高能微脉冲表面强化修复45CrNiMoVA传动轴性能试验研究

针对某大型船用传动轴工作轴颈表面产生腐蚀坑的问题,采用高能微脉冲表面强化修复技术对试验样轴进行修复。通过拉伸试验筛选了焊丝,采用光学显微镜和显微硬度计分析了修复层的显微组织和硬度,研究了扭转条件下修复层与基体的结合强度。结果表明:Ni-818焊丝修复层与基体的结合强度高,抗拉强度为557MPa;修复层显微组织均匀、致密,硬度差异小;当扭矩为200N.m,且表面最大剪应力为438MPa时,修复层和基体之间结合良好。由此得出结论:采用高能微脉冲表面强化修复技术,使用Ni-818焊丝可实现对45CrNiMoVA传动轴的表面强化修复。     

装备内孔零件的堆焊修复与滚压强化工艺研究

阐述了一种修复损伤内孔零件的精密脉冲等离子粉末堆焊+滚压强化复合处理工艺,通过试验对修复层的组织性能进行了观察与测试。结果表明:修复的薄壁内孔零件试样基体变形小,修复层与基体属于冶金结合,修复层和基体过渡区域(包括熔合区和热影响区)较窄,堆焊质量良好;堆焊修复内孔零件试样经车削+滚压强化处理后表面光滑、平整,粗糙度明显降低,且形成了高值残余压应力,这些都有利于改善修复零件的抗疲劳性能。该修理工艺简单可靠、经济实用,可实现损伤内孔零件控型与控性的有效结合,为重载装备的内孔零件修复提供了一种方法。     

自行火炮扭力轴载荷谱的测量及疲劳寿命预测

为预测自行火炮扭力轴寿命，对某型自行火炮在不同工况下进行实车试验，获得了多工况下扭力轴的载荷谱。受力分析表明，表面最大拉应力是扭力轴的破坏应力；提出基于随机响应面对扭力轴寿命进行预测的方法，将低周疲劳寿命表达式中的随机参数表示为标准随机变量，引人随机响应的Hermite多项展开式进行拟合，建立了扭力轴疲劳寿命的显式函数。通过对实测载荷谱进行统计分析，依据寿命表达式可以预测扭力轴疲劳寿命，并给出概率分布。该方法弥补了传统响应面法以一般多项式拟合时不能保证收敛性的缺陷。     

某型车辆扭力轴疲劳断裂失效分析

某型车辆扭力轴在端部附近易发生早期疲劳断裂失效。通过断口分析、金相分析等方法研究了扭力轴的失效机理,并通过有限元建模进行了扭力轴的结构应力分析。结果表明:扭力轴端部存在疲劳断裂危险面,以及次表层蕴含大尺寸夹杂是扭力轴失效的主要原因。     

预压力滚压表面纳米化技术原理及应用

针对装备零部件表面疲劳失效的问题,开发了一种能够在堆焊修复层表面制备纳米晶粒的预压力滚压技术,分析了该技术的设备特点和基本工作原理,利用场发射扫描电镜、高分辨透射电镜和纳米压痕仪对堆焊层表面纳米晶层微观结构及力学性能进行了分析。结果表明:滚压加工后,零件表面形成明显的塑性变形层,其中严重塑性变形层厚度约为15μm;最表层形成了细化均匀的纳米晶层,平均晶粒尺寸约为10 nm;表面硬度提高了3倍。该技术能够有效地细化表面晶粒,达到优化金属零件表面结构的目的。     

喷丸强化对18Cr2Ni4WA渗碳钢性能的影响

采用强力喷丸工艺对渗碳18Cr2Ni4WA钢试样进行了表面喷丸强化处理。利用Nano Test 600纳米测试仪、2903X射线应力仪和TR200表面粗糙度仪，分别测试分析了试样处理前后的显微硬度、残余应力和表面粗糙度，并在JP-52接触疲劳试验机上考察了喷丸强化处理对渗碳18Cr2Ni4WA钢接触疲劳性能的影响。试验结果表明：渗碳试样经强力喷丸后，在0～0．50mm深的表层内形成一个喷丸硬化层，显微硬度提高了约1．1GPa；最大残余压应力由-478 MPa提高到-760 MPa；表面粗糙度由1．255μm降为0．979μm。接触疲劳特征寿命以与中值寿命L50均提高了2倍多，额定寿命L10提高了1倍多。     

用堆焊和激光淬火的方法修复精密齿轮轴

介绍了用传统的堆焊技术与新的激光淬火技术相结合的修复精密齿轮轴的方法．因为堆焊后工件的硬度低（ＨＲＣ２５以下）,因此可用普通滚齿机加工齿形,然后采用激光淬火的方法提高齿面硬度（ＨＲＣ４５以上）．由于激光热处理的热影响区小、热变形小,因此完全可以满足实际工况对齿轮轴的运动精度要求．实践证明,这是一种经济、方便、可靠的修复精密零部件的可行方法．     

履带车辆悬挂系统关键部件疲劳寿命预测技术研究

针对履带车辆悬挂系统关键部件-扭力轴的疲劳寿命预测技术展开研究,首先利用机械系统动力学仿真软件ADAMS建立了悬挂系统多刚体动力学模型, 应用模态集成方法在悬挂多刚体模型中集成扭力轴柔性体,通过添加约束与载荷边界条件,建立悬挂系统刚/柔体耦合模型。通过对典型工况的仿真计算,可以得到扭力轴上每个节点的载荷时间历程与应力时间历程,结合扭力轴的材料特性,并考虑应力集中系数、平均应力修正等各种影响因素,实现悬挂系统扭力轴疲劳寿命的预测。最后将实验结果同仿真结果进行了比较,得到了具有工程意义的结论。     

药芯焊丝耐磨堆焊过程中FB树脂对碳化钨颗粒的热保护作用

为了减轻堆焊过程中碳化钨颗粒的熔化及溶解烧损,采用FB树脂作为热保护剂对铸造碳化钨颗粒进行了表面包覆处理,并对制作的药芯焊丝进行了TIG焊堆焊试验。用金相显微镜、扫描电镜和能谱仪对堆焊层的微观组织和碳化物形貌进行观察分析,结果表明:采用FB树脂保护的碳化钨颗粒在堆焊过程中的熔化及溶解烧损明显降低,堆焊后复合层中保留了大量的碳化钨颗粒,颗粒周围的碳元素含量较高。热绝缘剂的使用与否对基体显微硬度的影响较大,而对堆焊层表面的洛氏硬度影响较小。此外,还通过湿砂橡胶轮磨损台对药芯焊丝进行了磨损实验,结果表明:采用了热保护的堆焊层在磨损试验中能够有效地阻碍砂粒的犁削作用,从而使耐磨性大大增加。     

某型飞机平尾轴疲劳断裂失效分析

采用台架试验装置对某型飞机平尾轴进行了疲劳试验,通过断口的观察分析、断口部位的金相分析、硬度检测、有限元结构应力分析,确定了平尾轴的失效模式,并对其断裂失效原因进行了分析。结果表明：平尾轴的断裂性质为疲劳断裂,裂纹源均起源于大轴简体内壁加工刀痕形成的沟槽处,变截面圆弧造成的结构应力集中和粗糙加工刀痕形成的附加应力集中是造成大轴疲劳断裂的主要原因。关键词：平尾轴;疲劳断裂;失效分析;应力集中     

基于虚拟样机技术的坦克扭力轴疲劳强度分析

采用虚拟样机技术,应用ADAMS软件中的ATV履带车辆工具箱、实体建模软件(SolidWorks)和有限元分析软件(Patran和Nastran),对柔性化的坦克悬挂系统扭力轴在动载荷工况下的疲劳强度进行了分析,找出了扭力轴的薄弱环节。     

氧乙炔火焰喷熔层的多次冲击抗力

本文针对军械零件的服役特点,采用小能量多次重复冲击压缩加载,对七种镍基和铁基合金粉末的氧乙炔火焰喷熔层进行试验研究,其组织、性能和多冲接触疲劳抗力(简称多冲抗力)表明,本文的试验方法可灵敏地反映喷熔层塑性的差异。为使喷熔层获得较高的多冲抗力,文中关于合金粉末的成份、喷熔层的硬度与厚度,以及母材强度优选的结论对工程应用具有指导意义.     

Consequence of reinforced SiC particles and post process artificial ageing on microstructure and mechanical properties of friction stir processed AA7075

Friction stir processing and post process artificial ageing was successfully carried out on AA7075 with and without reinforcement of SiC particles producing defect free processed zone with uniform distribution of filler material. Effect of SiC particle reinforcement and artificial ageing times on the microstructural modifications was characterized using optical and electron microscopy, electron backscattered diffraction and X-Ray diffraction. Hardness, impact and wear tests were carried out to investigate mechanical behaviour before and after processing. Reinforcement of SiC particles during FSP and subsequent age hardening treatment brought about nearly twofold increase in hardness and impact toughness values by the combined effect of grain refinement, Zener pinning, dispersion strengthening and precipitation hardening. Significant improvement in wear resistance in terms of wear loss was also observed after processing compared to the reference material AA7075-T6. Fractured surface of post FSP age hardened AA7075 alloy exhibited features of ductile fracture during Charpy impact test.     

中锰铸钢坦克履带板连接筋的喷丸强化处理

针对新研制的中锰铸钢坦克履带板装车考核中的特点,提出了对连接筋实施喷丸强化处理的预强化方案.分析了喷丸强化层的组织和硬化特性;还通过连接筋的3点弯曲疲劳试验,探讨了喷丸强化对连接筋疲劳裂纹形成的影响.研究认为,对中锰铸钢坦克履带板连接筋进行喷丸强化预处理,是提高其整体使用寿命的重要途径.     

45钢表面激光熔覆Ni35合金涂层的组织及性能

为了修复45钢磨损装备零件,采用激光熔覆工艺在45钢表面制备了Ni35合金涂层。利用扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、X射线衍射仪、显微硬度计和磨损试验机分析了熔覆层的显微组织,测试了涂层的硬度和耐磨性能。结果表明：熔覆层由γ-Ni和Ni3B两相组成;熔覆层中存在平面晶、胞状晶、枝晶等多种形态;Ni35熔覆层的硬度为450HV,熔覆层的耐磨性是基体的2.86倍。     

A case study in bio-inspired engineering design: defense applications of exoskeletal sensors

As part of a bio-inspired design process, the authors examine exoskeletal sensors found in insects and their potential application to armor and hardened buildings. In this way, the outer hardening of a structure or vehicle would not limit the ability of occupants to arrive at an actionable picture of the outer environment. To this end, various sensor modalities employed by insects are compared and contrasted with their current human-engineered equivalents. In several sensing modalities, biosensors perform better, are smaller, and more energy efficient than human-engineered equivalents. They note that biological designs tend to employ non-linear response to signal amplitude and respond with heightened sensitivity over a greater dynamic range of signals than human-engineered sensors. The insect biological sensors have structural and mechanical innovations that preserve the protective capacity of the exoskeleton.