球/平面接触表面形貌变化的试验研究

基于试验探究了球/平面接触过程中,正压力、润滑条件及原始表面形貌对试验后表面形貌的影响。试验中,采用不同原始表面,在不同压力、不同润滑条件下,完成了一系列球面与粗糙面的接触试验。试验前后分别使用Talysurf CCI Lite非接触式三维光学轮廓仪对试样表面进行了测量,并用ISO25178定义的参数对三维表面形貌进行了表征。研究结果表明,正压力、润滑条件和工件的原始形貌对试验后的表面形貌具有显著的影响,并给出了具体压力、润滑条件及原始表面形貌对塑性变形后表面形貌的影响关系。     

基于气泡群相间作用力模型的加压鼓泡塔流体力学模拟

目前,多数文献报道了冷态加压湍动鼓泡塔内流动特征,并且通过实验数据回归相关经验关联式。然而,此类关联式适用范围有限,难以直接外推到工业鼓泡塔反应器条件。因此,在FLUENT平台上建立了基于气泡群相间作用力的、动态二维加压鼓泡塔计算流体力学模型。通过数值模拟考察了操作压力为0.5~2.0 MPa,表观气速为0.20~0.31 m·s^-1,内径0.3 m鼓泡塔内流场特性参数分布,并且与冷态实验数据进行比较。结果表明,采用修正后的气泡群曳力模型、径向力平衡模型以及壁面润滑力模型描述气泡群相间作用力,能够较为准确地反映平均气含率和气含率径向分布随操作压力和表观气速变化的规律。     

冷轧界面油膜厚度对表面形貌转印过程的影响

为研究冷连轧过程中接触界面润滑油膜厚度对表面形貌转印过程的影响,在跟踪实际生产中带钢表面形貌的基础上,结合轧辊表面磨损形貌以及润滑分析确定的界面油膜分布,建立真实表面接触的带钢形貌生成模型,用跟踪测量轧辊服役期内生产带钢表面的粗糙度对模型进行验证.利用模型分析在不同磨损状态下电火花毛化轧辊油膜厚度对转印形成带钢表面形貌的影响规律.结果表明:轧辊表面处于不同磨损状态时,带钢表面Ra的转印率随着油膜厚度的增加而减小;轧辊表面磨损后转印形成的带钢表面P_c的转印率在油膜厚度增加的初期基本保持不变,而后急剧减小.     

低速船用柴油机主轴承弹流润滑性能分析

以某低速二冲程船用柴油机为研究对象,结合弹性流体动力学、多体动力学以及有限元方法,建立了包含机架-机座-主轴承盖-曲轴的整机动力学润滑耦合分析模型,对低速船舶柴油机主轴承的润滑性能进行研究。研究结果表明:第7主轴承(靠近飞轮端)润滑性能最为恶劣,总压峰值达到87.95 MPa,高出其他主轴承19.7%至413.7%不等;在整个推进工况主轴承油膜厚度均满足最小膜厚要求;不同工况轴承液动润滑和混合润滑的时间占比也不尽相同,液动润滑占比从100%负荷的20.7%提高到25%负荷的99.3%;轴承结构对主轴承的润滑磨损性能有较大影响,径向间隙的设计须综合考虑油膜承载与摩擦功耗。     

陶瓷基高温自润滑复合涂层的制备及摩擦学性能研究进展EI北大核心CSCD

摩擦磨损大多数情况下不利于机械设备,我国作为机械制造大国,降低摩擦磨损对工业进步及可持续发展有重大意义。陶瓷基高温自润滑复合涂层作为工业应用中常见体系之一,主要以硬质陶瓷为基体,并掺杂润滑材料作为第二相组成,使其一方面继承陶瓷相优异的高温稳定性及强度,另一方面提高在常见摩擦环境下的润滑性能,因此被广泛应用于船舶、航空航天、生物科技、高速列车等领域,受到研究人员的广泛关注与探索。本文以陶瓷基高温自润滑复合涂层为中心,首先阐述复合涂层及固体润滑材料的基本分类;其次综述不同制备方法的最新研究进展,重点关注工艺参数对制备陶瓷基高温自润滑涂层性能的影响及改善方法;然后归纳改善陶瓷基高温自润滑复合涂层表面摩擦学性能的关键因素,探讨了提升减摩耐磨性能的可行性和研究潜力;最后总结目前陶瓷基高温自润滑复合涂层存在的问题,主要有以下2点:(1)对复合涂层的物相分析仍以解释现象为主,没有完整的理论基础;(2)对不同制备工艺下复合涂层结构和摩擦学性能的改善手段较单一。因此提出相应的解决办法以及未来可能的发展方向:(1)研究陶瓷基体和不同润滑相、附加组元、高温环境的协同作用机理,建立系统的理论基础;(2)针对不同制备工艺的成型机理,重点研究工艺参数的协同作用对复合涂层微观结构形成的影响,扩展制备工艺的改善方法。     

利用圆环镦粗与有限元法测定 TC4 钛合金高温变形的摩擦系数

将圆环镦粗与有限元方法相结合测定了 TC4 钛合金高温变形时的摩擦系数。 利用有限元模拟方法确定了摩擦系数的理论校准曲线,并根据圆环镦粗试验结果确定了圆环内径与高度变化的关系,将圆环镦粗后的内径和高度的变化百分比与模拟得到的摩擦系数理论校准曲线进行对比,得出 TC4 钛合金在玻璃润滑剂和干摩擦条件下的摩擦系数分别为 0 . 32 和 0 . 58 。     

纳米SiO2对聚丙烯酸酯复合涂层在水润滑下摩擦学性能的影响

考察了纳米SiO₂对聚丙烯酸酯复合涂层在水润滑下摩擦磨损性能的影响。利用FTIR分析纳米SiO₂与聚丙烯酸酯的界面结合;利用SEM观察复合涂层磨损表面,并结合FTIR和摩擦磨损实验分析其磨损机理。结果表明:水润滑时,聚丙烯酸酯在摩擦过程中会发生摩擦化学反应,引起涂层摩擦腐蚀磨损;而纳米SiO₂能与聚丙烯酸酯以化学键的形式结合,它的加入有助于摩擦界面在水介质中形成具有较好减摩作用的表面膜和水分子膜,提高聚丙烯酸酯复合涂层的耐磨性。在水润滑下,当纳米SiO₂的含量较低时,涂层表面的磨损形式为摩擦腐蚀磨损和磨粒磨损;当纳米SiO₂的含量达到5wt% 时,涂层表面形成完整的表面膜和水分子膜,此时涂层具有良好的摩擦学性能。      

基于多体动力学的船用柴油机连杆轴承润滑分析

基于多体动力学有关理论,计入影响滑动轴承弹流动压润滑的有关因素,构建连杆轴承仿真计算模型,采用有限元法对二冲程船用柴油机额定工况下的连杆大端和小端轴承的润滑状况进行研究。根据在一个工作循环内的计算结果可以发现:小端轴承即十字头轴承始终承受压应力,而大端轴承短时间内存在拉应力,垂向载荷方向改变;载荷的最大值皆发生在缸内气体压力最大的时刻;小端轴承高油压区域十分集中,其轴心运动轨迹存在于下半部较小的范围内;大端轴承轴心轨迹主要存在于上半部的右半部分; 2个轴承的平均油膜压力分布皆较为集中;连杆两轴承的油膜最小厚度皆大于3μm,能满足流体动压润滑的要求。     

基于正交试验法的齿轮油气润滑参数优化探究

为了解决乏油工况下的齿轮润滑问题,探究使用油气润滑的齿轮传动效果和最佳油气参数。通过设计5水平正交试验,分析了在不同转速、负载工况下,供油量、供气量和喷嘴高度对齿轮传动平台润滑效果的影响程度和齿面温度,进而获得最佳的水平设置和油气参数最优解,并与传统浸油润滑效果进行了对比试验。结果表明,供气量对油气润滑效果影响最大且存在最佳供气量;供油量影响次之;适当增加供油量有利于润滑,但超过一定数值后润滑效果提升有限;喷嘴高度影响最小,其数值存在最佳值,为保安全可将喷嘴适当远离啮合区放置。油气润滑降温效果好,其传动效率在相同载荷工况下优于浸油润滑。本文的研究可对油气润滑在齿轮传动中的应用提供技术指导。     

微织构对铜基自润滑复合材料摩擦磨损性能的影响

目的 针对活塞环在高温高压、循环往复的惯性力等工况下与气缸极易磨损的问题,以栓盘模型为试验对象,研究圆形微织构对铜基自润滑复合材料的摩擦磨损性能,以期提高两者的耐磨损性能。明确微织构在不同工况下与复合材料摩擦磨损行为之间的联系,建立表面微织构设计准则。方法 采用CT-MF20型光纤雕刻激光打标机在45#钢表面加工制备出直径为0.2 mm的圆形微织构,并通过栓-盘形式在HT-1000型摩擦磨损试验机上对圆形织构化45#钢进行摩擦性能试验,考察圆形微织构在不同载荷(2、10、20 N)及不同滑动距离(1.88 m和18.84 m)下的摩擦磨损情况,而且借助扫描电子显微镜(SEM)分析摩擦表面的显微结构和形貌,通过能谱仪(EDS)结果分析摩擦表面元素积累情况。此外,为了与之形成对比每组均设有无织构的45#钢试验。结果 在摩擦试验中,载荷为20 N、滑动距离为18.84 m时圆形织构的摩擦磨损性能最优,平均摩擦因数降幅随着滑动距离的增加从11%增加到23.5%,同时栓和盘表面形貌磨损也明显比其他条件的试件要小。在EDS结果中发现圆形织构表面的氧元素更多,集中分布在织构里。结论 当载荷为20 N、滑动距离为18.84 m时,圆形织构的减摩效果最好,摩擦因数稳定,栓盘磨损表面变得光滑,这归因于圆形织构盘表面棘轮效应明显,并形成连续稳定的转移润滑膜,从而减小磨损。