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活络轮胎模具传热模拟与实验研究 被引量：7
1
作者 石鹏 杜平 +7 位作者 孙日文 于翠香 赵阳 张伟 刘志兰 李茂源 张云 周华民 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期96-102,共7页
本文采用Dittus-Boelter公式建立了活络轮胎模具换热系数模型,该模型能有效考虑轮胎模具升温时壁面的温升过程,采用该换热系数模型作为对流边界条件进行轮胎模具温度场模拟分析。设计测温实验,将得到的测温数据与模拟数据作对比。结果表... 本文采用Dittus-Boelter公式建立了活络轮胎模具换热系数模型,该模型能有效考虑轮胎模具升温时壁面的温升过程,采用该换热系数模型作为对流边界条件进行轮胎模具温度场模拟分析。设计测温实验,将得到的测温数据与模拟数据作对比。结果表明:与常用恒定温度边界相比,采用对流边界能有效提高模拟精度,与实验测温结果最大误差从20℃降低至5℃。结果对于轮胎模具优化设计具有指导意义。 展开更多
关键词 轮胎模具 传热模拟 对流边界 温度场
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切削参数对子午线轮胎模具侧板切削比能及表面粗糙度的影响研究 被引量：2
2
作者 张杰翔 张伟 +3 位作者 李志永 闫方清 刘俨后 赵玉刚 《机床与液压》 北大核心 2021年第14期36-40,70,共6页
以子午线轮胎模具侧板为研究对象进行铣削试验,着重研究主轴转速、每齿进给量、切削深度对轮胎模具侧板切削比能、材料去除率和表面粗糙度的影响规律。分析试验结果可知:切削比能随着切削参数的增大而减小,说明适当增大切削参数可以提... 以子午线轮胎模具侧板为研究对象进行铣削试验,着重研究主轴转速、每齿进给量、切削深度对轮胎模具侧板切削比能、材料去除率和表面粗糙度的影响规律。分析试验结果可知:切削比能随着切削参数的增大而减小,说明适当增大切削参数可以提高切削效率并节约能量;表面粗糙度随主轴转速增大呈先增大后减小的趋势,随切削深度和每齿进给量的增加而增大。结果表明:提高主轴转速既有利于降低切削比能(节能)也有利于改善表面粗糙度,增大每齿进给量和切削深度会降低切削比能但会恶化表面质量。因此,为同时达到高效节能和良好表面质量的要求,应尽量提高主轴转速。 展开更多
关键词 铣削加工 切削比能 表面粗糙度 切削参数 材料去除率
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基于并联GABP与NSGA-Ⅱ的微铣削子午线轮胎模具侧板工艺参数优化 被引量：2
3
作者 张杰翔 李志永 +3 位作者 张伟 刘俨后 宋山 李越 《制造技术与机床》 北大核心 2021年第7期104-110,共7页
针对微铣削子午线轮胎模具侧板过程中存在刀具磨损严重和能量消耗高的问题,提出了一种基于并联GABP神经网络和NSGA-Ⅱ的多目标工艺参数优化方法。对传统多目标GABP预测模型进行了改进,以试验数据为样本建立了切削三要素为输入,刀具磨损... 针对微铣削子午线轮胎模具侧板过程中存在刀具磨损严重和能量消耗高的问题,提出了一种基于并联GABP神经网络和NSGA-Ⅱ的多目标工艺参数优化方法。对传统多目标GABP预测模型进行了改进,以试验数据为样本建立了切削三要素为输入,刀具磨损面积与切削比能为输出的并联GABP神经网络预测模型,刀具磨损面积预测误差降低了40.82%。以最小刀具磨损面积、最小切削比能为优化目标,利用NSGA-Ⅱ遗传算法对切削参数进行多目标优化,获得了20组pateto解。最终在兼顾刀具磨损面积和切削比能的情况下,通过对原始试验数据和pareto解集进行灰色关联分析获得了最优切削参数组合:n=19185.423 r/min,f z=0.038 mm/z,a p=0.517 mm,实现了工艺参数优化。 展开更多
关键词 微铣削 刀具磨损面积 切削比能 并联GABP预测模型 NSGA-Ⅱ 灰色关联分析
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橡胶模具表面FEP涂层防粘耐久性影响因素及机理 被引量：1
4
作者 张秀丽 刘志兰 +3 位作者 徐秀芳 王旭 吴永玲 吴棣本 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期126-136,共11页
防粘性失效是橡胶模具表面涂层的主要失效形式之一,但影响涂层防粘耐久性的因素和机理尚不清晰。为了提高橡胶模具表面常用氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)涂层的使用寿命,通过橡胶硫化试验并利用SEM和EDS测试,分析试样表面微观形貌和元素成分... 防粘性失效是橡胶模具表面涂层的主要失效形式之一,但影响涂层防粘耐久性的因素和机理尚不清晰。为了提高橡胶模具表面常用氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)涂层的使用寿命,通过橡胶硫化试验并利用SEM和EDS测试,分析试样表面微观形貌和元素成分随硫化试验次数的变化,研究溶剂体系、涂层厚度和烧结工艺对橡胶模具表面FEP涂层防粘耐久性的影响规律,分析各因素对涂层使用寿命的影响机理。通过XPS测试胶垢成分发现胶垢主要包含Zn、S、C、O四种元素,模具使用初期ZnS是胶垢的主要成分,随硫化次数增加,ZnS层上产生有机沉积。硫化试验300次后,45钢试样、双层水性FEP涂层和单层溶剂型FEP涂层试样表面Zn元素质量含量分别为40.6%、0.45%和1.13%,FEP涂层表面胶垢出现在涂层表面缺陷处。由于双层水性FEP涂层更容易控制表面FEP树脂成膜厚度和质量,其较单层溶剂型FEP涂层具有更好的防粘耐久性。涂层面层厚度和成膜质量是影响双层水性FEP涂层防粘耐久性的关键因素;在300次硫化试验范围内,烧结工艺对涂层的防粘耐久性影响不大。采用橡胶硫化试验和表面分析的方法研究橡胶模具表面涂层的防粘耐久性,探究溶剂体系、涂层厚度和烧结工艺等因素的影响,研究结果可为橡胶模具表面处理提供理论依据。 展开更多
关键词 涂层 氟树脂 防粘 耐久性 橡胶模具
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溶胶凝胶法制备橡胶模具表面涂层及其防粘性能
5
作者 张秀丽 冯如康 +3 位作者 吴永玲 刘志兰 吴棣本 郑宏宇 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第16期229-239,共11页
目的针对目前45钢橡胶模具易粘污、寿命低,而氟树脂涂层模具成本高等问题,基于溶胶凝胶法制备防粘涂层,研究涂层的防粘性能和耐久性。方法以硅溶胶、甲基三乙氧基硅烷(MTES)、氟硅烷为主要原料,采用空气喷涂法在45钢模具试样表面制备溶... 目的针对目前45钢橡胶模具易粘污、寿命低,而氟树脂涂层模具成本高等问题,基于溶胶凝胶法制备防粘涂层,研究涂层的防粘性能和耐久性。方法以硅溶胶、甲基三乙氧基硅烷(MTES)、氟硅烷为主要原料,采用空气喷涂法在45钢模具试样表面制备溶胶凝胶涂层、氟硅烷改性溶胶凝胶涂层和氟硅烷表面处理涂层,通过硫化脱模试验,并利用扫描电子显微镜和能谱仪观察分析试样表面微观形貌和元素组成随硫化试验次数的变化,研究涂层对橡胶的防粘性和耐久性,探究橡胶在涂层表面的黏附过程。结果溶胶凝胶涂层由O、Si、C、Ti 4种元素组成,成膜性好,硫化脱模力约为20 N,与PTFE涂层相近,并具有较好的防橡胶粘污性能,相较45钢模具可多硫化约300次,模具连续使用寿命提高2~3倍。氟硅烷改性溶胶凝胶涂层增加了F元素,但其与基底结合力降低;而氟硅烷表面处理虽能降低表面能,减小脱模力,但在橡胶硫化过程中容易被粘掉,污染制品。橡胶污染物在模具表面的黏附积累与橡胶的流动有关。在橡胶流动较小的区域,橡胶污染物微观形貌呈现纹理状;而在流动区域,橡胶污染物初期为片状,随硫化次数增加逐渐增厚,随后沿流动方向产生裂纹,发展为块状。结论溶胶凝胶涂层具有较好的防粘性和耐久性,同时环境友好,成膜温度低、成本低、易清洗,在橡胶模具上具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 溶胶凝胶法 涂层 橡胶模具 防粘性 耐久性
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AC7A铝合金表面硬质氧化膜制备及性能研究 被引量：2
6
作者 张伟 魏修亭 +3 位作者 刘志兰 单既强 孙日文 李志永 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2017年第10期12-15,共4页
阳极氧化是提高铝镁合金表面硬度的一种有效方法。在AC7A铝合金表面制备硬质阳极氧化膜,研究了阳极氧化时间、电流密度、工作液温度以及阳极氧化溶液中硫酸浓度等工艺参数对氧化膜显微硬度及耐蚀性的影响,并对工艺参数进行了优化。结果... 阳极氧化是提高铝镁合金表面硬度的一种有效方法。在AC7A铝合金表面制备硬质阳极氧化膜,研究了阳极氧化时间、电流密度、工作液温度以及阳极氧化溶液中硫酸浓度等工艺参数对氧化膜显微硬度及耐蚀性的影响,并对工艺参数进行了优化。结果表明,优化后的工艺参数θ为-6℃,氧化t为50 min,Ja为1~6 A/dm^2,240 g/L硫酸,硬质阳极氧化膜硬度可达480 HV,有效强化了轮胎模具花纹块配合表面的硬度,提高了其使用寿命,可以达到工件硬质阳极氧化膜硬度的要求,且氧化膜颜色深而均匀。最佳工艺参数下制备的氧化膜在240 h盐雾试验中,耐中性盐雾腐蚀性能明显提高。 展开更多
关键词 AC7A铝合金 阳极氧化膜 硬度 盐雾试验
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基于GABP神经网络的微铣削多目标预测与优化研究 被引量：5
7
作者 张杰翔 孙日文 +3 位作者 李志永 王文广 刘俨后 宋山 《机床与液压》 北大核心 2021年第21期109-113,共5页
针对子午线轮胎模具侧板加工过程中存在加工能耗高、表面质量差的问题,以45号钢子午线轮胎模具侧板为研究对象进行微铣削试验,着重研究主轴转速、每齿进给量、切削深度3个切削参数对切削比能和表面粗糙度的影响。通过试验数据样本训练... 针对子午线轮胎模具侧板加工过程中存在加工能耗高、表面质量差的问题,以45号钢子午线轮胎模具侧板为研究对象进行微铣削试验,着重研究主轴转速、每齿进给量、切削深度3个切削参数对切削比能和表面粗糙度的影响。通过试验数据样本训练和检测基于遗传算法改进的多目标BP神经网络,实现不同切削参数组合下切削比能和表面粗糙度的多目标预测;利用NSGA-Ⅱ对切削参数进行多目标优化,获得了20组Pateto解。预测和优化结果表明:提高主轴转速既有利于降低切削比能又有利于改善表面粗糙度,而增大每齿进给量和切削深度会降低切削比能但会增大表面粗糙度;切削比能和表面粗糙度相互抑制,不能同时改善。在兼顾切削比能和表面粗糙度的情况下,较优参数为主轴转速19370~20000 r/min、每齿进给量0.055~0.06 mm/齿、切削深度0.4~0.456 mm。 展开更多
关键词 微铣削 切削比能 表面粗糙度 多目标优化 改进BP神经网络 NSGA-Ⅱ
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铜基自润滑材料及其摩擦学性能研究 被引量：6
8
作者 杜平 张伟 +3 位作者 刘志兰 林丽 张向军 周鹏飞 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期210-217,共8页
目的对比研究铜基石墨复合材料耐磨层(SY-01)以及铜基聚四氟乙烯复合材料耐磨层(SY-02)的各种性能,以期选择最佳耐磨板材料。方法利用扫描电镜及配套的能谱分析仪分析两种耐磨层的微观结构及化学成分,利用压汞法测试耐磨层的孔隙分布以... 目的对比研究铜基石墨复合材料耐磨层(SY-01)以及铜基聚四氟乙烯复合材料耐磨层(SY-02)的各种性能,以期选择最佳耐磨板材料。方法利用扫描电镜及配套的能谱分析仪分析两种耐磨层的微观结构及化学成分,利用压汞法测试耐磨层的孔隙分布以及孔隙率值,并分析两种耐磨层的显微硬度及抗冲击性能。此外,还采用SRV-4高温摩擦磨损试验机测试两种耐磨层的摩擦学性能。结果 SY-01试样耐磨层的孔隙率为28.04%,SY-02试样耐磨层的孔隙率为7.43%。SY-01耐磨层的显微硬度分布比较均匀,平均硬度为52.75HV0.5;SY-02耐磨层不同位置的显微硬度值相差较大,共混区的硬度在32HV0.5左右。相同摩擦工况下,SY-01试样磨痕深度为3.50μm,SY-02试样磨痕深度为11.0μm,约为SY-01试样磨痕深度的3倍。结论 SY-01耐磨层的显微硬度、抗冲击性能以及摩擦学性能均优于SY-02耐磨层。SY-01耐磨层的摩擦磨损机制表现为磨粒磨损和粘着磨损,SY-02耐磨层的摩擦磨损机制主要为磨粒磨损。 展开更多
关键词 铜基自润滑材料 石墨 聚四氟乙烯 组织结构 力学性能 摩擦学性能
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38CrMoAl/QT600-3摩擦副摩擦磨损行为研究 被引量：1
9
作者 孙日文 赵泽翔 +4 位作者 刘志兰 张伟 高龙飞 赵阳 赵伟 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期254-262,共9页
目的研究实际工况下氮化处理的38CrMoAl/QT600-3摩擦副的磨损机理,为提高摩擦副的服役寿命提供指导。方法模拟实际工况,采用往复式摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验,结合显微维氏硬度计、金相显微镜、XRD分析摩擦副氮化处理后的硬度和组... 目的研究实际工况下氮化处理的38CrMoAl/QT600-3摩擦副的磨损机理,为提高摩擦副的服役寿命提供指导。方法模拟实际工况,采用往复式摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验,结合显微维氏硬度计、金相显微镜、XRD分析摩擦副氮化处理后的硬度和组织,借助LSCM、SEM分析其磨损形貌,使用EDS分析其磨损表面化学成分。结果氮化处理后,38CrMoAl白亮层厚度为26μm,主要由ε相、γ′相组成,表面硬度平均为1112.8HV0.3,扩散层主要是α相,硬度呈梯度下降,即使白亮层磨损,扩散层依然具有较高的硬度;QT600-3白亮层厚度为16μm,主要由ε相、γ′相和石墨组成,表面硬度平均为960.4HV0.3,扩散层由α相和石墨组成,白亮层磨损后,扩散层硬度急剧下降,接近基体硬度。本试验条件下,38CrMoAl/QT600-3摩擦副磨损过程分3个阶段,即38CrMoAl白亮层对磨QT600-3白亮层、38CrMoAl白亮层对磨QT600-3扩散层、38CrMoAl扩散层对磨QT600-3扩散层,前2个阶段摩擦因数曲线稳定,摩擦因数介于0.5~0.6之间,磨损机理主要以磨粒磨损和疲劳磨损为主,其中第2阶段发生了氧化磨损,第3个阶段以黏着磨损和氧化磨损为主,此阶段摩擦副出现严重的擦伤、胶合,导致摩擦因数曲线噪音较大。结论提高白亮层的硬度、韧性以及厚度,可以增加摩擦副的服役寿命。 展开更多
关键词 38CrMoAl/QT600-3 氮化 磨损机理 白亮层 扩散层 硬度 韧性
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