润滑材料特性对接触疲劳裂纹的影响

在边界润滑条件下，当接触表面的液体不足以形成稳定的润滑膜，此时研究接触特性不同于弹流润滑。液体渗入到表面裂纹中必然对裂纹的扩展产生影响。本文用线弹性断裂力学理论，采用液－力耦合二维有限元方法分析了滚动接触微观裂纹受力状态，研究了在不同润滑剂特性影响下裂纹尖端应力强度因子的变化趋势，同时考虑了裂纹倾斜角和摩擦系数变化的因素，阐明了润滑剂对表面微观裂纹尖端及接触区域的影响。     

边界润滑下滑动接触表面破坏行为的数值分析

针对边界润滑条件，本文用有限元方法分析了当滚动接触处于准静态情况下，接触表面覆盖有水边界膜而且接触区内存在微观突起和微观裂纹的接触状态，阐明了液体对表面微观裂纹的影响。分析结果表明液体的存在改变了接触区的受力状态，表面裂纹造成接触区应力分布的不连续；有水存在时，最高接触压力降低并且分布均匀，但造成应力强度因子K1增大，促进裂纹的扩展。     

混合润滑下粗糙表面的接触刚度研究*

针对润滑状态下结合面的接触刚度问题,建立一种混合润滑状态下粗糙表面接触刚度等效薄层模型,将接触界面的总刚度等效为固体接触刚度和润滑剂接触刚度之和,研究不同实际接触面积下的表面形貌和润滑剂类型对法向接触刚度的影响,并讨论固体刚度和润滑剂刚度占总法向刚度的比例。结果表明：粗糙界面的法向接触刚度随法向载荷的增加而增加,且混合润滑状态下的接触刚度大于干接触条件下的接触刚度;在初始接触时,法向接触刚度敏感地依赖于润滑性能;随着实际接触面积的增大,表面形貌对接触刚度的影响变得更加明显。     

具有微织构形貌的结合面法向接触刚度分形模型的研究

研究微织构结合面上的表面形貌参数对结合面法向接触刚度的影响。根据微织构表面的形貌特征,将微织构表面分为织构前表面和织构区域两部分,由分形接触理论计算出织构前表面上微凸体的基本参数,忽略织构区域底部未接触部分,将微凸体在接触载荷作用下的变形分为三个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段。由接触力学理论,首先建立织构前表面上单个微凸体的法向接触刚度模型。然后由微观到宏观,结合微织构表面的织构形貌特征,构造整个宏观微织构结合面的法向接触刚度计算模型,研究不同的表面形貌参数对于微织构界面上法向接触载荷、微凸体因载荷产生的变形以及法向接触刚度的影响。经过仿真分析之后,结果表明,当微织构结合面的法向接触载荷不断增大时,结合面的法向接触刚度总体呈单调上升趋势;并且随着织构密度的增加,结合面上由于织构形貌的存在,使得一部分微凸体未产生变形,从而减小结合面的法向接触刚度,并且当法向载荷增加时,这种效果会更加明显;在相同的接触载荷下,塑性指数越高,处于塑性变形状态的微凸体就越多,从而使具有微织构形貌的结合面的法向接触刚度变大。     

考虑基体变形的混合润滑结合面接触特性

为研究混合润滑状态下粗糙表面基体变形对结合面接触特性的影响,建立了考虑基体变形的结合面接触刚度模型。首先,通过单微凸体-基体系统模型分别求解微凸体和基体的接触刚度,利用不动点迭代法获得微凸体真实变形量;其次,基于分形理论建立结合面固体接触刚度模型,通过固体接触刚度获得液体介质的接触刚度。根据仿真结果分析了基体变形、粗糙表面形貌以及润滑介质对结合面接触特性的影响规律。结果表明:当真实接触面积一定时,通过新模型计算的法向载荷小于忽略基体变形的模型;在接触前期,结合面的接触刚度主要由液体介质接触刚度主导,随着真实接触面积的增加,液体接触刚度占总刚度的比率越来越小,最后转变为固体的接触刚度主导结合面的接触刚度。该模型为研究混合润滑状态下结合面的接触特性提供了理论基础。     

微动接触应力的有限元分析

以方足微动桥,试样接触几何条件为研究对象,应用ANSYS有限元分析软件对其接触面上的应力分布进行弹性有限元分析,验证用ANSYS所建计算模型的正确性,分别计算不同名义接触压力和不同摩擦因数条件下接触状态（粘着区、滑动区、张开区）和接触面应力分布,选取不同水平的循环载荷进行计算,研究接触状态和应力分布随循环载荷的变化情况。结果表明,微动疲劳过程中接触表面拉应力与剪应力在接触面的粘,滑交界区存在突变,微动疲劳裂纹正是在这一区域内萌生并扩展,计算结果与实验结果吻合很好。     

疲劳载荷和表面力学特性对微动疲劳裂纹萌生位置的影响

采用数值分析的方法研究了单构件螺栓铆接铝板在不同接触表面摩擦因数和疲劳载荷的情况下铝板上表面接触区内边缘 (孔边) 和外边缘的应力场特性,分析了摩擦因数和疲劳载荷对微动疲劳裂纹萌生位置的影响.结果表明,微动疲劳裂纹的理论分析结果与试验实测是吻合的.增加摩擦因数和疲劳载荷幅值时都会使裂纹的萌生由90°区域向45°区域移动.     

液体黏度对钢轨滚动接触疲劳裂纹扩展影响分析

基于雷诺方程和有限元法,通过轮轨滚动接触二维模型,计算液体受到挤压渗入钢轨表面裂纹后的压力分布,对裂纹尖端的应力强度因子进行分析,研究了不同黏度液体对钢轨滚动接触疲劳裂纹扩展的影响。结果表明:在钢轨表面出现液体后,裂纹扩展形式由Ⅱ型转变为Ⅰ型,渗入裂纹的液体更容易引起材料剥落;黏度愈大,裂纹平均扩展角度越大,扩展路径由光滑变得曲折。当黏度一定时,裂纹初始角度越大,裂纹扩展速率越低;随着黏度的增大,裂纹扩展速率减小。     

协调接触微动面裂纹萌生位置研究

为了探究协调接触条件下材料的微动疲劳失效机理,针对亚共晶铝硅合金ZL702A,使用有限元法建立了协调接触微动分析非线性模型,研究了试验条件下微动面的应力响应特征、断裂位置以及轴向载荷、法向载荷等因素对微动滑移量的影响,使用微动综合参数进一步验证了裂纹的萌生位置。结果表明:对于协调接触微动疲劳情形,微动表面并不一定必然存在微动滑移区,可能处于完全粘着状态,接触状态与轴向疲劳载荷、法向压力均有关系,微动滑移量几乎总是随轴向疲劳载荷的增加而增加,法向接触载荷越大,最大滑移量越小;如果存在微动滑移区,试件断裂位置处于粘滑过渡区;如果微动面处于完全粘着微动状态,试件断裂的位置处于压头与试件的接触边缘。     

拉杆转子轮盘结合面切向接触刚度试验研究

运用分形接触理论,分析得到了轮盘结合面切向刚度模型,通过轮盘表面材料性能参数、拉杆转子法向载荷、切向载荷及轮盘表面的分形参数来得到轮盘结合面的切向接触刚度,对其变化规律进行数值仿真,并通过试验进行验证。研究结果表明:在定性理论模型上,分形接触理论是正确的,但分形理论有其适用范围,适用于粗糙度较小、拉杆转子法向载荷较大的模型;在试验方面很好地补充了分形接触理论的适用环境。     

液晶降低机床爬行临界速度的研究

根据液晶的减摩作用，研究了液晶作为润滑添加剂在改善机床爬行状况，即降低其爬行临界速度方面的实际应用。选择了3种液晶，每种都按6种不同的浓度加入到N32（旧标准HJ20）机械油中，在M7130型平面磨床上进行了试验。试验结果表明，液晶作为润滑添加剂确实具有良好的防爬作用，且防爬效果与液晶种类及其添加浓度有关。     

液环式压缩机的串联运行

根据液环式压缩机的特点和Q-r特性曲线,分析了液环式压缩机串联运行的可行性和运行特性,提出了该机串联运行的选型方法和使用范围,并通过试验得到了验证.通过液环式压缩机的串联运行,在保证大排气量的情况下,可以有效地提高排气压力,进一步拓宽了其使用范围.     

轮轨间的液态介质和表面微观粗糙度对接触表面疲劳损伤的影响

研究了具有表面微观粗糙度和有液态介质存在于接触表面的轮轨弹塑性接触力学问题,获得了轮轨表面接触应力分布等结果。结果表明,对于有表面微观粗糙度的轮轨,在接触区会出现很大的峰值接触应力,并造成轮轨表面出现塑性。在当载荷卸掉后,钢轨表面还存在严重的残余应力。在列车的多次运行过程后,这样的塑性变形会积累,以至疲劳破坏。给出了接触表面有液态介质和无液态介质的接触应力和残余应力结果。同时还分析了在有液态介质和无液态介质情况下,不同位置的表面微裂纹的裂纹尖端应力,结果表明在有液态介质存在下微观裂纹更易扩展,易导致轮轨表面剥离和断裂。     

机械密封端面T形槽液膜压力脉动特性分析

针对机械密封端面液膜流场的压力脉动,以机械密封端面T形槽液膜为研究对象,进行了机械密封摩擦副端面液膜微尺度区域的压力脉动特性分析。基于流体润滑理论,建立了机械密封端面T形槽三维液膜模型。求解端面液膜流体雷诺方程,计算分析了不同工况下端面液膜的压力脉动特性和频谱特性,探讨了端面流场压力周期性变化的影响因素。结果表明:在不同转速下机械密封端面液膜流场压力均呈现周期性脉动,压力脉动的振幅沿T形槽槽区径向方向增大;端面液膜的开启力受到槽区和非槽区动静干涉的影响;端面液膜流场压力脉动受到主轴转速和槽数的影响。     

切削液在机械加工中的使用状况及发展趋势

概述切削液的作用及其发展历史,介绍了目前切削液的类型及其选择使用方法,指出了使用切削液过程中存在的主要问题。在世界性环保形势危机情况下,强调了少用或不用切削液加工技术将是机械制造业未来发展的必由之路。     

车载雷达液冷源的模块化设计方法研究

文中分析了车载雷达液冷源设计中存在非标定制、种类多样的问题,根据液冷源的产品特点,重点针对高度受限的液冷源开展模块化设计方法研究。研制了一种基于R410a制冷剂的30 kW标准制冷模块,并开展了制冷模块的性能测试、环境适应性测试和集成验证。该标准制冷模块可通用、可互换、数量可编辑、可扩展,适配于不同规格的液冷源,可大大缩短液冷源的研制周期,降低研制和维护成本,为液冷源的标准化和系列化设计提供借鉴。     

多孔储液介质自润滑机理研究进展

多孔储液介质是启发自关节软骨的仿生摩擦材料,因具有良好的自润滑性能,在工业生产中发挥着重要作用。早期多孔储液介质多是针对不同基体材料及骨架结构进行优化设计,或是根据单因素理想边界建立润滑数值模型,对多孔储液介质的润滑机理缺乏系统的理论描述,限制了其大规模的工业应用。根据不同的结构形式和润滑机理,将多孔储液介质分为有限直孔储液介质和随机多孔储液介质,总结了有限直孔储液介质中空化现象、流体运动、惯性效应、气-液耦合对润滑性能的影响,论述了基于渗流力学、流-固耦合作用的随机多孔储液介质自润滑理论的发展,以及多孔储液介质的应用现状。分析和讨论了多孔储液介质自润滑机理研究的难点问题,对推动多孔储液介质润滑机理的研究和工程实践应用具有重要的参考意义。     

用三层粘度修正模型计算薄膜润滑径向轴承

根据轴承表面对液体分子的作用大于液体内部的作用,使液体的粘度随与表面的距离而变化,把润滑层简化为三层,与表面紧邻为粘变层,中间为常规的等粘度层。由此根据液流连续性推导出计算径向轴承的广义雷诺方程,并进行轴承性能的分析计算。     

绿色样品前处理技术——液相微萃取技术简介

样品前处理技术在环境水体中污染物的分析检测中具有非常重要的作用。液相微萃取是近年发展起来的一种新型样品前处理技术,本文简单介绍了两种液相微萃取技术一多孔中空纤维液相微萃取和分散液相微萃取的基本原理和应用。     

基于AMESim的气液增压缸的动态性能分析

分析气液增压缸的结构和工作原理,得出气液增压缸的数学模型,针对某公司生产的S830506D型号气液增压缸,运用AMESim建立一个工作周期内气液增压缸运行模型,并对该缸的动态性能进行仿真,分析气源压力、预压弹簧刚度、高压密封处过流面积对增压缸动态性能的影响。对气液增压缸的设计和选型有一定参考价值。