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研发单位:杭州电子科技大学  发布时间:2016-06-01 12:01:01   更新时间:2016-06-01 12:01:01

成果简介: 根据国内外统计,导致工程结构和机械零部件失效的原因80%以上是由于疲劳破坏引起的。特别在近几十年来,随着机械装备向着高温、高速和重载方向的发展,导致疲劳破坏或者系统失稳的问题越来越突出,因此,结构疲劳可靠性以及系统稳定性研究日益引起了工程界地高度重视。 本研究成果正是基于上述原因开展的。成果的第一部分是机械装备及车辆系统的随机响应和疲劳寿命预测。为了进行动力构件的疲劳寿命估算和可靠性分析,首先要解决的问题是如何确定在随机载荷作用下构件薄弱环节的应力响应谱,然后再在疲劳损伤理论和抗疲劳设计的有关理论基础上建立动载构件的疲劳寿命和可靠性估算方法。但是如何获得随机应力应变谱,一种经典的方法是实测法,国内应首推铁道部四方车辆研究所。实测法的优点是数据可靠、精确度高。但是应用起来不仅测试周期长,成本高,而且测试结果还完全依赖于相应动力系统的具体结构和动力性能参数等因素,缺乏对不同结构的通用性,尤其要进行新产品的虚拟设计就更为困难。本成果作者利用随机振动理论、抗疲劳设计原理和数字仿真计算的知识,在建立了车辆系统复杂受力分析模型和数学模型的基础上,建立了一般意义上的应力功率谱计算方法,并籍此思想推导出了所有计算公式和方程,为借助计算机仿真技术进行应力谱计算和构件疲劳寿命预测做了有创意的研究工作。并以客车车轴和转向架构架为例进行了构件不同可靠度下的寿命预测。本成果提出的仿真计算理论和方法不仅对既有车辆系统的应力谱计算和寿命预估是有效的,而且尤其对新型车辆结构的随机疲劳寿命估算和抗疲劳虚拟设计更具理论研究意义和工程应用价值。本成果提出的方法与实测法形成互相补充。 成果的第二部分是机械系统混沌运动的稳定性及其控制。研究了运动稳定性、分岔类型以及通向混沌的途径,讨论了混沌抑制的基本思想、实现原理及数值仿真方法。并分别用闭环反馈周期脉冲方法、自适应方法、时间延迟反馈控制等方法进行了数值仿真计算。对如何进行混沌控制做了很有创意的探讨。最后建立了具有普适意义的碰撞动静法和分析法方程,该方法尤其对解决复杂物体系的碰撞问题是很有裨益的,是对经典碰撞力学的补充。 本成果已发表论文20余篇,其中被SCI 收录8篇,EI收录10篇次,由科学出版社出版学术专著一部。
 

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研发单位:解放军装甲兵工程学院  发布时间:2016-04-19 14:20:51   更新时间:2016-04-19 14:20:51

成果简介: 本项目属于材料失效与保护技术领域。 摩擦磨损是能源消耗、材料损耗和设备损坏的重要原因,而润滑是减缓摩擦磨损的重要技术手段。固体润滑不仅是解决不便使用油脂润滑的食品机械、真空机组等特殊装备润滑问题的有效方法,更是破解极端温度、高比负荷等苛刻工况下润滑难题的不二选择。为探索固体润滑的基础科学问题,本项目在如下方面进行了创新研究: 1)全面阐述了摩擦磨损的基本原理。项目组利用系统工程的思想,通过梳理影响材料摩擦磨损行为的各种错综复杂的因素,将焊合、擦伤、剥落、熔化、塑性变形和表面断裂等10余种磨损现象归纳为粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损等6种磨损机制。研究了各种磨损机制的基本原理、物理模型和影响因素。这些研究使快速查明材料磨损失效原因,有的放矢地采取防护措施变得有章可循、有据可查。 2)深入发展了固体润滑基础理论。深入研究了各类固体润滑材料的晶体结构、理化特性和润滑机理。深刻揭示了固体润滑膜层发挥作用的共性机制,如避免新鲜金属表面直接接触的“隔离封阻”效应,增加实际接触面积、降低表面粗糙度的“削峰填谷”效应,在对偶面形成润滑薄膜的“黏附转移”效应。 3)系统开展了无机自润滑膜层的制备和摩擦学行为研究。综合应用磁控溅射、热喷涂、表面纳米化、溶胶—凝胶等多种表面技术,形成了可以将任何厚度的固体润滑膜层制备到任何摩擦表面上的能力。深刻揭示了无机固体润滑膜层的摩擦学行为和性能演变机理。 本项目自1984年以来持续研究近三十年,取得了重要的基础研究成果,主要学术观点和学术成果获得国内外同行的广泛认可。共发表学术论文300余篇,其中SCI论文151篇,EI论文139篇;出版学术著作6部。SCI论文他人引用1099次,全部论著总他人引用6138次。项目负责人获得摩擦学领域的国家杰出青年科学基金资助;团队主要成员获得国际热处理与表面工程联合会、中国机械工程学会摩擦学分会的“最高学术成就奖”;项目支持的3位研究生获得省市优秀博/硕士学位论文。
 

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研发单位:北京交通大学  发布时间:2016-04-19 14:20:51   更新时间:2016-04-19 14:20:51

成果简介: 超精界面间流体的运动对现代机械的精度、寿命、可靠性等具有决定性作用,为适应环保和成本等方面的要求,以水为基础液的润滑剂得到广泛应用,其纳米级的流动规律和润滑机理则为目前研究的空白。本项目的主要创新性工作在于: 1) 针对纳米级有序润滑膜的智能润滑机理,建立了纳米级薄膜润滑的模式化和量化研究模型。在考虑介质分子运动的动量和角动量守衡条件下,利用具有微结构的连续体力学,模拟了薄膜润滑性能,得到了液体分子有序性与成膜性能和润滑特性间的变化规律,丰富了润滑理论。 2) 将薄膜润滑理论与化学机械抛光(CMP)中流体的流动联系起来,模拟了纳米颗粒的行为。固体粒子将提高抛光液的等效黏度及承载能力,抛光效果依赖于固体粒子尺寸。用Darcy模型表征了多孔性抛光垫中流体的运动特性,揭示了提高材料去除率的原因在于:小孔径尺寸和较厚的孔质层有较大的承载能力。研究了CMP温度场分布和相应的材料去除机理,并从理论上解释了CMP过程中负压的产生原因。 3) 针对水基润滑液润滑性能较差的缺点,在水中加入了几种聚氧乙烯基醚(醇乙氧基化产物),分别对水基润滑液的流变特性、成膜特性、减摩抗磨特性以及抗磨极压特性进行了系统的研究。研究质量浓度、载荷、转速和表面粗糙度对其减摩抗磨性能的影响;分析了试样磨痕的表面形貌,并结合XPS分析出磨痕表面生成物的成分做了机理分析。 4) 分析了两微小平面在分离过程不同表面亲水/疏水性能、初始液面高度、分离距离等对弯月面形状和弯月面力的影响。制备了硅基底超疏水表面,探究了粗糙度和固体表面自由能对润湿性能的协同影响,并分析了接触角随粗糙结构尺寸的变化规律。基于Gibbs最小能量法则,揭示了水滴在亲水织构化表面发生润湿状态转变的机理。 本项目始自2004年,项目组已在Science in China, Journal of Tribology-transactions of the SAME, Tribology International, Chinese Science Bulletin, Advanced Science Letters., Key Engineering Materials 和《物理学报》、《机械工程学报》、《摩擦学学报》等国际、国内重要的学术期刊上发表了近40余篇论文,其中SCI/EI/ISTP检索的论文30余篇,专著2部。论文SCI他引30次以上。其中“Micro crack of aluminium sheet during cold rolling”(World Journal of mechanics.2011, 1:169-175) 经Google Scholar检索,发表的一年半的下载达1570余次。
 

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研发单位:武汉理工大学  发布时间:2016-04-19 14:20:51   更新时间:2016-04-19 14:20:51

成果简介: 项目来自国家自然基金《腺汗式高温自润滑技术及其理论研究,项目编号:50275110》和《高温润滑胞体结构形态及其功能控制机理研究,项目编号:50775168》及教育部博士点专项基金项目《高温发汗润滑胞体的多胞结构稳定性研究,项目编号:20070497105》。 (1)项目开发出的高温自润滑材料:工作温度达800℃,摩擦系数为0.226~0.277,磨损率(2.6~3.5)×10-15m3/Nm;材料抗压强度达1150MPa。 (2)项目成果开发出的高温自密封球面轴承,使用温度达650℃,在超高温燃烧阀中的间歇摆动次数已超过10万次,在炼铁热风炉已连续运行了6年,实现了热风炉轴承的免维护功能。 (3)项目成果开发出的汽轮机高温自润滑研磨板系列产品,其使用温度达500℃;已取代了进口。 本项目取得了如下主要创新性成果: (1)基于人体汗腺结构及其发汗原理,构建了仿生胞体微孔材料结构形态及其数学模型,并采用二次造孔法制备出具有内贯通有序微孔的金属基陶瓷体,从理论和试验两方面创新出新的高温自补偿润滑材料结构体系及其实现技术。 (2)创新出在汗腺式仿生胞体微孔中复合内梯度润滑层的制备技术,制备出Cu-Sn-Pb-Ag系软金属复合润滑体和BN-C-硅油复合润滑胶体。该创新点在解决高温重载工况下的耐磨性与润滑性相互制约之矛盾的同时,创新出高温自补偿润滑所需的润滑元素供体。 (1)开发出的高温自润滑轴承已成功地应用在我国炼铁厂的热风炉技术改造中,解决了冶炼热风炉的高温燃烧阀技术关键,实现了热风炉6年免维护的技术效果;对我国冶炼设备技术提升具有重要意义。 (2)开发出的高温自润滑研磨板,已成功地应用在我国自主设计的高效燃汽轮机中,取代了进口;解决了我国自主开发燃汽轮机的高温自润滑合金零件的配套问题,取得了良好的社会效益。 (3)项目成果开发出的高温自润滑材料已开发出系列产品;取得了良好的经济和社会效益。项目成果推广应用范围:为极端高温工况下设备的自润滑轴承或摩擦副零件提供技术及其产品。 条件和前景:目前项目技术已成熟,其成功地应用在高温设备中;随着机械向高速发展,高速产生的高温摩擦副零件需求量将日益增加,目前,项目已开展了高速发动机轴承的推广应用研究,具有巨大的潜在市场。无
 

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研发单位:华南理工大学  发布时间:2016-04-19 14:20:51   更新时间:2016-04-19 14:20:51

成果简介: 本课题在2项国家自然科学基金项目、1项广东省自然科学基金项目、1项博士后基金、1项国家重点实验室开放基金的资助下取得。本成果提出的界面摩擦振子模型可以较好地从原子层面上解释摩擦产生的原因和大小。由于界面接触势垒不均匀,因此当物体做相对滑动时,接触势垒将发生变化,这一变化在微观尺度上会引起能量的改变,即表面接触势垒转化成界面原子的动能,由于振子的动能在势垒快速下降区不能有序转换成势能,而是通过剧烈的震荡引起声子的发射,从而引起了摩擦,造成了能量耗散。研究由宏观到微观、定性到定量、静态到动态、单一到多学科,结合微观结构和性能建立了摩擦分析的基本理论和方法,得到了界面摩擦力(摩擦系数)的数学描述,对科学界和工程界了解摩擦的起因和控制、利用摩擦具有重要的意义。本成果的创造性有: (1)提出界面摩擦模型并验证:在他人独立振子(IO)模型的基础上,提出了复合振子模型和耦合振子模型,通过分析界面振子在滑动过程中的能量积累和耗散过程,成功推导出界面摩擦系数的理论计算公式。 (2)该成果引入界面接触势垒分析界面摩擦:基于摩擦必将引起能量耗散的原理,通过在界面摩擦系统中引入界面接触势垒和界面接触刚度系数来描述其微观接触状态变化,探讨了无磨损界面摩擦功在界面上的分布及耗散规律。 (3)利用量子力学声子模型计算能量耗散与温升:引入量子力学的摩擦声子能量耗散模型,分析了界面振子在粘着阶段的界面温升和滑动阶段的声子激发能量耗散。研究表明:界面势能大小是影响界面温升的最主要因素,而高温导致的粘着通常发生在高速重载场合。通过一系列研究工作,出版专著2部,在本专业著名学术期刊发表研究论文20篇,SCI收录5篇、EI收录11篇。SCI论文引用19次,其中他引11次;中文数据库检索,他人引用24篇次,其中有影响因子达37的AdvancesinPhysics,以及国内知名学者的引用。研究结果达到国内先进水平。
 

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研发单位:哈尔滨工业大学  发布时间:2016-04-19 14:20:51   更新时间:2016-04-19 14:20:51

成果简介: 项目将摩擦磨损的宏观现象与其组织结构的微观变化有机联系,以动态金属学的观点研究磨损的微观机制,从而揭示了金属材料的磨损本质;基于此,又将纳米材料技术用于新型耐磨材料和耐磨表面层的研发,取得了一系列国际领先的创新成果。 如高碳钢干滑动摩擦磨损机制的揭示、轻微向严重磨损机制转化所对应的磨损率界限的确定、不同显微组织间的耐磨性差异与摩擦磨损时显微组织的变化进程和其能量消耗密切相关观点的提出、摩擦表面温度场模型的建立等都为国际摩擦学领域所公认;而在摩擦磨损过程中能够形成非晶态组织的直接证据解决了国际上几十年悬而未决的难题、摩擦磨损过程中微小球形磨损颗粒形成机理的直接证据则结束了摩擦学界长达十几年的争论;研究揭示了不同金属表面改性层在不同磨损条件下的磨损机制,尤其是揭示了纳米陶瓷涂层强韧耐磨的基本机理;建立了硬质涂层磨损寿命预测的关系式。 研发了耐磨寿命优异和磨削加工效率高的纳米改性Cr-Mo-Cu合金、高韧耐磨的纳米改性铬系合金铸铁及纳米改性等温淬火球墨铸铁;纳米改性提高了WC-Co硬质合金的强度、硬度、断裂韧性,延长了产品的寿命;将纳米SiC颗粒加入氧化铝-氧化锆基纳米陶瓷涂层,显著地改善了涂层的抗冲蚀磨损性能;用热喷涂实现了纳米和亚微米结构硫化物自润滑涂层的制备;还制备了纳米改性的耐磨电镀层、电泳沉积层、激光重熔层和合金堆焊层。这些耐磨材料和涂层在实际应用中也获得好评。 与本项目相关的论文约100篇,包括SCI论文39篇。SCI引用330多次。并已获批十几项国内外发明专利。在国际摩擦学界著名刊物《Wear》发表的系列文章,首次将宏观的摩擦学行为与钢中显微组织的动态变化有机地联系起来,为耐磨材料的选择和设计提供了指导。
 

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研发单位:西安科技大学  发布时间:2016-04-19 14:20:51   更新时间:2016-04-19 14:20:51

成果简介: 近几十年来,我国在大型旋转机械设备的设计、制造和监测领域的发展取得了巨大的成就,但依然不能忽视的是,我国自行研发的大型转子—轴承系统在减振降噪方面还相对落后。例如我国国产发电机组等效可用系数仅为76%,机组安全运行率仅为68%。究其原因,由于制造或安装不合理而造成转轴不同心的情况占了相当大一部分比重。目前,我国在飞机发动机、压缩机以及超超临界火力机组等大型旋转机械的研发、监测方面均落后于发达国家。在平行轴齿轮传动的转子系统中,我国自行设计和制造的某DH型压缩机组在工作中曾出现过严重的振动现象,严重影响了化工、石油等行业的生产,造成了重大的经济损失。许多实践证明,系统在设计和制造中一旦被嵌入了某些“先天性的缺陷”,那么机组在实际的运行过程中,这些“缺陷”就会以不同的方式表现出来,而且很难弥补。随着科学技术的不断进步和日益增长的国防和工业建设需求,转子系统日趋大型、高速、重载,而转子与定子之间的间隙却在相对缩小,有时甚至出现静动部件的碰摩,由此产生的各种振动也就变得更加严重,这就要求转子系统的动力学设计更为精确合理,而传统的分析方法由于忽略了某些较为重要的系统信息越来越暴露出其不足之处,例如在传统的动力学设计中通常忽略转子系统中存在的一些非常重要的约束以及各种振动之间的运动耦合关系等,而这些约束在某些情况下有可能会极大地改变系统的动力学特性。惨痛的教训和严峻的现实迫使人们对多转子系统所产生振动的机理和现象进行深入的研究,因此探讨具有约束的转子系统动力学问题对提高系统故障诊断的准确性、系统动力学设计和实现振动的主动控制等具有极其重要的理论和工程意义。 主要研究具有完整约束的复杂多转子—轴承耦合系统非线性动力学问题,对该类转子的动力学设计、安装以及运行中的故障诊断和在线监测具有重要的理论和实际意义。其研究特色主要表现在以下几个方面: 1、两个转子之间约束关系的引入,这一约束反映了相邻转子间的位移协调关系。正是由于在系统中嵌入了这一约束,使得系统的运动方程变得极其复杂。平行不对中约束和交角不对中约束在数学上分别表现为定常和非定常完整约束形式,在嵌入了这些约束后使得多转子—轴承系统变成了具有强非线性特征的非自治系统。 2、在分析具有约束的不对中转子系统的动力学问题中,由于所涉及的系统是多跨转子且同时考虑转子的轴段刚度,自由度数目成倍增加,因此涉及到高维非线性动力系统的复杂运动和控制,因此问题极具难度和挑战性。 3、将理论研究成果应用到某国产机组的动力学分析中。在工程实际中存在转子刚度非对称和非圆截面的转子—轴承系统,如发电机转子系统。这样在转子系统中将广义位移约束引入后,必将使系统的弹性项进一步耦合,从而进一步深化非线性转子系统的动力学认识。 本成果结合陕西省自然科学计划资助项目《圆锥齿轮—转子—轴承系统的纵弯扭耦合振动》和陕西省教育厅专项基金项目《非线性油膜力作用下不对中转子系统非线性动力学研究》,对具有完整约束的多转子系统的动力学问题进行了深入的研究,取得了一定的理论成果,其中在国际刊物《IMechE, Part C, Journal of Mechanical Engineering Science》、《Mathematical Problems in Engineering》、《振动工程学报》、《中国电机工程学报》上发表了十余篇学术论文,其中2篇被SCI收录, 7篇被EI收录。到目前为止在本项目的研究方向上,据不完全统计申请人的论文被国内外同行(他引)引用近百次。 本研究虽然属于理论研究,但是有着广泛的应用前景,本项目的理论研究成果可以直接地应用到多转子耦合系统的动力学设计中。 本研究中有关齿轮联轴器耦合的转子系统动力学研究内容于2008年获西安科技大学科学技术奖一等奖。 本研究中有关不对中约束的多转子系统动力学研究内容于2012年获西安科技大学科学技术奖二等奖。
 

来源: 国家科技成果网(www.tech110.net)技术服务专线:18977114078

研发单位:厦门大学2  发布时间:2016-04-12 16:07:19   更新时间:2016-04-12 16:07:19

成果简介:

ZL200910112896.1

一种多晶硅提纯装置及提纯方法,涉及一种多晶硅。提供一种成本较低、效率较高的多晶硅提纯装置与提纯方法。装置设一、二次熔炼坩埚、一次造渣后盛渣坩埚和二次保温抬包。将硅与渣混匀放入一次熔炼坩埚中,将渣放入二次熔炼坩埚中加热至渣融化;一次熔炼坩埚中的物料融化后搅拌棒预热;反应后升起搅拌棒,加BaCO3;分层后将一次熔炼坩埚向右翻转浇铸,待绝大部分硅液流入二次熔炼坩埚直至开始有渣液流入后停止浇铸,向左翻转浇铸,将二次熔炼坩埚内的渣液倒入一次造渣后盛渣坩埚中凝固;搅拌棒预热,反应后升起搅拌棒,加BaCO3,分层后将二次熔炼坩埚向右翻转浇铸,将熔体全部倒入保温抬包中静置分层凝固;取出硅后粉磨酸洗,定向凝固。

 

来源: 国家科技成果网(www.tech110.net)技术服务专线:18977114078

研发单位:厦门大学2  发布时间:2016-04-12 16:06:53   更新时间:2016-04-12 16:06:53

成果简介:

ZL200910112762.X

一种高场核磁共振波谱仪1H/19F通道前置放大器,涉及一种核磁共振波谱仪前置放大器。提供一种结构简洁、噪声系数低、带内增益平坦度高、放大线性范围大、射频开关收发切换速度快、截止隔离度高、工作状态检测功能准确灵敏、稳定性好的高场核磁共振波谱仪1H/19F通道前置放大器。设有射频开关电路、射频开关控制电路、前端匹配电路、放大前端保护电路、放大电路、输出匹配网络、工作状态检测电路和直流偏置电路。可满足现代高场核磁共振波谱仪1H/19F通道信号检测放大的高性能要求,且调整电路中电容电感等基本元件的值,实现不同的工作频率带宽,满足具体共振频率高场谱仪的需要。

 

来源: 国家科技成果网(www.tech110.net)技术服务专线:18977114078

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