多功能摩擦传动实验机研制与实验研究

针对目前摩擦学实验台接触形式单一、实验范围狭窄及边界条件不统一等问题,设计了一种新型多功能摩擦传动实验机。通过采用两个可在径向载荷作用下作可控相对运动的独立电机驱动主轴,实现多种接触形式的试件装卡,从而在高度统一的边界条件下进行摩擦磨损、传动性能测试及疲劳寿命检测等多种实验。实验结果表明:该实验机可为滑滚接触条件下典型零部件的摩擦与润滑机理研究、传动系统性能检测与动力学分析等提供可靠的实验平台,满足设计要求。     

端面接触摩擦磨损试验机设计与研究

试验机模块化结构便于拆卸与安装;通过闭环反馈系统控制伺服电机对试样进行加载与调节,摆脱了开环系统对人工的需求,增强了实验的灵活性和独立性,提高了测量精度;通过调整夹具上的调整螺钉,可实现不同半径摩擦试样的实验,通过调整平台的移动,可实现不同厚度摩擦试样的接触并进行加载实验;采用对称布置的两个测力传感器对加载正压力取平均,减小了由于装置两端加载力不均匀导致测量不准确的问题。     

高速滑滚接触条件下摩擦副的热分析

高速旋转摩擦副生热加剧会引起零部件的工作温度异常升高,严重时会导致摩擦副表面润滑失效、摩擦副胶合甚至咬死,严重威胁系统的正常运行。针对摩擦生热问题,建立高速滑滚摩擦副的表面温升计算模型:分别利用接触理论和传热学分析两滚子摩擦副的接触特性和摩擦生热,将结果作为边界条件施加到接触摩擦副的有限元模型中,得到摩擦副的表面温升及沿深度方向温度变化情况。通过与高速台架试验中获得的摩擦副表面温度进行比较,表明了高速滑滚摩擦生热模型正确,为分析摩擦副表面热失效行为提供了理论基础。     

橡胶线接触摩擦规律的研究

由于橡胶磨损机理与摩擦机理之间密切相关,因此,对橡胶摩擦机理及其规律的了解将有助于深入了解橡胶磨损机理.本文通过对橡胶在线接触下摩擦机理和规律的研究发现:橡胶线接触的主要摩擦机理是粘附,橡胶线接触的摩擦系数随时间周期性变化,并随法向载荷增大而略有下降,且基本不随滑动速度而变化.     

封隔器胶筒大变形的粘-滑摩擦接触分析

采用罚函数方法，结合橡胶大变形问题的增量分析过程，考虑封隔器胶筒与套管之间的粘-滑摩擦接触问题，研究摩擦因数变化对接触压力的影响规律。给出解决封隔器胶筒摩擦接触问题的数值方法，并在此基础上对胶筒与套管之间的摩擦接触进行有限元分析，分析得到采用大变形非线性粘弹性理论和接触摩擦描述的有限元模型，可以比较准确模拟封隔器在坐封和工作过程中胶筒接触压力和变彤的情况，结果表明，摩擦因数变化对封隔器胶筒的接触压力有着较明显的影响。     

面接触边界润滑模型研究

根据经典的热传导公式,求解面接触边界润滑条件下的接触温度,再根据吸附热和摩擦因数、接触温度之间的关系建立一种求解边界润滑摩擦因数的模型。利用模型计算一个实例,通过分析发现,在载荷较低时,摩擦因数随滑动速度或载荷的变化变动很小,载荷较高时,摩擦因数随滑动速度或载荷的增大而增加;摩擦因数随接触温度的增加而增加;相对油亏量和摩擦因数有着基本一致的变化规律。通过在自制滑块-摩擦盘机构上的实验证实,实验结果和理论结果有相似的变化规律。     

二维载荷作用对金属橡胶干摩擦阻尼性能的影响

这里研究了金属橡胶隔振器干摩擦阻尼特性在二维载荷作用下的变化情况。作者引入了金属橡胶材料内部接触作用模型,利用宏观滑移和微观滑移的概念来描述金属橡胶材料在振动载荷下的减振机理;通过实验验证了在二维载荷作用下,金属橡胶材料迟滞回线最初加载曲线和完全迟滞回线的变化情况,并针对不同载荷变化情况对金属橡胶干摩擦阻尼特性进行了分析。实验结果及理论分析为金属橡胶材料在航空航天领域的进一步应用提供了依据。     

单向离合器接触摩擦及承载性能的研究

探讨了多体接触型单向离合器的摩擦及承载特性；采用弹性力学有限元方法分析了该离合器摩擦自锁性能和摩擦锁紧中的接触体与内外圈的接触强度特性；建立了该离合器的摩擦及承载性能分析的数学模型。通过数值分析，给出了内外圈和接触体的应力分布曲线以及接触产生的最大应力位置。结果表明，该离合器的摩擦自锁特性与接触构件的几何形状、材料特性、载荷以及接触状态有关。摩擦啮合过程是几何学与摩擦学的耦合。研究中不仅计人了静摩擦和摩擦锁紧时刚体位移的影响，而且还考虑到接触摩擦锁紧过程中存在的滑动摩擦，通过确定滑动区域，正确判定了离合器的摩擦锁紧状态。最后通过实例计算分析验证了本方法的有效性。     

轮轨接触界面摩擦管理研究进展

列车向着高速与重载方向迅速发展,显著加剧了轮轨接触界面间的损伤。通过在轮轨接触界面进行摩擦管理能够有效地降低轮轨之间的磨损、显著提高列车的运行安全性以及降低运营成本。对轮轨接触界面摩擦管理研究现状进行综述,并介绍轮轨界面摩擦控制对轮轨作用力、黏着、磨耗、滚动接触疲劳以及振动与噪声影响的研究进展;展望了轮轨接触界面摩擦管理未来研究方向,即应针对不同应用环境和接触部位,研发合理的摩擦控制材料,以克服摩擦管理过程中对轮轨损伤及使用局限性等问题;应探究车轮踏面/轨顶面和轮缘/轨距面摩擦控制方式,严格控制摩擦材料喷涂量使两接触面不相互干扰,优化改进轮轨接触界面摩擦管理的最佳应用参数;应研发环境友好型的轮缘/轨距面润滑剂与车轮踏面/轨顶面摩擦控制剂,稳定调控轮轨接触界面的黏着特性。     

表面镀Si-DLC膜微机电器件弹塑性接触及摩擦热有限元分析

微摩擦热实验比较复杂,现有实验条件还难以对其进行较为深入的研究。采用有限元数值方法模拟硅材料微机电器件表面镀Si-DLC膜前后的弹塑性接触及摩擦热分布的性能。用Ansys10.0建立弹塑性接触和摩擦热分析的有限元几何模型,分析弹性阶段和弹塑性阶段各参数与接触性能之间的规律、摩擦热及热耦合应力的分布规律。研究结果表明:硅表面镀上一层Si-DLC膜后,其抵抗外力变形能力和抗磨性得到很大的提高,而且摩擦热引起的升温和热耦合应力大大降低。     

J6928轴承接触角测量仪的开发

J6928轴承接触角测量仪由驱动机构、加载机构和电器控制部分构成,其把轴承看作是一个行星齿轮系统,根据行星轮系间的运动关系,经过计算,精确地测量出轴承的接触角,具有操作简便,精度高和重复性好的特点,适用于大型角接触球轴承接触角的测量.     

表面接触角测量装置的设计

介绍了一种用于测量表面接触角的简易装置,目的是为材料表面的润湿性实验研究过程提供一种简易专用装置和方法,替代昂贵的专用测量仪器,用于快速评估被测样品表面的接触角。装置由样品台、光学系统、三维平移台、移液器和计算机组成,对被测样品表面具有一定体积的液滴通过光学系统成像,并将CCD相机与计算机相结合,对液滴形态图像进行存储和分析,从而得到被测样品的表面接触角。对装置的结构、功能和使用方法进行了介绍。     

动触头三个焊面同时钎焊方法的研究

研究了感应钎焊ＣＪ－２１５ 接触器动触头三个焊面同时焊接的方法。试验结果表明, 三个焊面钎合情况良好, 两触头的高度尺寸精度高, 可以满足动触头钎焊的大批量生产。     

隐形眼镜投影测量仪的设计

提出了一种采用光学投影成像和自扫描光电二极管列阵(SSPA)传感器实现隐形眼镜曲率、光学中心厚度和直径测量的新方法,基于此方法设计成功了一种新型隐形眼镜投影测量仪.介绍了仪器的测量原理、仪器结构、光电二极管列阵信号采集以及单片机控制系统的硬件和软件设计.该测量仪测量镜片曲率半径的精度优于±0.1mm,测量镜片光学中心厚度的精度优于±0.01mm,测量镜片直径的精度优于±0.1mm,并能分辨镜片上任何方向大于0.01mm的杂质和表面缺陷.     

微压力接触式台阶仪的结构设计与实验研究

介绍了一种基于光电检测原理的高精度接触式二维轮廓检测仪。该仪器将CCD成像检测技术与接触式检测技术有机的结合起来,通过狭缝成像方式代替进口容栅和磁栅,实现对工件的高精度尺寸检测,具有接触压力小,成本低等优点。实验测得,仪器最小分辨率为1μm,多次测量重复精度为±5μm。     

成形板料表面的接触分形几何模型研究

提出一种新的方法用以描述板料与模具的接触问题。利用接触式轮廓仪对板料粗糙表面进行测量和分析，论证了成形板料表面的微观形貌可以用weierstrass—Mandelbrot分形函数来表征，所得到的参数是不依赖于测量尺度而变的“固有”参数。根据分形几何理论和接触力学理论，建立了板料与模具接触的接触面积与变形关系模型。     

新型光干涉法纳米级润滑膜厚度测量仪

润滑膜厚度的测量是开展纳米量级薄膜润滑状态研究的关键问题。利用光干涉法相对光强原理研制出一种纳米级润滑膜厚度测量仪,在低速低载荷条件下对点接触纯滑动润滑接触中心区润滑膜厚度进行测量,并讨论接触中心区和润滑膜厚度与速度和载荷之间的关系。结果表明:已测量的膜厚值已达到纳米量级,在设定工况下润滑膜厚度随速度增大而增大,随载荷增大而减小;比较Hamrock-Dowson公式计算结果和实验结论证明,这种仪器能有效实现对纳米级润滑薄膜厚度的测量。     

一种双列调心球面球轴承刚度的计算及应用

鉴于双列调心球面球轴承在大型精密仪器中的广泛使用,运用弹性接触理论推导出适合计算该类型轴承的刚度计算公式,用以仪器系统形变和位移的定量分析。并以一大型天文望远镜中所用的该轴承为例,计算了轴承的径向和轴向刚度,讨论了采用有限无法进行数值计算时,该双列调心球面球轴承的简化和有限元模型的建立。     

新型两用表面形貌测量仪的研究与开发

开发了一种大量程、高分辨率、非接触式与接触式测量两用的新型表面形貌测量仪器。仪器本体为非接触测量轮廓仪,通过插入接触式测头实现接触测量。非接触式测头采用傅科法自动聚焦原理,接触式测量采用微恒力电感测量原理,它们共用一个音圈电机,各自跟踪电气零位,实现大量程、高分辨率的位移测量。文中还介绍了仪器采用的共运动基面二维工作台。     

一种非接触测微新技术初探

以像散法的测微原理为依据,对ＣＤ光学头的检测系统进行改造,构建了一维测微系统。获得０．０７μｍ的测量分辨率,１００ｋＨｚ的频率响应。同时具有体积小,成本低等优点。具有广阔的应用前景。