动力电池材料—结构—性能跨尺度关联效应研究 被引量：1

1

作者 张志 张艳岗 +3 位作者 曹美文 陈建军 杨志强 郭巨寿 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期120-129,共10页

动力电池是新能源汽车的核心部件,其电化学性能和热性能是决定新能源汽车能否规模化推广应用的关键,然而宏观尺度下的电化学性能和热性能既受到微观尺度下的电极材料特性的影响,又受到介观尺度下的电池结构参数的影响。为了揭示电池材... 动力电池是新能源汽车的核心部件,其电化学性能和热性能是决定新能源汽车能否规模化推广应用的关键,然而宏观尺度下的电化学性能和热性能既受到微观尺度下的电极材料特性的影响,又受到介观尺度下的电池结构参数的影响。为了揭示电池材料参数、电极结构参数和电池工作参数对动力电池性能的影响机理,以18650型镍钴锰三元动力电池锂为研究对象,通过构建电池电化学-热耦合模型,分别探究了上述各参数对动力电池电化学性能和热性能的影响规律,综合分析了电池材料—结构—性能跨尺度关联效应。研究结果表明:电池材料参数、电极结构参数、电池工作参数对动力电池性能的影响具有跨尺度强相关的特征。单一尺度下的动力电池设计及性能优化并不能得到最优结果,开展材料—结构—性能跨尺度设计及优化是动力电池安全性能和动力性能提升的根本途径。 展开更多

关键词 动力电池 电化学-热耦合模型 跨尺度关联 电化学性能 热性能

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基于整场离散的气缸盖热流固多物理场耦合状态数值模拟 被引量：4

2

作者 张艳岗 毛虎平 +2 位作者 苏铁熊 王军 尹国华 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期563-568,共6页

针对柴油机气缸盖工作状态数值模拟的复杂性及高耗时性,提出一种基于整场离散的高温燃气(热)、冷却液(流)、机械负荷(固)之间多物理场耦合分析方法.首先分析了热-流-固耦合的基本原理及关键问题,构建了气缸盖流固耦合传热的物理模型及... 针对柴油机气缸盖工作状态数值模拟的复杂性及高耗时性,提出一种基于整场离散的高温燃气(热)、冷却液(流)、机械负荷(固)之间多物理场耦合分析方法.首先分析了热-流-固耦合的基本原理及关键问题,构建了气缸盖流固耦合传热的物理模型及有限元模型,采用整场离散法对气缸盖流固传热状态进行了耦合求解,得到了气缸盖的温度场,并在此基础上进一步与机械负荷产生的应力场进行耦合求解,得到多场共同作用下气缸盖的温度场及应力场,并分析了产生原因,实现了柴油机气缸盖热-流-固多物理场的耦合状态分析.结果表明:文中研究通过对流固耦合传热区域建立控制方程,使得传热交界面成了求解区域的内部,简化了热-流-固边界区域之间的反复迭代,相比于传统的分区计算-边界耦合法,提高了计算效率. 展开更多

关键词 柴油机 气缸盖 整场离散 热流固耦合 数值分析

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高功率密度柴油机连杆小头衬套孔结构优化设计 被引量：7

3

作者 张利敏 王延荣 +3 位作者 赵志强 卫军朝 杨平 闫新力 《车用发动机》 北大核心 2014年第2期15-18,共4页

以某高功率密度柴油机连杆小头衬套为研究对象,提出针对衬套锥度孔结构参数的优化设计方法,借助DOE试验设计方法研究了衬套锥度孔结构对活塞销与衬套接触面压应力的影响规律,进而优化得到最优结构参数区间。有限元分析表明,优化的锥度... 以某高功率密度柴油机连杆小头衬套为研究对象,提出针对衬套锥度孔结构参数的优化设计方法,借助DOE试验设计方法研究了衬套锥度孔结构对活塞销与衬套接触面压应力的影响规律,进而优化得到最优结构参数区间。有限元分析表明,优化的锥度孔结构与传统衬套结构相比边缘载荷降低近40%。 展开更多

关键词 柴油机 连杆 衬套 锥度孔 优化设计

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SiC高温氧化行为及Al基复合材料界面研究 被引量：4

4

作者 郭永春 曹畅 +2 位作者 李建平 胥涛 董淑萍 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2016年第8期131-134,138,共5页

将SiC颗粒在空气中进行850~1100℃高温氧化增重试验。研究了氧化时间、氧化温度对SiC颗粒表面氧化行为和氧化层结构的影响。采用烧结温度500℃压力30MPa保压时间30min的热压烧结工艺,制备出体积分数为20%的SiCP/Al复合材料。研究了SiC... 将SiC颗粒在空气中进行850~1100℃高温氧化增重试验。研究了氧化时间、氧化温度对SiC颗粒表面氧化行为和氧化层结构的影响。采用烧结温度500℃压力30MPa保压时间30min的热压烧结工艺,制备出体积分数为20%的SiCP/Al复合材料。研究了SiC氧化过程对SiCP/Al复合材料界面的影响。结果表明SiC在850℃以上,随氧化时间延长或温度升高,氧化层从非晶态向晶态转变。1100℃氧化4h后,SiO2氧化层厚度为252nm。本文优化的正四面体模型计算厚度约190nm,传统球形模型计算厚度约110nm。氧化层中SiO2主要为高温型方石英晶型;SiC颗粒氧化后与Al基体形成了SiC/SiO2和Al2O3/Al复合界面组织。 展开更多

关键词 SIC 高温氧化 氧化层 界面

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直喷汽油机外开式喷油器的喷雾雾化特性研究 被引量：2

5

作者 董全 范立云 +4 位作者 包东明 杨闻昊 刘友 宋恩哲 马修真 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期23-31,共9页

采用时间分割法对相位多普勒粒子分析仪(phase doppler particle analyzer,PDPA)测量得到的外开式喷油器的喷雾场粒子特征信息进行分析研究。研究结果表明:背压变化对于喷雾场内的粒子速度及直径特征具有明显影响。1.1MPa高背压条件下,... 采用时间分割法对相位多普勒粒子分析仪(phase doppler particle analyzer,PDPA)测量得到的外开式喷油器的喷雾场粒子特征信息进行分析研究。研究结果表明:背压变化对于喷雾场内的粒子速度及直径特征具有明显影响。1.1MPa高背压条件下,无论是喷雾前端还是尾部,粒子平均速度的最大值不超过20m/s。背压增加使空气掺混质量流率也随之增加,空气作用的加强使粒子的直径分布范围扩大,粒径的标准差增加。在1.1MPa高背压条件下,喷油结束后(T阶段)粒子速度变为零,粒子算数平均直径(arithmetic meandiameter,AMD)和索特平均直径(sauter mean diameter,SMD)分别稳定在20μm和40μm左右。喷射压力增加能够促进油滴粒子的进一步细化,而轴针座锥角变大虽然对于粒子速度无明显影响,但使F、C、R三阶段的粒子SMD明显减小。 展开更多

关键词 内燃机 直喷汽油机 相位多普勒粒子分析仪 圆锥状喷雾 时间分割法 粒子平均直径

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柴油机电控单体泵油道孔磨粒流加工数值模拟及挤磨压力优选 被引量：4

6

作者 张艳岗 董家广 +2 位作者 苏铁熊 张雪冬 郭巨寿 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2017年第4期91-96,共6页

针对某柴油机电控单体泵泵体油道孔的孔径小、精度高导致的加工难题,在深入分析精密孔磨粒流加工机理的基础上,通过构建油道孔磨粒流挤磨加工的仿真模型,分析了磨粒流加工过程中油道孔内流体磨料的运动状态,并进一步对比分析了不同挤磨... 针对某柴油机电控单体泵泵体油道孔的孔径小、精度高导致的加工难题,在深入分析精密孔磨粒流加工机理的基础上,通过构建油道孔磨粒流挤磨加工的仿真模型,分析了磨粒流加工过程中油道孔内流体磨料的运动状态,并进一步对比分析了不同挤磨压力(5.1、5.7和6.9MPa)下油道内的压力、速度和湍动能的变化及其对加工效果的影响。结果表明:采用6.9MPa的挤磨压力时,流体磨料对交叉圆角及油道孔内壁面的加工效果最好,加工的效率和表面均匀性均达到最佳。该研究成果可为下一步泵体油道的磨粒流加工试验验证提供理论指导。 展开更多

关键词 电控单体泵 油道孔 磨粒流加工 数值模拟 挤磨压力

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精密孔珩磨加工仿真分析及工艺参数优选 被引量：5

7

作者 张艳岗 郭巨寿 +2 位作者 张雪冬 苏铁熊 董家广 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2017年第2期142-145,共4页

针对目前珩磨加工领域面临的试验成本高、工艺参数优选困难的问题,提出一种精密孔珩磨加工仿真分析方法。首先分析了珩磨加工机理及仿真分析的力学基础,以某单体泵泵体柱塞孔为研究对象,构建了珩磨加工有限元模型,利用珩磨加工过程的有... 针对目前珩磨加工领域面临的试验成本高、工艺参数优选困难的问题,提出一种精密孔珩磨加工仿真分析方法。首先分析了珩磨加工机理及仿真分析的力学基础,以某单体泵泵体柱塞孔为研究对象,构建了珩磨加工有限元模型,利用珩磨加工过程的有限元仿真分析对珩磨过程交叉网纹的形成以及珩磨尺寸精度提取的后处理方法进行了研究;最后结合具体研究对象进行了五种不同工艺方案的仿真分析对比,优选了工艺参数。文中研究成果可为精密孔珩磨加工技术提供理论指导。 展开更多

关键词 精密孔 珩磨 有限元 工艺参数优选

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基于统计和分形理论的气缸套磨损表面形貌表征 被引量：4

8

作者 刘烨 王永彬 +5 位作者 王红丽 陈晓飞 陈波 韩琦 闫新力 杨志玲 《车用发动机》 北大核心 2013年第2期89-92,共4页

以镀铬气缸套—PVD活塞摩擦磨损试验的原始试样、磨合试样和贫油试样为研究对象,通过三维共聚焦激光扫描显微镜测取试样止点位置处微凸体高度值,运用统计理论的微凸体高度分布的概率密度函数和自相关函数分析磨损前后气缸套的表面形貌... 以镀铬气缸套—PVD活塞摩擦磨损试验的原始试样、磨合试样和贫油试样为研究对象,通过三维共聚焦激光扫描显微镜测取试样止点位置处微凸体高度值,运用统计理论的微凸体高度分布的概率密度函数和自相关函数分析磨损前后气缸套的表面形貌。结果表明,磨合试样的概率密度函数分布集中,表面规整,而在贫油试样中,微凸体高度分布的分散性增强,自相关函数随机分量从原始试样到磨合期开始逐渐增多;采用多重分形谱测算谱宽度,定量表征气缸套磨损表面的形貌特征和表面的高度均一性,计算表明气缸套磨损表面具有明显的分形特征,表面越粗糙,分形谱宽度值越大。 展开更多

关键词 气缸套 磨损 表面形貌 统计 分形谱

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增压器压气机叶轮在高原环境下的失效分析与改进 被引量：3

9

作者 张继忠 武爱军 +4 位作者 胡力峰 王林起 裴伟 闫瑞乾 庄丽 《车用发动机》 北大核心 2017年第1期14-20,共7页

针对高原环境下增压器超速引起的压气机叶片断裂的问题,介绍了故障定位、故障分析、故障再现以及改进等处理全过程。从增压器工作载荷谱入手,分析了叶轮的应力分布、叶片模态变化,确定了叶片不同部位的失效模式。从降低转速、提高叶片... 针对高原环境下增压器超速引起的压气机叶片断裂的问题,介绍了故障定位、故障分析、故障再现以及改进等处理全过程。从增压器工作载荷谱入手,分析了叶轮的应力分布、叶片模态变化,确定了叶片不同部位的失效模式。从降低转速、提高叶片固有频率和提高出口处叶片的抗疲劳强度三方面优化了压气机叶轮,通过故障再现的对比性试验、性能对比试验等验证,结果表明,改进后的增压器最高许用转速提高10%,满足了发动机变海拔的使用要求。 展开更多

关键词 压气机 叶轮 高原环境 失效分析

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柴油机连杆疲劳强度评价研究 被引量：5

10

作者 吴波 魏志明 +4 位作者 王红丽 张效天 郭海滨 贾永前 桑丹 《车用发动机》 北大核心 2014年第2期6-10,共5页

结合某V型柴油机连杆的疲劳强度测试试验,对连杆在装配工况以及拉、压工况下各关键位置的应力分布进行了有限元仿真分析,研究了采用不同应力分量进行连杆疲劳强度评价的适用性和准确性,在此基础上给出了该连杆疲劳寿命预估结果,并分析... 结合某V型柴油机连杆的疲劳强度测试试验,对连杆在装配工况以及拉、压工况下各关键位置的应力分布进行了有限元仿真分析,研究了采用不同应力分量进行连杆疲劳强度评价的适用性和准确性,在此基础上给出了该连杆疲劳寿命预估结果,并分析了造成寿命预估结果和试验测试结果差异性的主要影响因素,以确定一种工程上适用的连杆疲劳强度快速评价方法。 展开更多

关键词 柴油机 连杆 有限元 疲劳强度 寿命预测

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机体初始变形对气缸套失圆仿真的影响 被引量：2

11

作者 李民 石魁 +4 位作者 刘建新 杜慧勇 王站成 马维让 朱瑞武 《车用发动机》 北大核心 2014年第5期17-20,共4页

采用试验和有限元计算的方法研究了气缸套径向失圆变形,测量了机体上环带和缸套内孔的初始变形,建立了机体、缸盖、气缸垫、气缸套和螺栓等有限元模型,用仿真软件计算了施加螺栓预紧力后缸套和机体所承受的载荷分布,用Matlab软件绘制了... 采用试验和有限元计算的方法研究了气缸套径向失圆变形,测量了机体上环带和缸套内孔的初始变形,建立了机体、缸盖、气缸垫、气缸套和螺栓等有限元模型,用仿真软件计算了施加螺栓预紧力后缸套和机体所承受的载荷分布,用Matlab软件绘制了实测和软件仿真得出的缸套内表面变形的三维云图,研究了机体初始变形对气缸套径向变形计算的影响。结果表明:机体上环带初始变形对气缸套失圆影响显著,有限元建模时必须考虑机体上环带初始变形。 展开更多

关键词 气缸套 机体 初始变形 失圆 仿真

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新型两级离心压气机设计及内部流场分析 被引量：2

12

作者 王晓春 葛炜 +5 位作者 卞尔保 杨磊 吴新涛 徐思友 郭然 桑丹 《车用发动机》 北大核心 2013年第5期33-38,共6页

针对一款新型两级离心压气机,利用Concepts NREC软件完成了其一维设计,采用NUMECA软件进行了三维数值仿真,并将仿真结果与试验结果进行了对比分析,模拟压比与试验压比最大误差在3%以内,流量最大误差在5%以内。阐述了两级离心压气机在不... 针对一款新型两级离心压气机,利用Concepts NREC软件完成了其一维设计,采用NUMECA软件进行了三维数值仿真,并将仿真结果与试验结果进行了对比分析,模拟压比与试验压比最大误差在3%以内,流量最大误差在5%以内。阐述了两级离心压气机在不同转速下失速、高效、堵塞3个工况点的内部流场情况,给出了压气机进一步优化的方向。 展开更多

关键词 两级离心压气机 失速 堵塞 流场分析 仿真

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国外发动机试验测试技术最新进展 被引量：2

13

作者 张冬梅 张树勇 +7 位作者 裴伟 张晖 张然治 安宏伟 王东跃 闫新力 桑茜 杨平 《车用发动机》 北大核心 2013年第3期1-4,9,共5页

从国外现今对发动机试验测试技术的理解、试验测试技术发展现状两方面介绍了国外发动机试验测试技术的最新进展。明确阐述了国外对仿真试验与实物试验之间关系的看法,对当今国内热衷发展发动机仿真试验的趋势提出了警醒。通过对国外著... 从国外现今对发动机试验测试技术的理解、试验测试技术发展现状两方面介绍了国外发动机试验测试技术的最新进展。明确阐述了国外对仿真试验与实物试验之间关系的看法,对当今国内热衷发展发动机仿真试验的趋势提出了警醒。通过对国外著名发动机公司试验测试技术发展现状进行分析,从整体和局部两个角度,对近几年发动机试验测试技术领域出现的新技术、新变化和新发展进行了归纳总结。 展开更多

关键词 发动机 测试技术 信息化 自动化

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异型深孔内腔曲面加工装置的分析与研究 被引量：4

14

作者 张保平 关世玺 +2 位作者 郑福祥 郭巨寿 张雪冬 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2016年第1期118-121,共4页

为了解决现代深孔加工技术领域中具有复杂内腔曲面的异型深孔零件难以加工的问题,以连铸结晶器内腔曲面为例,针对复杂内腔曲面的加工工艺进行了深入研究,并创新设计与研制开发了一套用于异型深孔内腔曲面机械加工的装置。利用ANSYS Work... 为了解决现代深孔加工技术领域中具有复杂内腔曲面的异型深孔零件难以加工的问题,以连铸结晶器内腔曲面为例,针对复杂内腔曲面的加工工艺进行了深入研究,并创新设计与研制开发了一套用于异型深孔内腔曲面机械加工的装置。利用ANSYS Workbench对装置进行了振动特性分析,得到了其固有频率和关键件的变形频响函数曲线,保证装置在远离可能发生共振区域的频率内稳定运行。该装置弥补了国内外在异型深孔加工领域中的不足,具有推广应用价值。 展开更多

关键词 异型深孔 内腔曲面 加工工艺

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多功能电控柴油机故障诊断仪研制 被引量：1

15

作者 焦玉琴 任恒 +8 位作者 孟长江 褚全红 张春 闫云艳 靳范萍 张炜 宋兵 闫新力 桑茜 《车用发动机》 北大核心 2013年第1期75-79,共5页

介绍了一种基于高速、高性能单片机C8051F040的电控柴油机ECU故障诊断仪的软硬设计及其功能,该故障诊断仪通过RS232,CAN,USB多总线实现与ECU和计算机之间的数据交换,采用大容量数据存储、液晶显示、Flash编程等多项关键技术,集参数设置... 介绍了一种基于高速、高性能单片机C8051F040的电控柴油机ECU故障诊断仪的软硬设计及其功能,该故障诊断仪通过RS232,CAN,USB多总线实现与ECU和计算机之间的数据交换,采用大容量数据存储、液晶显示、Flash编程等多项关键技术,集参数设置、数据存储、信息多模式显示与通信等功能于一体,性能稳定、成本低,可用于多种数字化电控柴油机故障诊断。 展开更多

关键词 电控柴油机 故障诊断仪 产品研制

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多拐曲轴镦挤成形过程轴向流动模拟分析与试验验证 被引量：1

16

作者 胡丰泽 郭巨寿 +3 位作者 袁宇亭 曹燕 林军 康凤 《精密成形工程》 2017年第6期175-181,共7页

目的解决多拐曲轴镦挤复合成形过程中,轴向流动导致尺寸精度低的问题。方法从坯料加热、成形过程、成形后冷却等全流程模拟出发,以建立镦挤成形装置运动学、成形过程热力学、曲轴材料本构模型、几何模型等为基础,建立有限元模型,分析产... 目的解决多拐曲轴镦挤复合成形过程中,轴向流动导致尺寸精度低的问题。方法从坯料加热、成形过程、成形后冷却等全流程模拟出发,以建立镦挤成形装置运动学、成形过程热力学、曲轴材料本构模型、几何模型等为基础,建立有限元模型,分析产生轴向偏差的原因。结果有限元模拟分析表明,坯料体积、飞边厚度是镦挤成形过程产生轴向流动的关键性因素,可以通过优化台阶轴毛坯几何形状,控制轴向异常流动。结论试验表明,多拐曲轴的轴向流动得到有效控制,单拐轴向长度偏差控制在±1 mm,成品率提高至90%以上。 展开更多

关键词 多拐曲轴 镦挤成形 数值模拟 轴向流动

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柴油机关键件精密成形工艺研究 被引量：1

17

作者 王东军 郭巨寿 +3 位作者 张雪冬 于霞 王斌 康凤 《精密成形工程》 2015年第4期84-87,共4页

目的提高柴油发动机关键件泵体铸改锻后的综合机械性能,采用精密成形技术来实现泵体的组织和性能的一致性控制。方法首先通过工艺分析,设计了锻件的形状及其分模方式,建立了锻件的三维实体模型;再根据其工艺方式,设计了模具结构及工艺路... 目的提高柴油发动机关键件泵体铸改锻后的综合机械性能,采用精密成形技术来实现泵体的组织和性能的一致性控制。方法首先通过工艺分析,设计了锻件的形状及其分模方式,建立了锻件的三维实体模型;再根据其工艺方式,设计了模具结构及工艺路线,并对预制坯形状进行了设计。结果经过工艺试制,泵体锻件充型饱满,缺陷得到克服,尺寸精度达到了技术要求,泵体的流线连续,晶粒度达8级,经铸改锻后性能得到了大幅提升。结论通过工艺实验,分析了成形中缺陷产生的原因和控制方法,优化了预制坯设计以及成形关键工艺参数,为确定最终精密成形工艺提供了依据。 展开更多

关键词 柴油机 关键件 铸改锻 性能 优化

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Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr镁合金压缩过程的动态再结晶

18

作者 齐红娜 张治民 +2 位作者 于建民 尹雪雁 郁湘 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期83-87,共5页

为研究Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金热压缩过程中的动态再结晶规律,在变形温度为350~500℃、应变速率为0.001~1.000 s-1条件下,采用Gleeble3500对合金进行压缩实验,通过XRD和金相显微镜对变形后的合金组织进行分析。结果表明:合金经过均匀... 为研究Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金热压缩过程中的动态再结晶规律,在变形温度为350~500℃、应变速率为0.001~1.000 s-1条件下,采用Gleeble3500对合金进行压缩实验,通过XRD和金相显微镜对变形后的合金组织进行分析。结果表明:合金经过均匀化,主要相组成为Mg基体以及析出相W相(Mg3Y2Zn3)、I相(Mg3YZn6)和长程有序相(Mg12YZn),且变形过程中长程有序相保留下来;Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金热压缩曲线为典型的动态再结晶型,且峰值应力随应变速率的降低和温度的升高而减小;随着应变速率的增加和温度的升高,动态再结晶由晶界扩展到晶内,且组织成分达到均匀。 展开更多

关键词 热压缩 XRD 应力-应变曲线 动态再结晶

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柴油机喷射系统泵体精密挤压工艺

19

作者 李京 郭巨寿 +3 位作者 康凤 尹国华 张雪冬 于霞 《精密成形工程》 2016年第6期60-63,共4页

目的为了提高燃油喷射系统泵体的综合性能和制造效率,采用精密挤压来实现变量泵泵体的高效绿色制造。方法通过工艺设计,初步确定了锻件形状、分模形式和模具结构,采用有限元法对泵体精密挤压工艺进行仿真分析,研究了挤压成形时金属在型... 目的为了提高燃油喷射系统泵体的综合性能和制造效率,采用精密挤压来实现变量泵泵体的高效绿色制造。方法通过工艺设计,初步确定了锻件形状、分模形式和模具结构,采用有限元法对泵体精密挤压工艺进行仿真分析,研究了挤压成形时金属在型腔的流动规律,模具结构对挤压时的影响,以及锻件边角的充型情况。结果通过模拟仿真,对设计的挤压工艺进行了理论验证,坯料流动主要以充填法兰和外侧飞边的方向为主,外六角根部、法兰底部均充填完全,最终多余的金属流向模具间隙,没有出现紊流和涡流的现象。结论通过最终的工艺试制试验,验证了设计的工艺方案,精密挤压的变量泵泵体充型饱满,法兰顶部及根部六角形均充型完全,经机加工后成品尺寸稳定,满足产品的技术要求。 展开更多

关键词 发动机 泵体 精密挤压 工艺

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热喷涂热障涂层孔隙与涂层性能关系研究进展 被引量：16

20

作者 贾涵 高培虎 +3 位作者 郭永春 杨忠 王建东 李全平 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期151-160,共10页

孔隙在热障涂层中较为常见,孔隙对热障涂层的性能有利有弊。对热障涂层陶瓷层中孔隙的形成机理进行了综合分析,总结了热障涂层孔隙结构的调控方法,讨论了孔隙结构特征对热障涂层隔热性能和力学性能的影响。孔隙结构的引入将引起力学性... 孔隙在热障涂层中较为常见,孔隙对热障涂层的性能有利有弊。对热障涂层陶瓷层中孔隙的形成机理进行了综合分析,总结了热障涂层孔隙结构的调控方法,讨论了孔隙结构特征对热障涂层隔热性能和力学性能的影响。孔隙结构的引入将引起力学性能的下降,同时降低热障涂层的热导率,提高隔热效果。孔隙结构特征参数包括孔隙形状、孔隙间距、孔隙倾斜角、孔隙高宽比等,其中孔隙的倾斜角和高宽比对涂层导热性能的影响尤为重要,是孔隙结构的关键特征参数。通过原始粉末孔隙结构的保留、造孔剂(有机造孔剂、无机造孔剂)的搭配造孔、制备工艺(临界等离子喷涂参数、粒子扁平率等)的调节以及后续的孔隙处理,可实现热障涂层孔隙结构的调控。在实际应用过程中应同时兼顾力学性能和隔热性能,最重要的是保证热障涂层的有效寿命,需要综合考虑力学性能与导热性能的匹配。通过热障涂层孔隙结构特征的设计及分布控制,可实现孔隙结构高性能、高可靠性热障涂层的制备。 展开更多

关键词 热障涂层 孔隙 力学性能 热导率 隔热性能 调控

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