机械工程研究生论文

机械工程研究生论文

　　随着经济发展速度的不断提升,我国的科学技术产业发展速度也十分客观,在机械工程行业内容发展成果也十分明显。下文是学习啦小编为大家搜集整理的机械工程研究生论文的内容，欢迎大家阅读参考!

　　机械工程研究生论文篇1

　　谈水力机械抗汽蚀表面防护技术的应用现状及展望

　　0 引言

　　水力机械设备是构成水电站的主要装置，可以将水力能源转化为电力能源。水力机械能否良好地运行不仅直接与水电站的运行状况相联系，还关系到整个电力系统运行状态的稳定性和运营效益。相关调研发现，国内目前运营中的水电站，半数以上都存在水力机械的过流部件尤其是转轮的磨损和汽蚀的问题。汽蚀破坏缩短了检修周期，使检修工作量增加了，既对电力生产产生了严重的影响又造成了大量的人力、物力、财力的浪费。因此，提高水力机械的运行可靠性，延长其使用寿命，是当前亟待解决的问题。

　　1 材料的汽蚀机理

　　水力机械的金属材料出现磨损和汽蚀现象时，其损伤程度因其材料性能和运行环境而异。根据有关实验研究表明，涂层材料和整体材料在抗汽蚀机理方面存在着较大的差异性;不同整体材料也有不同的抗汽蚀机理。对于金属材料来说，其金属屈服极限加大，汽蚀凹坑的平均深度会变浅。屈服极限高的金属材料，冲击脉冲能量主要消耗于弹性变形;屈服极限低的金属材料，冲击脉冲能量主要消耗于塑性变形。随着金属屈服强度的变化，汽蚀凹坑数也呈现出同样的变化趋势。

　　对相关研究成果进行分析，发现：整体材料的汽蚀过程可以在大体上分成四个步骤，即孕育、升高、稳定及衰退阶段。对于热喷涂层来说，其涂层结构多孔、呈层状、粒子会发生氧化作用。氧化物和孔隙对于裂纹的产生和扩展会起到促进作用，如果热喷涂层的层次与层次之间没有足够的结合强度，裂纹就会一层一层逐步扩展直至脱落，最终导致材料报废，造成一部分经济损失。

　　2 表面涂层防护技术在水力机械中的应用

　　2.1 高速火焰喷涂防护技术

　　高速火焰喷涂可以制成高质量的涂层，采用这种工艺方法对水力机械进行抗汽蚀表面防护是近几年发展起来的。高速火焰喷涂而成的涂层具有接近铸态组织、材料氧化少、孔隙率低、基体结合强度比较高的优点。高速火焰喷涂工艺能够使机械设备的热变形控制在较小的范围内，汽蚀率也比较低，也不会影响到基体材料的结构组织。建材市场中有一种金属陶瓷应用十分广泛，其涂层主要由高速火焰喷涂制作而成。目前这种涂层也广泛应用在水力机械的抗汽蚀防护中，对水力机械起到了非常好的保护作用。

　　2.2 电镀涂层防护技术

　　稀土铬合金是电镀涂层的主要应用成分。电镀涂层在应用到水电站的水力机械中后，使其工作寿命比之前延长了2倍。电镀涂层在常温下即可加工，涂层表面光滑，硬度达到了HV1000，不存在变形的问题。所以，电镀涂层拥有良好的抗磨蚀性和抗汽蚀性。抗汽蚀电镀涂层也有一定的缺点，就是镀层比较薄，即使经过14-16个小时的电镀，其厚度仍旧在0.025-0.035厘米左右。电镀涂层在泥沙含量和水流量比较大的地方的使用性能仍旧不理想。

　　2.3 热处理和渗氮和渗铝

　　相关研究发现，将水力机械进行热处理，即低温淬火和低温回火之后，可以提高其抗磨损能力。另外，水力机械进行渗氮和渗铝处理之后，其部件的抗汽蚀性可以翻倍提高。但是其缺点是必须要整体进行渗氮和渗铝处理，不适合现场加工，受到了加工设备和空间的限制，只能在制造厂的车间内进行处理。

　　2.4 涂刷高分子材料

　　现在的水力机械部件防护涂层中应用比较广泛的高分子材料主要有陶瓷、橡胶、环氧树脂、复合尼龙、聚氨脂等。高分子材料在涂层中的使用比较有利的一面是：其韧性比较好，本身就具备着很好的抗汽蚀性;施工过程比较简单，对技术的要求比较低;需要的温度较低，不会引发热变形，从而避免发生双金属腐蚀。不利的一面是：基体与涂层的结合强度比较低，高分子材料涂层比较容易脱落，从而影响其使用效果。高分子材料涂层比较容易脱落，所以在其吊运、拆装的过程中都要采取相应的措施防止退层的脱落，给现场工作增加了难度。

　　2.5 喷熔

　　我国早在1985年左右就开始使用喷熔技术来提高水力机械的抗汽蚀功能了。喷熔所采用的材料主要是司太立合金和Ni基合金等合金粉末，也有少数的材料是金属陶瓷。

　　喷熔合金粉末拥有的优势在于：投资少、设备比较简单、效率比较高，适合现场进行修复施工;如果喷熔的质量比较好，那么基体与喷熔涂层的结合程度就会比较好，涂层表面也比较均匀，光滑平整，硬度也较高。

　　喷熔合金粉末拥有的劣势在于：质量和热变形不稳定。 喷熔的过程分为喷粉和重熔，在进行高温重熔之后，水力机械会产生比较严重的热变形。

　　为了避免产生热变形，一般会采用分块喷熔的方法，结果导致了块与块之间结合的程度较差，在机械的运行过程中这些部位容易形成裂纹并成为汽蚀源，汽蚀极易向基体进行扩展，从而造成严重损失。金属陶瓷主要由粘结金属相和金属碳化物构成，金属陶瓷拥有陶瓷与金属的双重特点，耐高温，弹性和硬度都比较大，抗磨损性和抗汽蚀性的效果都比较好。但是，金属陶瓷涂层也有相应的缺点，其脆性大，韧性也比较差，价格比较贵，表面打磨也比较困难。而且在人工实施氧乙炔喷熔方式制作的金属陶瓷涂层，其致密性与连续性比较低，涂层中的产生的孔隙比较容易导致裂纹的出现，而且其质量和热变形也很难控制。

　　2.6 堆焊

　　在我国，比较常用的水力机械抗汽蚀表面防护技术是堆焊法。其主要优势是现场施工比较方便、技术成熟、设备较为简单。缺点：其焊层比较厚、不均匀，且冲淡率较大，加工余量也比较大;要求水力机械的基体材料必须要有比较高的可焊性;工期比较长，费用较高，打磨与焊接的强度、难度比较大;易使转轮叶片产生热变形，对转轮原有尺寸、外形造成影响;补焊部位的金属晶体比较容易变粗，并形成双金属效应处理区，产生汽蚀。

　　3 纳米材料涂层的发展前景

　　通过分析产生磨损及汽蚀的原因，我们可以知道，水力机械的抗汽蚀表面防护技术的要求是：第一，表面涂层应该具备一定的耐腐蚀性;第二，表面涂层应该具备一定的显微硬度;第三，表面涂层应该具备一定的韧性;第四，表面涂层应该具备一定的强度，只有满足这几点要求，水力机械才能够具备良好的抗汽蚀效果。但是，目前的单一金属材料很难做到同时满足这几项要求。

　　纳米材料是介于宏观与微观中间的介观材料，所以有着其独特的性能。随着科学技术的发展，人们对纳米材料独特的性能有了更进一步的认识，有很多国家的研究人员都把研究重点放在了纳米材料和纳米材料的实际生产应用上。其中，有些学者的研究结果表明，纳米材料能够同时提高金属材料的韧性与硬度，这一特性满足了抗汽蚀材料的要求。

　　4 结语

　　水力机械的抗汽蚀表面防护技术有很多，在这些技术的实际操作应用中都有其优势也有其劣势。如何高效利用其优点，减少其缺点带来的影响，是当前有关人员需要解决的问题。就目前来说，高速火焰喷涂纳米材料涂层的抗汽蚀效果比较优良，应该得到进一步的研究与应用。

　　机械工程研究生论文篇2

　　试谈机械自动化技术的应用

　　众所周知，在科技的逐步发展与前进下，机械自动化技术逐渐走入人们的视线。并且因为它有着高效快捷、容错率高、功能多样，较为可靠的优点所以受到广泛关注。在机械制造中，运用机械自动化技术可以提高技术水平，提高制造质量，节约人力物力资源，节省成本。同时也可以促进社会经济发展，使得国民经济稳定攀升。我们相信，机械自动化将有着良好的发展前景。下面本文将对机械自动化技术的应用研究进行一定的分析，同时也会进一步向大家介绍机械自动化技术的发展前景。

　　1 发展历史

　　1.1 机械自动化的优势

　　机械自动化――顾名思义是指机器设施在没有人为命令的情况下按照计算机系统或机械已经设定过的程序执行命令。其优点在于机械设备可以不用通过人力生产接连不断地执行指令，高效快速地生产被加工的机器、零件、装备，降低了投资成本，提高了工作效率。从大体上来说，实现机械自动化促进我国经济的健康稳定提升，促进社会科学技术的发展，提高人民生活水平，同时解放了劳动力，降低劳动强度。可以预见，自动化技术将会成为机械工业方面的未来研究方向，将成为机械领域的中流砥柱。

　　1.2 机械及自动化的研究历史

　　机械的发展历史最早可以追溯到石器时代，那时人类使用石器皮具以及木头制作的简单工具。期间经过不断地发展，使用的工具从石头、木材、皮革等纯天然材料演变为人造材料，使用的动力资源也由原先的人力资源发展为水力、电力、风力等等。而后，蒸汽机的发明促使机械取得较大的进步。制作机械的材料也变为硬度高耐久度高的金属材料。此时，机械制造工业成为工业领域的一大重头发展业。而机械工程也从原先松散的、凭借技师个人水平的技术逐步发展成为有完整体系、有理论依据的工业科目。也因为机械工程技术的不断进步，促使工业革命的发展。在工业革命之前，机械制造业大多是以手工木制材料为支架构建的原材料，以金属铜器铁器等为制造设备器械的小型工件。

　　其中以金属为材料的小型工件的加工大多依赖于工匠的技术，当工匠技术不够优秀时，零件所需的精度也就无法保证。在工业革命之后，蒸汽机的发明使得大型机器广泛运用于机器生产中，比如金属冶炼、轮船、蒸汽火车的建造等等。这时需要金属零件的设备就出现供不应求的情况。因此，机械加工技术走进人们视线，满足了人们对加工金属零件数量大、精度高的需求。这也使得大批量生产技术――流水线加工技术取得了一定的进步，机械加工技术因此迅速提高。而后，电力动力机以其轻便高效的优势取代了蒸汽机，成为大型机械的驱动动力设备。而后，又出现了水轮机、内燃机，大大促进了机械水平的进步。

　　我国的机械自动化技术发展时间较晚，起点较低，技术水平尚不够成熟较之世界发达国家还有很大的距离，并且在我国的发展效果不够好。对于机械自动化技术进行研究，对我国该技术的提升与进步有所帮助。

　　2 国内技术发展的情况

　　在改革开放之后，我国工业技术水平取得了一个质的飞越。其中，机械自动化技术也取得了很大的提高。在产品设备的研发与生产制造、引进国外先进设备、研发新型技术上我国都取得了很大的成绩。当然，我国机械发展起点低、发展历史较晚的问题使得我们的技术中还是存在一定的不足之处。我国的产业结构层次偏低，大多以低端密集手工劳动产业为主，这些产业科技含量偏低，污染较为严重，高耗能低成本，产品质量低。而先进的科研产业偏少，这种产业技术高，环保设施先进，资源消耗量较少。我国产业结构链不够完善，导致机械制造企业发展不够平衡，生产产品质量偏低。而且我国虽然提倡机械自动化产品，但目前来说，手工制作的情况还是占大多数，使得产品质量良莠不齐。我国缺少自主研发的技术，无法学习到核心技术，只能做到生产别人国家的产品，却没有技术自主生产的水平。所以，我国机械自动化的发展研究还有很多需要学习进步的地方。要多学习其他国家领先的核心技术，取其精华，举一反三，运用到我们自己国家的科研事业中。不但要学习企业技术，还要学习企业管理的模式。

　　3 如何提高我国机械自动化水平

　　3.1 提高产业结构层次

　　我国产业结构层次偏低，并且大多以低端密集手工劳动产业为主，这些产业技术含量偏低，污染较为严重，高耗能低成本，产品质量低，技术不够硬。高端先进科研产业则较少，这种产业技术高，环保设施先进，资源消耗量较少。为了提高产业结构层次，我们需要减少低端手工劳动产业的数量，对于该种产业污染较严重的情况勒令整改;扶持高端现金科研产业，加大科研力度。优化产业结构是一个长期努力的过程，不可能仅靠一朝一夕就能成功。需要国家和企业共同努力，携手提高我国机械自动化的发展。

　　3.2 将绿色高效放在首位

　　我国是资源大国，但是事实上人均资源却是十分匮乏。为了解决资源短缺的问题，就需要节约资源、绿色环保。在未来产业发展中需要以低碳环保为先，不能因为给人类带来便易就忽略了可持续发展。要以低资源消耗获得最大的生产效率收益，以成本低、收益大、见效快的方法研发技术。

　　3.3 将大型自动化产品转化为小型

　　现如今自动化技术运用的范围较为广泛，大多运用于工业生产、建筑行业中。但是如果要想取得更一步的发展就需要转化为小型自动化产品，才能在军事、航天技术等方面应用。但是这些领域需要对产品的大小有着一定的限制，所以未来我们需要克服一些技术上的问题，缩小产品体积，满足产品需要。

　　4 结语

　　目前，机械自动化在我国发展空间较大，且拥有一定的国家资金支持，可以说发展前景一片光明。尽管我国在技术、企业管理、产业结果链等方面还有着一定的不足。但是经过，国家和企业以及科研人员的共同努力，我们可以预见我国机械自动化技术一定会更上一层楼。