钢纤维和氧化铁粉含量对半金属摩擦材料摩擦磨损性能的影响

半金属摩擦材料中的钢纤维、氧化铁粉是重要的增强组分和调节剂。研究钢纤维含量和氧化铁粉含量对半金属摩擦材料摩擦磨损性能的影响,以获得较佳的配比。研究结果表明:随钢纤维含量增加,摩擦因数增加,且摩擦因数的稳定性和抗热衰退能力提高;但随钢纤维含量的增加,磨损率也随之增加;当钢纤维质量分数为20%时,摩擦材料的摩擦因数较平稳,350℃时几乎没有明显的热衰退,磨损率也较低。氧化铁粉的含量对摩擦因数影响不大,但可改善摩擦材料的自润滑性和抗高温热衰退性;但过多的氧化铁粉含量,导致磨损率增大,特别是高温时更为明显,从摩擦因数的稳定性与磨损率两方面综合考虑,氧化铁粉质量分数为5%时摩擦材料具有较好的摩擦磨损性能。     

碳纤维含量对铜-石墨电刷摩擦因数的影响

为进一步改善铜-石墨复合材料电刷的导电和耐磨性,提高其使用寿命,研究了在通电条件下,碳纤维含量对铜-石墨电刷摩擦因数的影响。结果表明,随碳纤维含量的增加,电刷摩擦因数降低,但碳纤维含量超过5%以后,摩擦因数呈增大趋势;即摩擦因数随碳纤维含量的增加存在极小值。     

含石墨转移层对铜－二氧化硅／ 钢摩擦磨损行为的影响

为探讨干摩擦磨损条件下含石墨转移层对摩擦磨损性能的影响,在45#钢表面覆盖含石墨润滑层,通过干滑动磨损试验,研究含石墨润滑层对钢/铜-二氧化硅摩擦副摩擦因数、磨损量及摩擦损（亚）表面的影响。结果表明：与无石墨润滑层的45#钢相比,含石墨润滑层的45#钢的摩擦因数、磨损率明显下降,且干滑动试验后磨损表面相对光滑平整,表明含石墨摩擦层起到了减摩降磨作用,抑制了金属的直接接触。     

结肠摩擦因数的测试研究

为了给人体介入式医疗器械的运动控制提供理论依据,测试了不同材料、不同表面状况的试样与猪结肠的摩擦特性。试块由电动机牵引,通过牵引力与电枢电流的标定关系来测量摩擦力,通过加载砝码来改变正压力。使用NI-6008USB数据采集器,在Labview软件平台上实现测试控制与数据处理。使用了铝、铜2种材料,每种材料的试块分为平面、圆弧表面、锯齿表面和三角表面4种,共8种试块。测试结果表明：猪结肠对铝、铜2种材料的摩擦因数在Q24-0．71之间;对同一种材料试块来说,表面形状对摩擦因数影响较大,从平面、圆面、直齿面到三角面摩擦因数逐渐增大;对同一种表面形状来说,铝试块比铜试块的摩擦因数要略大。     

KH-550改性钢纤维对半金属摩擦材料摩擦学性能的影响

为使半金属摩擦材料中的钢纤维组分能与基体树脂更好地融合,使用硅烷偶联剂对钢纤维组分进行表面改性,用WGH-30/6红外分光仪研究不同改性方法的改性效果,按照GB5763-98在XD-MSM定速式摩擦试验机上考察不同改性钢纤维制备的半金属摩擦材料的摩擦磨损性能,并分析摩擦磨损机制。结果表明:半金属摩擦材料中的钢纤维经过硅烷偶联剂KH-550表面改性处理后,平均摩擦因数上升10%且比较稳定,平均磨损率下降30%,在高温350℃时,磨损率下降了约47%。     

摩擦圆辊直径与摩擦包角对板成形摩擦系数测量的影响

基于Duncan方法设计了一种板料成形摩擦系数测试装置,用以考察摩擦圆辊的直径和摩擦包角对摩擦系数计算的影响。正交试验分析表明:随着摩擦圆辊直径和摩擦包角的增大,由板料弯曲和包角边界造成的摩擦系数计算干扰效应将逐级减小,进而计算摩擦系数也逐步减小,并且最终趋向真实摩擦系数。基于最终试验分析结果,得出包角在90°,圆辊直径在30 mm左右时,测得的摩擦系数可以忽略弯曲效应和包角边界效应,能反映真实摩擦状态,可以用于后续的金属板料成形有限元模拟。     

径向金属密封唇部结构接触力学研究

由于初始过盈量和介质压力的作用,井下流量控制阀径向金属密封唇部的应力和应变梯度变化很大,很容易发生塑性变形。为研究径向金属密封唇部接触力学行为,提出径向金属密封唇部的圆弧结构,基于接触力学建立径向金属密封唇部轴对称结构的圆弧-平面接触模型,得出径向金属密封唇部结构接触力学参数的理论关系式,并基于有限元方法进行验证。径向金属密封唇部接触力学参数的理论解与数值解相符,接触宽度、最大接触应力、初始过盈量和平均接触应力的平均相对误差分别为8.86%、6.96%、8.88%和4.33%,满足工程设计要求。研究表明：径向金属密封唇部的最大接触应力与初始过盈量、径向金属密封唇部径向厚度和轴向厚度成正比,与径向金属密封唇部圆弧半径成反比,因此可通过增加初始过盈量、径向金属密封唇部径向厚度和轴向厚度来增加径向金属密封唇部的最大接触应力。研究结果为井下流量控制阀径向金属密封的设计提供了理论指导。     

外加电场对3种陶瓷/金属摩擦副摩擦行为的影响

使用自制面接触往复式滑动摩擦磨损实验机,采用质量百分比浓度为１％的硬脂酸锌水基乳化液作为润滑剂,研究了边界润滑状态下外加直流电场的几处施加方式对３种摩擦副在低速滑动时摩擦行为的影响。实验结果显示,外加电压的存在显示地改变了３种摩擦副的摩擦系数以及摩擦系数曲线的平稳程度,摩擦系数是最大相对增加量和最大相对减少量分别达到２００％和４０％。摩擦系数的改变与外加直流电压的通断是对应的,不同摩擦副对电压接通     

金属切削加工热弹塑性大变形有限元理论及关键技术研究

基于有限变形理论、虚功原理和更新的拉格朗日公式建立了热弹塑性本构方程，导出了热弹塑性大变形耦合控制方程。对切削加工有限元模拟中的关键技术，如材料模型，工件和切屑的分离、断裂准则，刀具、切屑间的接触摩擦模型以及切削热进行了探讨，针对这些关键技术建立了正交切削加工铝合金7050T7451有限元模型，对切屑形态、切削力、切削温度以及应力场和应变场等物理量的分布进行了有效预测。     

聚丙烯、炭黑和碳纤维共混填充超高分子量聚乙烯复合材料的力学和摩擦磨损性能

采用模压成型的方式制备超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,通过AG-1型电子万能实验机和MM-200型摩擦磨损试验机分别研究填料对复合材料力学性能和摩擦磨损性能的影响,采用光学显微镜分析复合材料磨损表面的形貌。结果表明:聚丙烯(PP)和无机填料炭黑(CB)或CB与碳纤维(CF)混杂填料的加入使UHMWPE复合材料的拉伸强度降低,弯曲模量和硬度增加,其中UHMWPE/PP/CB/CF复合材料的弯曲模量和硬度增幅大于UHM-WPE/PP/CB复合材料。填料的加入可改善UHMWPE复合材料的摩擦磨损性能,当填料的质量分数为5%时,UHMWPE复合材料的摩擦磨损性能最好,且UHMWPE/PP/CB/CF复合材料的耐磨性能优于UHMWPE/PP/CB复合材料。与UHM-WPE相比,UHMWPE/PP/CB/CF复合材料的摩擦因数和磨痕宽度分别下降了10%和44%,UHMWPE/PP/CB复合材料则分别下降了12%和42%。光学显微镜观察表明填料的加入大大改善了UHMWPE的磨粒磨损,复合材料表面以较浅的犁沟磨损为主要特征。     

采用镍基和奥氏体焊材焊接Cr5Mo钢焊接接头的高温性能

通过热处理实验、持久实验以及焊缝附近微区变形的测量 ,对采用镍基焊材和奥氏体不锈钢焊材焊接的Cr5Mo钢焊接接头的高温性能进行研究。试验表明在高温条件下 ,奥氏体A30 2 /Cr5Mo焊接接头很快就发生碳迁移 ,且碳迁移的程度随着时间的延长而加剧 ;而镍基Inconel 1 82 /Cr5Mo焊接接头很难发生碳迁移。由于碳迁移的影响 ,在低应力的条件下 ,A30 2 /Cr5Mo焊接接头持久寿命大约只有Inconel 1 82 /Cr5Mo焊接接头的 5 0 % ,且镍基焊接接头的断裂位置大多位于远离焊缝的母材上 ,而A30 2 /Cr5Mo焊接接头的断裂位置大都在脱碳层附近。通过对焊缝附近微小区域变形的测量 ,发生断裂的脱碳层区域较其他位置具有较大的蠕变变形以及较高的蠕变变形速率     

铬对铜基粉末冶金材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金工艺制备铜铬基粉末冶金摩擦材料,在制动压力0.5～0.76 MPa、制动速度1000～3000 r/min范围内,探讨干、湿2种状态下铬对材料摩擦磨损性能的影响。结果表明,随铬含量增加,材料的摩擦因数和磨损量降低,且随制动压力增加,摩擦因数降低;在低摩擦速度时,湿摩擦因数低于干摩擦,高速时则相反。铬降低了材料的摩擦因数和磨损量的原因在于铬增加了材料的硬度而起到了降低摩擦面的损伤程度和表面粗糙度的作用。在较低的摩擦速度条件下,由于水分的润滑作用充分,导致摩擦因数降低,在高速摩擦条件下,水分冷却作用明显,导致表面微凸体间的啮合强度增加而使摩擦因数高于干摩擦。     

服役环境下材料蠕变对挤压筒过盈量的影响

在传统Lamé公式的基础上引入直接位移求解法（DDM）,推导了考虑蠕变效应的挤压筒应力/应变分布解析模型,分析了各层筒应力随时间的变化情况。针对挤压筒用热作模具钢H13进行了高温蠕变试验,获取了500 ℃下热作模具钢H13的蠕变行为和Norton表达式,探讨了材料蠕变对挤压筒各层之间过盈量的影响规律。研究结果表明,交界面处各层筒的蠕变应变有差别,造成径向变形不一,从而使得过盈量减小。     

铸铁纤维复合摩阻材料的摩擦性能研究

高强度铸铁以振动切削法制成纤维 ,替代石棉纤维与树脂等复合形成摩阻材料。在常温和变温条件下对这种材料的摩擦性能进行了多组试验 ,找出了铸铁纤维、粘合剂和其它组元的组成比例对摩擦性能的影响关系。通过试验确认 ,铸铁纤维复合摩阻材料的摩擦系数和磨损率指标能够达到车辆、工程机械的离合器、制动器的使用要求 ,并优于传统的石棉增强摩阻材料。     

Influence of plastic deformation and prolonged ageing time on microstructure of a Haynes 242 alloy

The material used in this study was a commercial HAYNES® alloy 242? with a nominal composition of Ni‐25% Mo‐8% Cr (in wt.%). In the standard heat treatment, the 242 alloy is annealed at a temperature between 1065 and 1095 °C and then water quenched. The ageing treatment is carried out at 650 °C for 24 h in order to develop the long‐range‐order strengthening. The alloy in the conventionally aged condition was additionally cold rolled to 50% reduction in thickness and subsequently subjected to prolonged ageing at 650 °C for 4000 h. The enhanced diffusion resulted in the decomposition of the Ni₂(Mo,Cr) metastable phase into the stable Ni₃Mo‐based phase. The presence of the new stable phase increased the yield and tensile strengths but deteriorated the ductility of the alloy at both room and 650 °C temperatures.     

一种滚动密封爬壁机器人的安全吸附条件与运动特性分析

为完成三峡大坝流道的缺陷检测,设计开发了一种滚动密封结构的履带式爬壁机器人。该机器人以柔性履带作为密封裙实现滚动密封,具备密封结构耐磨性好、通过性和壁面适应性强等特点,而长效稳定吸附是机器人设计的关键问题。基于动力学建模方法,提出了滑移参数等指标作为滚动密封爬壁机器人的稳定吸附条件,用于考察机器人运动状态下、特别是滑移转向状态下的吸附稳定性与运动准确性。通过讨论负压力在内的相关设计参数对机器人滑移与稳定吸附的影响,建立了关键设计参数与机器人吸附稳定性的联系。仿真与实验结果表明,所提的安全吸附条件能够作为开展爬壁机器人运动性能优化设计的理论依据,同时也为建立相应的控制模型提供了参考。     

提高复合材料构件刚度的考虑和分析

本文从理论上系统地分析了影响复合材料结构构件刚度的因素,全文紧密围绕着板构件的刚度设计,以及板壳结构进行讨论,最后用有限元程序对板壳和平板两种结构进行了位移计算.     

橡胶层厚度和硬度对水润滑整体式轴承摩擦因数的影响

以自然水为润滑介质,用MPV-20B型摩擦磨损试验机分别研究了不同橡胶层厚度和硬度的水润滑整体式轴承的摩擦因数,得到了它的变化规律并对作用机理进行了分析。结果表明：橡胶层厚度增大,摩擦因数有减小的趋势;橡胶层硬度增大,摩擦因数有增大的趋势。     

磁性液体摩擦学性能研究

在溶液中原位合成了含磁性纳米微粒的磁性液体,利用MRH-3高速环块摩擦试验机考察了液体石蜡基磁性液体的摩擦学性能.结果表明:制备的磁性液体颗粒大小均匀, 粒径分布窄,在液体石蜡中具有良好的分散稳定性;磁性液体的减摩和抗磨能力随着其密度的增加而增加;在相同试验条件下,磁性液体比液体石蜡具有更好的减摩和抗磨性能,并具有更高的承载能力.     

密封介质对接触特性影响的建模分析

应用建模计算和性能试验相结合的方法对不同介质环境下车辆传动装置密封环的接触特性进行研究。以非牛顿流体的流变特性为基础,计及变黏度影响,模拟实际运行工况,运用有限差分数值解法,确定2种不同介质中密封摩擦副的摩擦因数和密封环温度等表达密封环接触特征的参数变化规律。通过试验进行对比论证,表明试验获取的摩擦因数和密封温升曲线与仿真曲线的基本变化规律保持一致,并且在密封系统中黏度小的介质在摩擦因数和密封温升方面较黏度大介质的数值小。通过建模和试验的双重评价方法,可以方便准确预估不同介质环境下的密封接触性能。