正弦微沟槽织构对柱塞密封副摩擦学性能的影响

目的 研究不同工况下正弦沟槽织构对柱塞密封副摩擦性能的影响,以降低压裂泵柱塞密封副的摩擦磨损.方法 基于压裂泵柱塞密封副几何模型和流体润滑理论,建立了正弦微沟槽织构化柱塞-橡胶密封副动压润滑数值理论模型,通过仿真模拟研究了不同柱塞密封压力、运动速度对正弦织构减磨性能的影响.结果 不同密封压力下,从40 MPa增至140 MPa时,织构化柱塞表面的油膜承载力及其增长率都不断增大,摩擦系数增大,增长率减小,且柱塞运动速度越高,油膜承载力及摩擦系数越大.不同柱塞运动速度下,油膜承载力和柱塞速度成线性增长关系,摩擦系数不断增大,增长率则呈现减小趋势.针对常用的压裂泵工况,柱塞运动速度和密封压力为错峰配合.根据仿真结果可以看出,在柱塞运动速度-密封压力为150冲次/min-80 MPa工况下,油膜承载力最大,摩擦系数最小,而300冲次/min-40 MPa工况下的油膜承载力最小,摩擦系数系数最大.结论 正弦沟槽织构能够有效改善柱塞密封副的动压润滑性能,在文中的正弦沟槽织构参数下,随着柱塞密封压力、运动速度的上升,油膜承载力和摩擦系数均呈现增长趋势.     

T形沟槽表面织构对金属-橡胶密封副摩擦性能的影响北大核心

为研究T形沟槽形非光滑表面的形貌参数对摩擦性能的影响,验证自组装凹坑形非光滑表面的耐磨性能,基于稳态二维不可压缩Reynolds方程,建立T形沟槽表面织构化理论模型;利用有限差分法和高斯-赛德尔迭代法求解金属表面的油膜压力分布和剪切应力,进而获得油膜承载力和摩擦因数;对T形槽织构的宽度系数比α、深度系数比β对金属-橡胶摩擦副油膜承载能力和摩擦因数的影响规律进行数值分析。结果表明:T形沟槽织构的存在使得油膜内部的压力增大,并且随T形沟槽宽度系数比增加,织构动润滑性能先增大后减小再增加,宽度系数比在40%时达到最佳,且宽度系数比越大,织构的动压效应越差,宽度系数比无限接近1时,沟槽突变为矩形沟槽,使动压效应增加;随着T形沟槽深度系数比增加,织构动润滑性能先增加后减小,宽度系数比在40%~60%内最佳;在流体动压润滑范围内,适当控制T形沟槽的宽度比和深度比,使沟槽底部尽可能平整,保证织构上下两部分良好的协同作用和动压区域,便能获得润滑减摩性能最好的T形沟槽表面织构。     

交叉沟槽织构化粗糙表面流体润滑数值分析

目的 探究粗糙度对交叉沟槽织构化表面流体动力润滑性能的影响。方法 基于质量守恒空化边界条件和平均流量模型的Reynolds方程,建立计入表面粗糙度效应的交叉沟槽织构化表面流体动力润滑理论模型,采用多重网格法进行数值求解,获得润滑油膜的压力分布和承载能力,分析粗糙度对交叉沟槽织构化表面流体润滑性能的影响规律。结果 油膜承载能力随着沟槽宽度的增大而增大,表面粗糙度对油膜承载能力的影响随着沟槽宽度的增大而增大。存在最佳的沟槽深度和间距使得交叉沟槽所产生的流体动力润滑效应达到最强,表面粗糙度对油膜承载能力的影响在最佳沟槽深度附近最大,粗糙度对油膜承载能力的影响随着沟槽间距的增加而增大。油膜承载能力随着交叉角度的增大呈现先增大后减小的趋势,粗糙度对油膜承载能力的影响随着交叉角度的增加而增大。交叉沟槽的重叠系数对油膜平均压力几乎没有任何影响,粗糙度对油膜承载能力也几乎不受重叠系数的影响。结论 在利用数值分析方法研究交叉沟槽织构流体动力润滑性能时,不能忽略粗糙度的影响,表面粗糙度在一定程度上抑制了交叉沟槽所产生的流体动力润滑效应,降低了油膜承载能力。     

表面微织构涂层-基体系统重载弹流润滑性能分析

目的研究表面涂层与织构化协同作用时摩擦副的重载弹流润滑性能,为重载传动的摩擦学设计提供参考。方法基于广义Reynolds方程、线弹性方程以及载荷平衡方程,建立表面微织构涂层-基体系统的弹流润滑模型,并无量纲化,然后运用Full-system有限元法编程求解,探讨涂层的弹性模量以及三角形织构深度、宽度、密度对系统弹流响应的影响。结果载荷一定时,薄膜涂层(2μm)的弹性模量变化(50～500 GPa)对油膜压力整体分布影响较小,但二次压力峰在硬质涂层上更为显著。在涂层与基体存在弹性模量差时,其上由微织构引起的集中应力是无涂层的2～3倍。最小油膜厚度随着涂层弹性模量的增大而增大。随着织构深度的增大(0～5μm),油膜压力和厚度波动更加明显,最小油膜厚度随之减小,系统最大等效应力也显著增大。当织构宽度增大(10～20μm)时,油膜压力和厚度波动减弱,最小油膜厚度先减小后增大。如果织构密度增大(0.5～2),油膜压力波动更为剧烈,油膜厚度波动变化不大,但其波动周期变化明显,最小油膜厚度先减小后增大。膜基界面最大剪应力出现在二次压力峰附近,织构化表面油膜压力波动越大,膜基界面剪应力波动也越大。结论存在一个最优的织构深度、宽度和密度,使得镀膜齿轮的承载能力最佳。合理的涂层选配和微织构设计,可以有效地提高齿轮的摩擦学性能,提前预防膜基系统失效。     

放电沉积凸貌微织构表面动压润滑性能仿真研究

目的 提出一种表面凸貌微织构的快速制造方法,并对其表面动压润滑性能及减摩机制进行研究。方法 利用高低压复合放电沉积加工技术实现气体介质中金属或半导体材料表面凸貌微织构的制备。高压脉冲电压实现两极间介质的电离度,低压直流放电实现电极材料蚀除,并沉积在工件表现形成微织构。通过控制工具电极直径,可获得直径410 μm、高12 μm尺度的凸貌微织构。利用FLUENT软件,对该方法所获的凸貌微织构表面动压润滑性能进行仿真,研究了不同高度、直径、面积比下,表面微织构对润滑性能的影响规律。结果 织构面积比和动压润滑性能成正比关系：随着面积比增大,织构上表面平均压力增大。油膜上表面平均压力在高度为7 μm、直径为500 μm、面积比为60%、对摩速度0.5 m/s时,达到最大值1.21×104 Pa。动压润滑性能随单个凸貌微织构高度的增加,先增大后减小,并在7 μm时达到最大。织构直径对润滑性能影响明显,仿真结果表明,在一定条件下,加大织构直径可提高油膜上表面平均压力。结论 凸貌微织构采用增材制造方法,减小了传统去除材料的织构制造方法导致的对材料强度的影响。该方法工艺简单,成本低,不需辅助其他加工条件。表面凸貌微织构的存在使两接触表面的间距减小,形成收敛楔,从而形成动压,使润滑膜产生动压承载力,改善了摩擦学性能。对凸貌微织构的结构参数（面积比、微织构高度、直径）进行仿真分析,获得了织构结构参数对动压润滑特性的影响规律,为后续研究提供了理论支持。     

表面织构及供油量对润滑性能影响的建模分析

目的研究不同供油条件下织构表面的润滑性能。方法首先,建立考虑表面织构的乏油润滑模型,求解修正雷诺方程获得乏油工况下考虑织构表面的润滑油膜厚度以及压力分布。然后,依据求得的润滑油膜厚度判断计算域内各点润滑状态,通过接触压力及油膜厚度分别计算边界润滑、混合润滑以及流体润滑状态下的切应力,并积分求得摩擦力进而得到摩擦系数。结果模拟了供油层厚度为50~500 nm以及充分供油条件下三种织构的润滑行为,获得了不同润滑状态下表面织构的摩擦系数。速度为0.1 m/s时,供油量对接触区油膜厚度的影响较小,不同润滑状态下织构表现出不同的润滑性能。速度为0.2 m/s时,供油层厚度对油膜厚度的影响较大,随着供油层厚度的增大,膜厚明显增加,摩擦系数在供油层厚度为200 nm时最小。结论接触副处于流体润滑状态时,织构表面不具有减摩效果。接触副处于边界润滑状态时,织构表面具有减摩效果,并且织构较密时,摩擦系数较小。接触副处于混合润滑状态时,织构过于稀疏或密集时均不具有减摩效果,但是合理分布的织构具有减摩效果。     

初始表面粗糙度对沟槽织构摩擦性能的影响

目的探究初始表面粗糙度大小对激光沟槽织构化表面摩擦性能的影响规律。方法采用脉冲光纤激光器在不同粗糙度的45#钢试样表面制备具有不同深度、规则排列的沟槽织构,利用摩擦磨损试验机进行销-盘式往复摩擦试验,研究初始表面粗糙度对沟槽织构化表面摩擦系数的影响规律,以及不同初始表面粗糙度条件下,激光沟槽织构化表面的摩擦学行为。结果沟槽织构能够有效降低表面的摩擦系数,初始表面粗糙度、载荷和速度的大小对沟槽织构的润滑减摩性能有较大影响。在较低的载荷下,沟槽织构能有效提高表面的流体动压润滑效应;在较高的载荷下,沟槽织构能够有效改善表面的边界润滑性能。存在最优初始表面粗糙度,使得摩擦系数达到最小,初始表面粗糙度最优值的大小应根据载荷和速度大小来确定。结论根据摩擦副表面的载荷和速度工况条件,合理优化初始表面粗糙度能使沟槽织构获得较为理想的润滑减摩效果。     

表面织构参数对液压马达滑靴副的摩擦学性能影响研究

目的通过表面织构改善液压马达连杆滑靴副的摩擦学性能。方法首先,基于Reynolds方程研究表面织构参数(直径d、面密度s_p、深度hp)对滑靴副的无量纲压力(P_(av))的影响规律。其次,设计正交试验研究表面织构参数对摩擦系数的影响,分析表面织构的润滑机理。结果 P_(av)随着d的增加而增大;随着s_p的增大,先增加后缓慢减小,当s_p=10%时,Pav达到最大值。此外,随着_hp的增大,P_(av)先增加后快速减小,在h_p=2μm时达到最大值。摩擦实验结果表明,合适的织构参数能有效降低摩擦系数,7#织构表面(d=700μm,s_p=10%,h_p=5μm)的摩擦系数最小为0.034,比无织构表面的降低66%。正交极差分析表明,各因素对摩擦系数影响的主次顺序为:直径面密度深度。摩擦系数随着直径的增大而减小,随着面密度的增大而增大,随着深度的增大而减小。结论经过优选的表面织构参数有利于形成动压润滑,从而降低摩擦系数和磨损。     

高副接触下沟槽形织构对40Cr表面摩擦性能的影响

目前，面面低副接触情况下织构的减摩降磨性能已经得到广泛的研究，然而针对点面高副接触下的织构对表面摩擦学性能影响的研究仍然较少。主要利用有限元仿真技术建立点面接触下仿生沟槽织构表面流体动压润滑仿真模型，通过ANSYS的Fluent模块进行求解，获取试样表面的润滑油膜承载力与织构几何参数的变化关系。用激光在40Cr试样上加工出仿生沟槽形织构，并采用销盘摩擦副，开展点面高副接触下的织构减摩性能实验研究，综合分析织构几何参数对表面摩擦性能的影响规律。结果表明：试验与仿真具有较高的一致性，随着沟槽织构宽度W和织构深度H的增加，摩擦因数呈先减小后增加的趋势；沟槽织构对改善工件表面摩擦性能具有重要影响，微织构的存在有助于实现流体动压润滑，提高表面承载力，降低摩擦因数，从而改善工件的摩擦性能。     

局部凹坑织构化径向滑动轴承流体动力润滑数值分析

目的 探究局部凹坑织构化表面对径向滑动轴承流体动力润滑的影响.方法 基于雷诺边界条件和Reynolds方程,建立凹坑织构化径向滑动轴承表面流体动力润滑理论模型,采用Gauss-Seidel松弛迭代方法数值求解,获得润滑油膜的压力分布和承载能力,分析其润滑油膜承载机制,探讨凹坑几何参数和分布规律对油膜承载力的影响规律.结果 理论模型的数值解与经典理论的数值解误差较小,能有效分析轴承的流体动压润滑特性.当偏心率较大时,摩擦力的上升幅度也变大,在轴承承载区进行凹坑织构化处理能明显减小摩擦力,并且随着凹坑深度的增大,摩擦力减小,可见凹坑起润滑减摩的作用.油膜承载力随着偏心率的增大而增大,通过凹坑织构的"楔形效应"能够改善非承载区的油膜压力,存在最佳凹坑深度使得轴承达到流体动力润滑最佳状态.摩擦力随着面积率的增大而增大,特别是在偏心率较大时,润滑减摩效果较为明显,面积率对油膜承载力影响不大.将织构布置在径向滑动轴承的不同区域,其中当织构完全在下半瓦(压降区)时,织构能明显增大油膜厚度,产生油膜压力,有效降低摩擦力,提升承载力.结论 凹坑织构能明显改善径向滑动轴承流体动力润滑性能,合理设计轴承的偏心率,合适的织构参数与分布位置,能使流体动力润滑效果最佳.     

Application of statistical filtering technique to single and double electron beam textured surfaces

The texturing of steel surfaces is well known to affect their functional performance. Different processes (e.g. forming, painting) are affected by different wavelengths of surface structures which, in order to study the phenomena, are usually separated through filtering processes. New texturing processes call for new filtering techniques, and amongst the latest ones, the Gram-Schmidt (GS) decomposition technique proved to be suitable for deterministic patterns such as Electron-Beam Textured (EBT) surfaces.Optimisation lead to new textures, with more dense patterns, so extending the GS methodology seemed natural and meaningful. This paper describes how the technique was algorithmically adapted and how it will benefit process control.     

Investigation of Cold Rolling Texture and Recrystallization Texture in NiW Substrates

NiW alloys were fabricated by cold isostatic pressing, the W content being 5, 7 and 9.3 at%, respectively. The NiW substrates were obtained by rolling assisted biaxially texturing. The cold rolling and recrystallization textures of NiW substrates were systematically studied by X-ray and EBSD, which revealed a variation of rolling texture in NiW substrates with increasing W content, which also influenced the copper (C) type and brass (B) type texture, as well as the transition between them. In addition, the ...     

COLD ROLLING AND RECRYSTALLIZATION TEXTURE OF CROSS SHEAR ROLLED COMMERCIAL COPPER

The texture change along the normal direction to rolling plane of cross shear rolled commer-cial copper has been studied by means of two step method for ODF caleulation and computersimulation.The texture of cross shear rolling of copper is similar in primary components tothat of conventional cold rolling,but the scattering degree and direction of the texture are dif-ferent,due to the residual shear strain change in different position along the normal to rollingplane.It seems that no more effect of the shear strain upon the recrystallization texture.     

电解电容器用铝箔立方织构含量的分析方法

介绍电解电容器用铝箔立方织构含量的分析方法，即极图法、亮晶度法、金相显微法，侧重阐述用金相显微法定量分析高压铝箔立方织构的含量。     

工业纯铜的异步冷轧及再结晶织构研究SCIEI

本文采用不完整极图二步法测算ODF与计算机模拟相配合,研究了工业纯铜的异步冷轧织构沿轧板厚度方向的变化规律,同时也对冷轧试样的再结晶织构沿该方向的变化进行了探讨。结果表明,Cu的异步冷轧织构与普通冷轧织构在主要织构组份上大体相同,但在轧板厚度方向不同位置处,因残余切应变不同而导致织构的漫散程度和方向有所差异。异步轧制过程中的切应变对再结晶织构形态没有影响。     

润滑剂对高纯铝形变织构的影响

采用ODF法（晶体取向分布函数法）研究和分析了润滑剂对高纯铝冷轧形变织构的影响,揭示了两种润滑条件下形变织构的演变规律。结果表明:大冷轧变形程度下,采用机油润滑,形变织构为典型的面心立方金属的轧制织构,即由强的B-、Cu-及S-织构组分构成,而且取向分布的密度峰值处在S-取向位置;煤油润滑时轧制织构相对较弱,但Cu织构最强,同时产生了明显的剪切织构{001}<110>（Rot.Cube-织构）。采用机油润滑时,轧制变形比较均匀。低变形轧制时晶粒取向聚集于α线,随变形量的增加,向β线取向聚集,大变形量下最终形变织构为铜型轧制织构;而煤油粘度小,轧制过程中接触表面摩擦因数较大,不均匀变形严重,低轧制程度时发现有表面剪切Rot.Cube-织构,随着塑性变形的增大,Rot.Cube-织构逐渐向Cu-取向转化;变形至95％后,随着变形程度的增加,S-织构减弱。     

利用织构系数预测正交铝板拉深制耳倾向

圆形铝板拉深过程中的制耳现象造成原材料的极大浪费,板材中存在的织构造成板面塑性各向异性,从而造成了制耳现象。改变各种织构组分的体积比,使晶粒取向分布趋于均匀,可以降低板材的制耳率。用织构组分体积比只能粗略地描述板材的晶粒取向分布,而织构系数则能更准确地描述板材内的晶粒取向分布。文章假设铝板法兰区承受均匀的环向、径向应力,各个方向上的径向应变与晶粒取向有关。并根据晶粒取向分布函数的对称性,得到了织构系数与制耳倾向之间的关系。     

润滑剂对高纯铝形变织构的影响

采用ODF法研究和分析了润滑剂对高纯铝冷轧形变织构的影响,揭示了两种润滑条件下形变织构的演变规律.结果表明大冷轧变形程度下,采用机油润滑,形变织构为典型的面心立方金属的轧制织构,即由强的B-、Cu-及S-织构组分构成,而且取向分布的密度峰值处在S-取向位置;煤油润滑时轧制织构相对较弱,但Cu织构最强,同时产生了明显的剪切织构{001}〈110〉(Rot.Cube-织构).采用机油润滑时,轧制变形比较均匀.低变形轧制时晶粒取向聚集于α线,随变形量增加,向β线取向聚集,最终形成铜型轧制织构;而煤油粘度小,轧制过程中接触表面摩擦系数较大,不均匀变形严重,低轧制程度时发现有表面剪切Rot.Cube-织构,随着塑性变形增加,Rot.Cube-织构逐渐向Cu-取向转化;变形至95%后,随着变形程度增加,S-织构减弱.     

Effect of trace yttrium on cube texture of high-purity aluminum foils

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｅｘｔｕｒｅｉｎａｌｕｍｉｎｕｍａｎｄｉｔｓａｌ ｌｏｙｓｄｕｒｉｎｇｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄａｎｎｅａｌｉｎｇｈａｓｂｅｅｎｉｎｖｅｓ ｔｉｇａｔｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｐａｔｔｅｒｎ (ＥＢ ＳＰ)ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｎａｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ(ＳＥＭ )ａｎｄｔｈｅｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｓ(ＯＤＦｓ)ｕｓｅｄｆｏｒａｎｕｍｂｅｒｏｆ…     

织构预处理对高强IF钢性能的影响

研究了织构预处理工艺和常规工艺对高强IF钢组织性能的影响,结果表明,经过织构预处理的钢板退火组织更加均匀、细小,屈服强度基本不变,抗拉强度降低,伸长率升高,r值有较大幅度的提高,而且具有强烈的{111}〈110〉织构以及较强的γ纤维织构,深冲性能好。