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电机绝缘结构热机械应力分布研究

电机绝缘结构热机械应力分布研究

摘要：为探索电机绝缘结构在高温下的热机械应力分布，本文以有机硅体系绝缘结构为研究对象，测试其在不同温度下的热膨胀系数及弹性模量，分析不同温度下的热应力参数对有机硅绝缘系统热机械应力的影响。结果表明：在温度为-50～200℃内，绝缘结构的热膨胀系数随着温度的升高先增大后减小再增大，其值为0.8×10-5～1.7×10-5 K-1；弹性模量随着温度的升高呈先增大后减小的趋势，其值为0.2×103～3×103 MPa。绝缘结构承受的热机械应力随着热膨胀系数、弹性模量的增加线性增大，绝缘结构的热机械应力随着温度的升高先增大后减小，取决于不同温度下热膨胀系数和弹性模量的大小。通过线棒和电机整机应力测试，验证了测试参数及仿真分析的可行性，仿真值与测试值的偏差在15%以内。仿真分析结果显示：在120℃下，电机绝缘最大热机械应力点位置位于槽口绝缘处，最大值为11.37MPa，灌封后槽口绝缘最大热机械应力值可降低45%左右。
机械 2026年05月19日
表面工程技术在大型水轮发电机组中的应用：进展与挑战

表面工程技术在大型水轮发电机组中的应用：进展与挑战

摘要：大型水轮发电机组是水电站的强劲心脏，是水电能源转换、保障电力系统稳定、提升电能质量的核心装备，其长效稳定运行极大依赖转轮、定/转子、推力轴承等核心部件的性能发挥。然而，水轮发电机组的复杂苛刻服役环境极易对上述部件造成严重的表面损伤，这对整个机组的安全提出了巨大挑战。表面工程技术能显著提升材料的表面综合性能、赋予特定的表面功能特性，是对水轮发电机组关键部件进行表面强化和延寿的重要途径。以水轮发电机组的关键部件表面损伤为导向，从实际需求出发系统性论述了典型表面工程技术在水电行业的应用进展和前景。重点分析了过流部件的表面防腐、定/转子部件的绝缘防晕、转子上方管路的凝露、转轮空蚀、导叶磨蚀、大型部件的缺陷修复、镜板表面研磨、轴瓦乌金修复等水轮发电机组的典型表面失效难题，并从以往的工程实践和先进科研成果2 个方向，总结了通过环氧涂料、石墨烯复合涂料、氧化铝绝缘涂料、超疏水涂料、磁控溅射涂层、物理气相沉积涂层、表面喷涂修复和表面高能改性等表面工程技术解决上述问题的进展和挑战。
机械 2026年05月18日
热障涂层陶瓷层结构研究现状及发展趋势

热障涂层陶瓷层结构研究现状及发展趋势

摘要：热障涂层（TBC）在先进航空航天发动机的热防护方面发挥着至关重要的作用。新一代航空发动机对温度有着更高的要求，这对当前的热障涂层系统的热防护性能和寿命提出了新的挑战。传统的氧化钇稳定氧化锆（YSZ）热障涂层因其自身的局限性，已经无法满足新一代航空发动机的需要。目前，针对热障涂层的研究主要集中于设计新的TBC 架构，在各种不同的设计中，层片状结构、双峰结构、柱状结构、双陶瓷层结构和功能梯度结构已经被证实能够有效提升热障涂层的高温性能和使用寿命。以上述几种不同结构的TBC 为切入点，对目前研究较为成熟的几种新型TBC 架构进行评价。首先，系统介绍了几种陶瓷层结构的微观组织和制备方法；分析了不同陶瓷层结构的优缺点和适用性。进一步揭示了传统热障涂层的失效机理和局限性；详细分析了不同陶瓷层结构对涂层抗烧结性能和抗热震性能的影响。最后对不同的涂层结构提出了性能改进策略，并针对不同的涂层制备工艺及结构优化方向进行了展望，以期提高热障涂层的性能，满足航空发动机、燃气轮机等高精尖领域未来的使用需求。
机械 2026年05月15日
低温冷风微量润滑加工机理和应用研究进展

低温冷风微量润滑加工机理和应用研究进展

摘要：低温冷却和微量润滑是解决传统浇注式润滑中大量使用切削液问题的有效方法，然而，低温冷却和微量润滑有着各自应用的局限性。虽然低温冷风微量润滑是解决以上技术问题的有效方案，但低温冷风微量润滑参数和切削用量与加工性能之间的量化映射关系尚不清晰，限制了低温冷风微量润滑在工业中的推广应用。基于此，针对低温冷风微量润滑的供给系统、加工性能、机理和模型进行了系统分析与综合评价。首先，从作用形式与机理方面分析了低温冷风微量润滑在加工过程中的典型供给方式。其次，从提高换热效率和改善润滑油膜的理化性质方面揭示了低温冷风微量润滑的冷却润滑机理对切削力、刀具磨损和切屑变形等加工性能的影响。进一步地，综述了低温冷风微量润滑在机械加工中对降低切削力、抑制刀具磨损和减小切屑变形的性能作用规律。结果表明：在润滑介质供应流量为50 mL/h、低温空气压力为0.7 MPa 的低温冷风微量润滑条件下磨削Ti-6Al-4V，与单一低温冷却条件相比，法向磨削力降低39%，切向磨削力降低40.9%。最后，分析了润滑条件和加工用量对切削力影响的变化规律，在平衡加工质量、加工效率和经济性的条件下得到了相对优选的磨削Ti-6Al-4V 加工用量和射流供给参数。针对当前低温冷风微量润滑技术面临的挑战，提出了未来发展方向，旨在为工业应用提供理论指导和技术支持。
机械 2026年05月12日
金刚石表面增透技术的研究进展

金刚石表面增透技术的研究进展

摘要：金刚石因其卓越的力学、热学和光学性能，被认为是高功率激光器输出窗口和红外光学窗口等领域的理想材料，然而金刚石较高的表面反射损耗限制了其作为光学材料的应用范围。在金刚石表面镀制增透膜和构造减反射微结构是提高金刚石透过率的2 种有效方法。首先，介绍了2 种金刚石增透方法的基本原理，金刚石表面增透膜方法可以通过调整膜的成分、厚度和结构等，使金刚石表面的反射光相互干涉抵消，达到减反射的效果；减反射微结构通过在金刚石表面形成亚波长微结构，无法分辨入射光，其结构层可等效为折射率渐变的薄膜，可减少折射率突变引起的反射，实现增透。然后，重点综述了近年来金刚石表面增透膜和减反射微结构等技术的研究进展，详细阐述了单层、双层、多层增透膜及减反射微结构对金刚石实际透过率的影响规律，分析了不同增透技术的影响因素，其中增透膜的材料和结构对增透效果的影响较大，微结构的增透效果主要取决于尺寸、周期和占空比。同时，总结了增透膜和微结构的各类制备技术特点，对比了2 种增透技术的优缺点。最后，展望了金刚石表面增透膜和减反射微结构技术的应用前景和未来发展趋势。
机械 2026年05月11日
齿轮胶合研究综述：机理、计算方法及优化策略

齿轮胶合研究综述：机理、计算方法及优化策略

摘要：随着新能源汽车的发展，其减速器中的齿轮常处于高速重载等极端工况，易因润滑不良引发胶合失效，表现为齿面温度急剧上升导致润滑油膜破裂，金属表面粘连并撕裂，严重影响着传动系统的可靠性和使用寿命。综述了现目前有关于齿轮胶合的失效机理，包括闪温理论、弹流润滑理论、PVT 极限理论以及绝热剪切不稳定性理论。通过对比ISO 6336-20/21 与GB/Z 6413.1/2 等标准中的计算方法，揭示了积分温度法与闪温法在复杂工况下的适用性差异，探讨了数值计算方法和机器学习算法在齿轮胶合问题中的应用。总结了影响齿轮胶合的关键因素，包括制造工艺、工作条件、几何参数和润滑条件等。合理设计压力角、模数等宏观参数可改善载荷分布，而微观修形则能优化表面接触状态；极压添加剂和合理的供油方式能有效增强油膜稳定性；表面强化处理和涂层技术则能改善残余应力分布，降低摩擦系数。通过优化齿轮制造工艺、改善齿轮工作和润滑条件、合理设计齿轮几何参数，可有效提高齿轮的抗胶合性能。最后对齿轮胶合的发展趋势进行了展望，未来研究应结合多学科交叉技术，融合先进计算方法与实验手段，提升齿轮胶合预测的精度和适用性。同时应针对现代高性能齿轮在极端工况下的应用需求，优化材料、润滑和制造工艺，开发更具针对性的抗胶合设计策略，为高效可靠的齿轮传动系统提供坚实的技术支撑。
机械 2026年05月08日
植物油基切削液的改性方法与切削性能研究进展

植物油基切削液的改性方法与切削性能研究进展

摘要：植物油基切削液作为一种环境友好型润滑剂，凭借其较强的生物降解性和低毒性，在金属加工领域展现出显著的应用潜力。与传统矿物油基切削液相比，植物油基切削液在绿色制造和可持续加工中的应用具有重要意义。然而，单一植物油基切削液对加工性能的改善程度有限，尤其是在复杂的加工条件下，其性能可能不满足实际需求，且其作用机理研究相对欠缺，难以为清洁切削提供更为精准的理论支持。为了解决上述问题，首先梳理了植物油基切削液（包括分类、分子结构及其物理化学性质）的基础特性，揭示了这些因素如何影响其润滑性、抗氧化性及冷却能力。然后，对多油混合、化学改性、功能添加剂及纳米增强等改性方法进行系统综述。重点针对金属切削中植物油基切削液对切削力、切削温度、表面质量及刀具磨损等方面的影响进行阐述，揭示了热力载荷优化、刀具磨损降低的内在机理。最后，展望了植物油基切削液未来的研究方向，并为其在绿色制造、可持续加工中的广泛应用提供理论支持和技术指导。
机械 2026年05月07日
3D打印技术在液体定向运输方面的应用与挑战

3D打印技术在液体定向运输方面的应用与挑战

摘要：液体定向运输因其在精确药物递送、高效雾气收集及热转换等领域的广阔应用前景，近年来已成为科学研究的重点和热点。在此背景下，3D 打印（增材制造）技术凭借其材料与性能的可定制性及轻量化优势，为仿生液体定向运输功能结构/表面的制备提供了强有力的技术支撑。然而，目前对该方向的研究进展仍缺乏系统综述与深入讨论。本文在介绍液体定向运输所涉及相关模型/理论的基础上，从当前广泛应用的3D 打印技术（材料喷射打印、挤出式打印、粉末熔融打印及光聚合打印）出发，聚焦其在液体定向运输功能结构/表面制造中的应用，并依据制造原理对相关研究进行分类与探讨。最后，对不同3D 打印技术在现阶段应用中存在的问题（如打印精度及分辨率、打印材料、打印效率）进行总结，并对其未来在该领域的制造中所面临的挑战与发展方向进行展望。本文充分体现了3D 打印技术“材料-结构-功能”一体化的制造理念，对推动液体定向运输结构/表面的智能化及高性能制造具有重要的指导意义。
机械 2026年05月06日
工程机械行星架的精密热模锻成形工艺

工程机械行星架的精密热模锻成形工艺

摘要: 针对某类精密热模锻工程机械行星架锻件表面和立柱处易出现折叠、夹伤缺陷的问题, 利用Deform-3D 软件的数值模拟技术分析了其主要成形工序下的坯料温度、金属流向、等效应力和等效应变分布, 结合生产实践发现, 成形立柱时较大的金属流速差和温度差是形成锻件折叠、夹伤缺陷的主要原因。当流入立柱型腔内的金属在汇流时存在较大的流速差, 会导致较大流速与较小流速汇流、带动小流速金属翻转形成折叠缺陷; 当立柱局部温差较大、表面温度过高时会使材料塑性发生变化, 易混入氧化皮、脱模剂等杂质, 导致局部难以融入坯料主体, 在高速成形过程中形成材料分离和汇合现象, 造成立柱表面夹伤。可通过优化模具结构控制金属流向、调整工艺参数控制锻造速度和坯料尺寸来有效避免或抑制成形缺陷的产生, 从而解决精密热模锻件出现的折叠、夹伤缺陷的问题。生产试制结果表明, 经过优化的成形工艺有效提高了产品合格率, 并满足成形质量要求。
机械 2026年05月06日
超塑成形压机热系统关键技术

超塑成形压机热系统关键技术

摘要：超塑成形压机广泛用于航空航天制造领域, 伴随航空技术高速发展, 对超塑成形结构件和工艺也提出了更高的要求。传统超塑成形压机存在平台热位移无补偿、炉温匀性差、气液耦合手动控制精度低和换模效率低等问题。针对上述问题, 采用线性膨胀方法补偿平台热位移; 采用新型保温炉门结构与独立控制的分区加热方式, 提升炉温均匀性; 采用气液耦合自动控制方式, 提高超塑成形的效率和精度; 设计适用高温下自动换模装置, 实现高温模具的自动更换。研究结果表明: 所提出的分区独立加热控制策略, 使炉温均匀性≤±5 ℃, 有效提升了超塑成形过程的稳定性和成形质量; 所提出的气液耦合自动控制方式, 使液压力跟随误差≤±20 kN。
机械 2026年04月30日