应用光干涉法研究弹流油膜厚度和形状

弹流研究中,测量摩擦副之间的油膜厚度是一项十分重要的工作。本文叙述了应用光干涉法观测点接触弹流油膜厚度和形状的试验研究。介绍了试验原理和使用的装置。文中给出了不同载荷、不同速度下纯滚动时的光干涉图象,以及根据试验画出的油膜厚度曲线。     

外加电场作用下双电层电粘度对水润滑特性的影响

根据双电层理论,建立了外电场作用下流体润滑中的双电层引起的电粘度效应的数学模型,并通过组合滑块水润滑试验考察了双电层的电粘度效应对流体润滑性能的影响。结果表明,外加电场作用下,双电层电粘度效应对摩擦因数具有明显影响;当速度较低时,随着外加电压的增加,摩擦因数明显增大;随着速度的增加,摩擦因数增大幅度减小;试验结果同所建立的数学模型相符。     

点接触弹流问题中的表面弹性变形计算

本文提出了在弹流数值解中常用的固体耒面弹性变形计算的一种数值方法。这种方法适于处理无摩擦接触的各类工程问题。在全求解域上,用分段二次多项式逼近压力函数,将每一个节点上的弹性变形表示为节点压力的线性组合,其中所有的系数组成了弹性变形矩阵。这样,使弹性变形计算简化,计算工作量大大减小。同时这种计算方法的精度比以往的同类型计算都有所提高。     

求解磁头/磁盘超薄气膜润滑性能的有效有限差分算法

首先给出超薄气膜润滑的基本方程.通过对方程的分析指出,在纳米尺度下工作的磁头/磁盘具有轴承数很大和剪切流项含有压力的两个特点.提出对剪切流项进行主元迭代求解可压缩气体雷诺方程的新计算方法.在推导出该方法所用的差分公式和误差分析公式基础上,利用这些公式对双轨和多轨两种磁头在5 nm和10 nm下工作压力分布进行计算.计算过程表明该方法对超薄条件下的气膜润滑计算是有效的,该方法能够有效解决大轴承数条件下容易出现失稳的现象,避免计算中数值振荡的发生,成功地将普通有限差分算法用于求解大轴承数的气体润滑数值计算中.计算结果的误差分析表明:该算法对大轴承数气体润滑问题的收敛十分有效,并具有编程简单、计算速度快等优点.     

双电层对润滑薄膜厚度与压力的影响

利用修正的Reynolds方程对在不同金属-陶瓷（Fe和Cu及陶瓷材料Al2O3,SiN4、ZrO2和SiO2）水润滑中的双电层的影响进行了分析。通过数值计算,分别对流体润滑、弹流润滑的线、点接触的情况做了计算。计算结果表明:在膜厚较薄（几十纳米）时,双电层电势对润滑膜的厚度有较明显的影响,使最小膜厚明显增加,随着膜厚的增加这种影响将迅速减弱。而双电层的存在对润滑膜的压力分布影响不大。     

无导线微型机械驱动器试验研究

针对医用内窥镜驱动系统，提出了一种通过电磁感应加热感应导体、再通过感应导体加热其周围石蜡的无导线热膨胀微型机械驱动器，电磁感应加热不仅加热速度快，而且驱动器与驱动源之间无需导线连接，使驱动器的使用更加方便，石蜡在其熔点附近具有很大的膨胀系数，而且其熔点可以调节（所用石蜡的熔点在37－39℃之间，适合在人体内使用），在对10个不同尺寸的原理性驱动器模型进行位移输出性能试验的基础上，制作了4个可以实现单向运动的驱动器模型，并对其运动性能进行了试验，其最大平均运动速度可以达到0．139mm/s。     

等温弹流润滑问题的直接迭代解 (二)关于点接触问题

本文用松弛法直接迭代求解弹性流体动力润滑(EHL)椭圆接触问题的一组非线性微分方程,获得了具有典型EHL特征的完全数值解。为提高收敛精度,采用了变松弛因子,并且自行推导了较高阶的有限差分公式。在计算弹性变形时,对二维的压力分布作双二次插值逼近,并通过极坐标变换克服了积分的奇异性。     

As^＋,B^＋离子注入硅的结构和摩擦学性能

利用ＸＲＤ、ＸＰＳ、ＡＥＳ分析了Ａｓ＾＋、Ｂ＾＋离子注入后的硅的表面成分，结构和化学状态，并通过ＡＦＭ／ＦＦＭ和ＳＲＶ实验测量了Ａｓ＾＋、Ｂ＾＋离子注入硅的微观摩擦和宏观摩擦磨损性能。结果表明，Ａｓ＾＋、Ｂ＋离子注入后，单晶硅表面仍呈晶态，表面粘着力、微观及宏观摩擦系数增大，同时耐磨损能力增强， 观与宏观摩擦在损特性的规律基本一致。     

微观摩擦与表面形貌相关性的试验研究

针对微机电系统存在的问题，阐述了微摩擦的测试方法以及表面形貌对微机械中摩擦性能的影响，试验研究了表面形貌对介于宏观和微观之间摩擦行为的影响。试验用研磨的方法在硅片表面制作了不同宽度的条纹，通过UMT微摩擦测试仪研究了在不同速度和载荷下氮化硅陶瓷球和试样间的摩擦行为。试验表明，在硅片上制作出合适的条纹有助于降低摩擦系数，在低载低速下出现了测力梁突然释放弹性变形能的情况，使得摩擦力和载荷不稳定，而且随着表面条纹间距增大，这种现象的频率也越来越高，并通过理论分析解释了这些现象。