化和幂强化材料模型，推导3种材料模型在矫直弯曲过程中的曲率-弯矩关系，并通过曲率积分法构建多辊矫直的求解模型，并以Q690材料的拉伸及矫直实验为例，结合ABAQUS有限元仿真进行验证。结果表明：随着双线性强化系数η和幂强化系数m的增大，材料的弹复量显著增大，且弹复量与η呈线性关系，而与m呈非线性关系；在相同压下量条件下，双线性强化模型和幂强化模型的实际塑性变形率低于理想弹塑性模型，且随着强化系数的增大，计算误差逐渐增大；幂强化模型的理论计算和单向总矫直力实验结果误差为4.65%，验证了理论模型的准确性。研究结果可为新材料矫直设备的设计和工艺制定提供理论支持。

关键词：辊式矫直材料模型曲率积分 ABAQUS

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改进星鸦优化算法的无刷直流电机控制研究

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微特电机 2025年第1期53卷 53-59页

作者：王博李昕涛王珂石磊常达太原科技大学电子信息工程学院太原030024 重型机械教育部工程研究中心太原030024

针对无刷直流电机双闭环控制系统存在响应速度慢、控制精度低等问题,标准的星鸦优化算法(NOA)收敛速度较慢,研究一种改进星鸦优化算法(INOA)优化PID控制器参数整定策略。利用佳点集初始化种群,丰富星鸦种群多样性;加入随机惯性权重,用... 详细信息

针对无刷直流电机双闭环控制系统存在响应速度慢、控制精度低等问题,标准的星鸦优化算法(NOA)收敛速度较慢,研究一种改进星鸦优化算法(INOA)优化PID控制器参数整定策略。利用佳点集初始化种群,丰富星鸦种群多样性;加入随机惯性权重,用于平衡INOA的探索与开发;运用透镜成像反向学习策略对最优解进行贪婪学习,扩充最优解区间。选取4组基准测试函数对INOA性能进行评估,进一步证明改进算法的有效性和可行性。在空载、突加转速和突加负载3种条件下进行仿真实验,仿真结果表明,相较于传统PID控制与模糊PID控制,采用改进星鸦优化算法的PID调速系统转速响应更快、控制精度更高。

关键词：无刷直流电机星鸦优化算法佳点集随机惯性权重透镜成像反向学习策略转速控制

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碳钢/不锈钢复合板微观组织演变及残余应力分析

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锻压技术 2025年第4期50卷 117-124页

作者：徐惠婷李海斌吕海波帅美荣王强太原科技大学重型机械教育部工程研究中心

采用真空热轧工艺制备Q235碳钢/304不锈钢复合板，第1道次压下率为30%,第2道次压下率分别为0%、10%、20%和25%。计算了基板/复板组织的平均晶粒度、位错密度及残余应力，并讨论了三者之间的关系。结果表明：随着压下率增加，界面铁素体... 详细信息

采用真空热轧工艺制备Q235碳钢/304不锈钢复合板，第1道次压下率为30%,第2道次压下率分别为0%、10%、20%和25%。计算了基板/复板组织的平均晶粒度、位错密度及残余应力，并讨论了三者之间的关系。结果表明：随着压下率增加，界面铁素体区的面积逐渐减小，而界面处基板/复板的几何必要位错密度呈增大趋势。第2道次压下率从0%增加至20%时，基板碳钢平均晶粒度GC增大，塑性变形导致碳钢位错密度由0.49×1014m-2增加至0.80×1014m-2,残余应力由48.77 MPa增加至243.83 MPa;当压下率增大至25%时，GC减小，位错密度降低至0.67×1014m-2,残余应力减小至33.89 MPa。而随着压下率增加，复板不锈钢平均晶粒度GS不断增大，位错密度由0.58×1014m-2增加至1.02×1014m-2,残余应力由45.93 MPa增加至91.86 MPa。研究结果为该类型复合板轧制工艺和组织调控技术提供了理论参考。

关键词：热轧复合板微观组织位错密度残余应力晶粒度

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