《耐磨材料及性能测试》结课报告

                ---镀膜件的摩擦磨损性能检测及结果分析

          

班    号：

姓    名：xx

学    号：

指导老师：

日    期：2013.11.12

一 引言

1、背景 

    自从有人类的生产生活，摩擦磨损现象就一直伴随而生，有些摩擦磨损现象对人类的生存是有利的和必须的，但是绝大多数情况则是消耗能源和零件失效的主要原因之一。特别是随着现代化工业和高科技的发展，机械设备的摩擦磨损问题日趋严重，造成的能源和经济损失越来越大，据粗略估计，目前世界上约1/3的能源消耗于各种形式的摩擦。20##年中国工程院发布的摩擦学调查报告显示，20##年全国摩擦磨损造成的损失高达9500亿元，占当年GDP的4.5%，我国工业领域应用摩擦学只是可以节约的潜力估计为3270亿元。   

    镀膜件是指通过某种方法在固体表面上获取金属沉积层的过程，其目的在于改变零件的表面性质，如改善外观，增加硬度，提高耐磨，抗蚀性能，提供特殊的磁、电、光、热等表面物理性能，还可改善加工配合及尺寸修复。而且不同的镀层拥有不同的性能，而对镀膜件的摩擦磨损性能进行检测以及结果分析有助于选择合适的镀层并将之应用在适合的环境中，以达到最优的性能。

2、目的

（1）了解显微硬度计结构、测试原理及测试过程。

（2）了解薄膜结合强度测试仪结构、测试原理及测试过程。

（3）了解常用的摩擦磨损实验机结构、测试原理、用途。

（4）了解表面形貌仪的测试原理。

3、意义

    通过对镀膜件摩擦磨损性能的分析，可以得到相关的数据，来确定各种镀膜件的摩擦磨损性能。因为摩擦磨损对机械设备的损耗是很明显的，而且对能源也是一种浪费，在以后的机械设备中应用镀膜件来提高摩擦磨损的性能，可以在很大程度上降低摩擦磨损造成的能源损失以及机械的磨损。

二 MS-T3000摩擦磨损试验仪结构特点及其工作原理

1测试原理

MS-T3000摩擦磨损运用球-盘之间摩擦原理及微机自控技术，通过砝码或连续加载机构将负荷加至球上，作用于试样表面，同时试样固定在测试平台上，并以一定的速度旋转，使球摩擦涂层表面。通过传感器获取摩擦时的摩擦力信号，经放大处理，输入计算机经A/D转换将摩擦力信号通过运算得到摩擦系数变化曲线。

                        μ=F/N

μ—摩擦系数

F—摩擦力

N—正压力（载荷）

通过摩擦系数曲线的变化得到材料或薄膜的摩擦性能和耐磨强度，即在特定载荷下，经过多长时间（多长距离）摩擦系数会发生变化，此时薄膜被磨损并通过称重法得到材料表面磨损量。

2结构特点

1.旋转平台: 1转/min-3000转/min精度±1转

2.升降高度：20mm

3.试样厚度：1m-10mm片

4.旋转半径：3mm-10mm

5.压    头：Φ2-6mm钢珠或Φ2-4mm圆柱

6测试操作：键盘操作，微机控制

三 写出实验流程及工艺

1、开机，进入windows界面，预热十分钟，进入MST—3000主界面。

2、进入主菜单，设定转速10转/分，点击开始，运转1分钟后自动停止，表示仪器运转正常。

3、放置试样：

（1）松开悬梁定位旋钮，将悬梁顺时针旋转45°，将试样用固定螺钉固定在测试台上。

（2）手动旋转测试台或设定转速在10转每分，看压头是否正常在测试台上运动，并轻施切向力，看压头是否碰撞紧固件及压头有无移出测试件。

（3）调整加载梁平衡。

4、条件输入：根据实际情况输入样品编号，材料名称，实验载荷，时间，测量半径，试验转速。

5、上述条件输入完毕后，仪器进入测试，点击“实验开始”即可。

6、实验时间到后，仪器自动停止，跳出试验结束框，按“确定”，如果要保存数据则按“保存数据”。

7、试验结束后，按退出键。

8、关机。

四 结果和讨论

将各项指标输入摩擦磨损试验仪的计算机进行试验和分析可以得到材料或薄膜的摩擦性能和耐磨强度，即在特定载荷下，经过多长时间（多长距离）摩擦系数会发生变化，而且此时薄膜被磨损并通过称重法得到材料表面磨损量。刚开始由于镀层的缘故导致摩擦系数变化不是很大，而过一段时间后摩擦系数明显上升，而这一段就是因为镀层磨损直至被破坏后直接与镀件表面摩擦导致的，此时也可以得到磨损后的最大摩擦系数，这个摩擦系数即镀件的摩擦系数。由此可以看出镀层对镀件摩擦性能的影响很大。因此，合理选择镀层对工件的摩擦磨损性能十分重要，以后可以鉴于不同的工作环境以及工作要求来选择合适的镀层来提高表面的质量。

五 结论

    通过这次试验课的学习，我知道了怎样检测镀膜件的摩擦磨损性能，同时也了解了MS-T3000的使用方法以及它的组成，知道了怎么从试样的试验数据中分析，从而得出试样的性能。这对我今后的工作有很大的帮助，如果遇到这方面的问题，我可以通过此类试验来解决问题。

六 参考文献

王成彪 刘家俊 韦淡平 陈华辉 摩擦学 表面工程  383

 

第二篇：运筹学试验报告

数据库应用系统设计

试验报告

班级： 信管1201 学号：1205020119

姓名：刘华

指导老师：林菁

实验日期：2014/11/14

实验一 运筹学软件应用

一、实验目的

（1）学会使用Lindo和Lingo软件求解线性规划问题。

（2）会解读实验结果和Lindo软件的灵敏度分析结果报告。

二、实验内容

验证下料问题不同目标函数的最优解情况。

三、主要步骤

第一题：

生产100套钢架，长2.9、2.1、1.5米各1根/套，原料长7.4米，如何下料？

方案 1 2 3 4 5 6 7 8

2.9 2 1 1 1 0 0 0 0

2.1 0 2 1 0 3 2 1 0

1.5 1 0 1 3 0 2 3 4 料头 0.1 0.3 0.9 0 1.1 0.2 0.8 1.4

min 0.1x1+0.3x2+0.9x3+0x4+1.1x5+0.2x6+0.8x7+1.4x8

!min 1x1+1x2+1x3+1x4+1x5+1x6+1x7+1x8

subject to

2x1+1x2+1x3+1x4+0x5+0x6+0x7+0x8>100

0x1+2x2+1x3+0x4+3x5+2x6+1x7+0x8>100

1x1+0x2+1x3+3x4+0x5+2x6+3x7+4x8>100

0.1x1+0.3x2+0.9x3+0x4+1.1x5+0.2x6+0.8x7+1.4x8-y1=0 1x1+1x2+1x3+1x4+1x5+1x6+1x7+1x8-y2=0

end

gin x1

gin x2

gin x3

gin x4

gin x5

gin x6

gin x7

gin x8

目标函数一实验结果：

Global optimal solution found.

Objective value: 10.00000 Objective bound: 10.00000 Infeasibilities: 0.000000 Extended solver steps: 0 Total solver iterations: 0

Variable Value Reduced Cost

X1 0.000000 0.1000000

X2 0.000000 0.3000000

X3 0.000000 0.9000000

X5 0.000000 1.100000

X6 50.00000 0.2000000

X7 0.000000 0.8000000

X8 0.000000 1.400000

X4 100.0000 0.000000

Row Slack or Surplus Dual Price

1 10.00000 -1.000000

2 0.000000 0.000000

3 0.000000 0.000000

4 300.0000 0.000000

!min 0.1x1+0.3x2+0.9x3+0x4+1.1x5+0.2x6+0.8x7+1.4x8 min 1x1+1x2+1x3+1x4+1x5+1x6+1x7+1x8

subject to

2x1+1x2+1x3+1x4+0x5+0x6+0x7+0x8>100

0x1+2x2+1x3+0x4+3x5+2x6+1x7+0x8>100

1x1+0x2+1x3+3x4+0x5+2x6+3x7+4x8>100

end

gin x1

gin x2

gin x3

gin x4

gin x5

gin x6

gin x7

gin x8

目标函数二实验结果：

Global optimal solution found.

Objective value: 90.00000 Objective bound: 90.00000 Infeasibilities: 0.000000 Extended solver steps: 0 Total solver iterations: 4

Variable Value Reduced Cost

X1 40.00000 1.000000

X2 20.00000 1.000000

X3 0.000000 1.000000

X4 0.000000 1.000000

X5 0.000000 1.000000

X6 30.00000 1.000000

X7 0.000000 1.000000

X8 0.000000 1.000000

Row Slack or Surplus Dual Price（）

1 90.00000 -1.000000

2 0.000000 0.000000

3 0.000000 0.000000

4 0.000000 0.000000

第三个公式:

min 0.1x1+0.3x2+0.9x3+0x4+1.1x5+0.2x6+0.8x7+1.4x8

!min 1x1+1x2+1x3+1x4+1x5+1x6+1x7+1x8

subject to

2x1+1x2+1x3+1x4+0x5+0x6+0x7+0x8>100

0x1+2x2+1x3+0x4+3x5+2x6+1x7+0x8>100

1x1+0x2+1x3+3x4+0x5+2x6+3x7+4x8>100

0.1x1+0.3x2+0.9x3+0x4+1.1x5+0.2x6+0.8x7+1.4x8-y1=0

1x1+1x2+1x3+1x4+1x5+1x6+1x7+1x8-y2=0

end

gin x1

gin x2

gin x3

gin x4

gin x5

gin x6

gin x7

gin x8

结果:

Global optimal solution found.

Objective value: 10.00000 Objective bound: 10.00000 Infeasibilities: 0.000000 Extended solver steps: 0 Total solver iterations: 0

Variable Value Reduced Cost

X1 0.000000 0.1000000

X2 0.000000 0.3000000

X3 0.000000 0.9000000

X5 0.000000 1.100000

X6 50.00000 0.2000000

X7 0.000000 0.8000000

X8 0.000000 1.400000

X4 100.0000 0.000000

Y1 10.00000 0.000000

Y2 150.0000 0.000000

Row Slack or Surplus Dual Price

1 10.00000 -1.000000

2 0.000000 0.000000

3 0.000000 0.000000

4 300.0000 0.000000

5 0.000000 0.000000

6 0.000000 0.000000

分析：

（1）

以料头最少为目标：

方案4、6各用原材料100、50根，即x4=100、x6=50；

生产长2.9、2.1、1.5m的钢管各100、100、400根

料头为50根，最优解值为10

以原材料最少为目标：

方案1、2、6各用原材料40、20、60根，即x1=40、x2=20、x6=60；

生产长2.9、2.1、1.5m的钢管各100、100、100根

料头为90根，最优解值为90

（2）

以料头最少为目标：

考虑料头最少，生产的长2.9、2.1、1.5m的钢管的根数可能超过100根。

以原材料最少为目标：

考虑原材料最少，生产长2.9、2.1、1.5m的钢管各100、100、100根，料头可能就比较多。

（3）在工厂进行生产时，应根据具体的要求，考虑以什么为目标，从而建立相应的模型，然后求解。

第二题：

给出问题的计算程序：

例子 某工厂生产A、B两个产品，要经过2道工序，每单位B产品生产2单位副产品C，无生产费用。C一部分产品出售，其他产品销毁。A产品单位利润4元，B产品单位利润10元，C产品单位利润3元，C产品销毁费2元。预测C产品最多出售

总结该工厂的最优生产的规律。（利润max：57）

max 4x1+10x2+3x3-2x4

subject to

2x1+3x2<16

3x1+4x2<24

1x3<5

2x2-x3-x4=0

end

gin x1

gin x2

gin x3

gin x4

Global optimal solution found.

Objective value: 57.00000

Objective bound: 57.00000

Infeasibilities: 0.000000

Extended solver steps: 0

Total solver iterations: 4

Variable Value Reduced Cost

X1 2.000000 -4.000000

X2 4.000000 -10.00000

X3 5.000000 -3.000000

X4 3.000000 2.000000

Row Slack or Surplus Dual Price

1 57.00000 1.000000 2 0.000000 0.000000 3 2.000000 0.000000 4 0.000000 0.000000 5 0.000000 0.000000

（4）思考

将1工序的总用时改成160,2工序的总用时改成240

代码如下：

max 4x1+10x2+3x3-2x4

subject to

2x1+3x2<160

3x1+4x2<240

2x2-x3-x4=0

x3<5

end

gin x1

gin x2

gin x3

gin x4

得到的结果如下所示：

观察可知：当总用时发生改变时，X1的值会发生改变，而X2,X3,X4的值并没有发生变化。

第三题：

3、五年期投资计划：五年内有4个投资项目，情况是：

（1）1至4年，每年年初投资，次年末回收本利115%；

（2）第3年初投资，第5年末回收本利125%（最大投资额不超过4万元）；

（3）第2年初投资，第5年末回收本利140%（最大投资额不超过3万元）；

（4）每年年初投资，年末回收本利106%。

给你10万，给出投资计划。

请分析投资规律。

max 1.15x41+1.25x32+1.40x23+1.06x54

subject to

x11+x14<10

x21+x23+x24-1.06x14<0

x31+x32+x34-1.15x11-1.06x24<0

x41+x44-1.15x21-1.06x34<0

x54-1.15x31-1.06x44<0

x23<3

x32<4

End

Global optimal solution found.

Objective value: 14.37500

Infeasibilities: 0.000000

Total solver iterations: 1

Variable Value Reduced Cost

X41 4.500000 0.000000

X32 4.000000 0.000000

X23 3.000000 0.000000

X54 0.000000 0.000000

X11 3.478261 0.000000

X14 6.521739 0.000000

X21 3.913043 0.000000

X24 0.000000 0.3036000E-01

X31 0.000000 0.000000

X34 0.000000 0.000000

X44 0.000000 0.2640000E-01

Row Slack or Surplus Dual Price

1 14.37500 1.000000

2 0.000000 1.401850

3 0.000000 1.322500

4 0.000000 1.219000

5 0.000000 1.150000

6 0.000000 1.060000

7 0.000000 0.7750000E-01

8 0.000000 0.3100000E-01

如果有60万那么该如何投资？

由于10万的时候给出的投资计划是4.5:4:3:0，然后就是要把x11+x14<10改变一下变成 x11+x14<60，输入LINGO里面求出相应的投资计划：

max 1.15x41+1.25x32+1.40x23+1.06x54

subject to

x11+x14<60

x21+x23+x24-1.06x14<0

x31+x32+x34-1.15x11-1.06x24<0

x41+x44-1.15x21-1.06x34<0

x54-1.15x31-1.06x44<0

x23<3

x32<4

end

实验分析

1、为什么4.5.3这个结构是一个稳定的结构？

答：约束条件的限制和目标函数，单纯形法得到一组最优解对应于图形上的一个顶点，取得目标的最大值，恰好处于平衡点，当取值稍微高一点或者小一点都会造成目标值和实际得到的值偏离，故题中4.5.3是最好的一组解。

2、什么时候可以打破在这个稳定的结构？

答：当目标函数改变的时候可以改变这个稳定的结构。

3、从中可以得到什么经济信息指导

答：按照得到的这组最优解，2.4.5.3可以得到最好的目标值。

以此给出建议：

如果是一笔单笔生意的话，也就是说生产周期比较短的话，按这样的比例生产：

工厂平均生产A产品2件,B产品4件，同时产生的C产品可以出售5件，销毁3件，这样的比例生产。 如果需求比较大，也就是生产周期比较长的话：

工厂平均生产A产品74件,B产品4件，同时产生的C产品可以出售5件，销毁3件，这样的比例生产。

试验总结：

通过这次实验，学会了使用Lindo和Lingo软件求解线性规划问题，会解读实验结果和Lindo软件的灵敏度分析结果，验证下料问题不同目标函数的最优解情况。运筹学解题的关键在于建立数学模型，建立数学模型之后，实际问题才能通过数学的方法进行解决。通过这次试验，熟悉了解了LINGO这款软件的基本语法，能够使用其解决一些简单的数学问题。