干摩擦条件下45钢摩擦性能研究

以45钢为对磨材料,采用止推圈式摩擦试验机测试了材料的摩擦系数,研究了载荷、转速及表面粗糙度等3个因素对材料的滑动摩擦性能的影响以及这3种因素对材料摩擦系数影响的权重.研究结果表明:摩擦系数随着载荷的增大而减小,随着转速的减小而减小;载荷、转速和表面粗糙度对摩擦系数影响的权重分别为0.57、0.36和0.07.     

大口径弹带材料黄铜的磨损机理研究

为开发适用于高膛压发射条件的新型弹带材料,研究传统黄铜弹带材料的磨损机理。采用HSR-2M往复式摩擦实验机测试黄铜的摩擦磨损性能,并结合OM、SEM/EDS分析磨损黄铜的形貌和成分。结果表明,在30N载荷下,滑动速度按照200r/min、400r/min、600r/min次序增加时,黄铜的摩擦系数先增大后减小,磨损量在滑动速度为600r/min时急剧增大。滑动速度由200r/min提高到600r/min时,由于摩擦表面温度达到黄铜的熔点,黄铜的磨损机制由磨粒磨损转变为熔化磨损。     

几种氧化铝基陶瓷材料的摩擦特性及有限元分析

利用高速环-块摩擦磨损试验机,研究了Al2O3、Al2O3/Ti(C,N)、Al2O3/TiC/CaF2陶瓷材料在室温下与45#钢干摩擦时的摩擦特性,并利用ANSYS分析了摩擦过程中的应力分布。结果表明:纯Al2O3和Al2O3/Ti(C,N)随着转速和载荷(载荷为10 N除外)的增加摩擦系数呈下降趋势;Al2O3/TiC/CaF2的摩擦系数先随转速增大而略有上升,然后减小,随着载荷(载荷为10 N除外)的增加摩擦系数减小。与Al2O3相比,Al2O3/Ti-(C,N)陶瓷的最大主应力和最大剪应力接近,但力学性能优于Al2O3陶瓷,使磨粒的刻划作用减弱,摩擦磨损性能改善;Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷的主应力和剪应力明显降低,并且在摩擦过程中自润滑陶瓷能在摩擦表面形成一层自润滑膜,从而改善了摩擦磨损性能。     

负压环境下飞轮造雾系统雾化特性试验研究

为了探究负压环境下飞轮造雾系统的雾化特性,利用FLUENT软件对该系统简化非稳态三维流场进行模拟,并在模拟的基础上搭建实验台进行试验研究。利用LS-2000分体式激光粒度分析仪测量系统出口雾滴索泰尔平均直径,分析负压环境下不同飞轮转速和个数对雾滴平均直径、雾通量和雾场最大射程的影响。结果表明:随着飞轮转速增大,雾滴索泰尔平均直径先减小后增大,转速为1 200 r/min时雾滴平均粒径达到最小值,为88.6μm;雾通量随飞轮转速增大而逐渐增大,而雾场最大射程呈现出先减小后增大的变化趋势;随着加装飞轮个数增多,雾通量增大趋势明显,而对雾滴平均直径影响不明显。     

脉冲真空电弧离子镀沉积类金刚石薄膜的结构和力学性能研究

利用脉冲真空电孤离子镀技术在3Cr13不锈钢上制备了类金刚石(DLC)薄膜．通过Raman光谱分析了膜的结构特征，采用摩擦磨损试验机测试了薄膜在不同载荷下的摩擦系数，运用划痕仪研究了膜基的结合强度．结果表明：所镀制的薄膜具有典型类金刚石结构特征，膜中ID／IG为1．33；摩擦系数随着载荷的增大而减小，载荷为5N，转速120r／min时的摩擦系数为0．02；Ti过渡层的引入显著地提高了膜基结合力．     

表面织构底部构形对液体润滑机械密封性能的影响

表面织构负压区“空化”行为严重影响织构化密封端面整体密封性能。采用激光加工技术在碳化硅密封环端面制备出平底、左倾斜、右倾斜等3种底部形状的正方形凹坑织构,通过自主搭建的高速密封试验机开展试验,研究不同转速和轴向载荷条件下底部构形对端面摩擦系数、泄漏量及温度等密封性能参数的影响;利用Fluent17.0软件模拟分析3种底部构形截面的压力和流线分布。结果表明：随转速及轴向载荷的增大,底部左倾斜织构能显著减小端面摩擦系数和抑制泄漏,降低密封端面热量,有效改善机械密封性能;轴向载荷为110～140 N,转速在7 000 r/min时,底面左倾斜织构可获得最佳的综合密封性能;底部左倾斜织构入口处的负压区面积显著减小,流体介质的“空化”行为得到有效抑制,织构区域内流线复杂而紊乱,回流更强烈,流体微动压效应更明显。     

水射流工艺对渗碳钢圆棒表层改性影响的研究

研究了后混合水射流喷丸对18CrNiMo7-6齿轮渗碳钢圆棒试样的表层改性工艺,在满足试样圆周面水射流喷丸全覆盖的条件下,采用单因素试验分别研究了圆棒试样转速、喷嘴移动速度、高压水射流泵压力和处理次数对试样材料的表面形貌、表面粗糙度、表层残余应力和硬度的影响,并分别运用超景深三维显微镜、三维表面形貌测量仪、X射线残余应力分析仪及HV-1000显微硬度计等仪器对上述结果进行测量。试验结果表明:后混合水射流喷丸时弹丸和水会对试样表层产生一定的冲蚀和磨损,改变试样表面形貌,试样表面粗糙度、表层残余应力和硬度随着试样转速和喷嘴移动速度的增加而减小,随着泵压力和冲击次数的增加而增大;当试样转速n=100 r/min,喷嘴移动速度v=50 mm/min,泵压力P=300 MPa,处理次数N=1时残余应力最大值约为-1 176. 25 MPa,硬度最大值为64 HRC,比原始试样提升了6. 7%。     

多弧离子镀AlSn20减摩镀层组织与摩擦性能研究

针对活塞铜套的减摩性能差问题,文中采用多弧离子镀技术在铜套材料表面制备AlSn20减摩镀层。采用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射仪(XRD)对镀层的微观组织结构及其相组成进行观察与分析。采用涂层附着力自动划痕仪、摩擦磨损实验机及白光干涉仪分别检测了镀层的膜基结合力、摩擦磨损性能和表面粗糙度R_a及三维形貌。研究结果表明:随着镀膜时间t的延长,AlSn20镀层成分依然均匀,但表面的熔滴数量增多,粗糙度增大;镀层摩擦系数先增加再减小,镀膜30min时,摩擦系数μ有最小值0.22,当镀膜时间为50 min时,其摩擦系数为0.25;膜基结合力随镀膜时间的延长先增加再减小,镀膜50 min时,膜基结合力有最大值59 N。当镀膜时间为50 min时,AlSn20减摩镀层的综合力学性能最佳。     

静压沉桩桩土界面抗剪强度及其参数室内试验研究

采用大型恒刚度桩土界面直剪试验系统,对不同含水率（w=18%,20%,25%,28%）的低塑性黏性土,在不同界面粗糙度（R=0, 2, 4, 6 mm）条件下,施加不同法向应力（σ=25、50、100、150 kPa）,进行不同剪切速率（v=0.4、0.6、0.8、1.0 mm/min）的直剪试验,分析低塑性黏性土的剪应力-剪切位移关系、抗剪强度及其参数。结果表明：桩土界面抗剪强度随界面粗糙度等级的增大而增大;法向应力越大,粗糙度对桩土界面抗剪强度影响越小,桩土界面黏聚力和摩擦系数随着粗糙度的增大而减小;黏性土受含水率影响的主要原因为其黏聚力,在含水率为25%左右时黏聚力出现峰值,此时桩土界面抗剪强度达到最大;随含水率的增加,桩土界面摩擦系数先减小后趋于平稳,减小幅度仅为5.5%左右;在研究剪切速率范围内,剪切速率对桩土界面抗剪强度影响较小,抗剪强度波动仅为10%～15%,随剪切速率的增加,黏聚力先增加0.87 kPa后降低1.41 kPa。桩土界面的力学特性受粗糙度、含水率、剪切速率的共同影响。     

双圆弧谐波减速器共轭啮合区混合润滑分析

为了给轮齿啮合区的加速寿命试验提供理论依据,更好地指导产品优化设计,以某型号谐波减速器为分析对象,基于包络理论求出柔轮与刚轮的齿廓方程,分析了啮合点的曲率半径、卷吸速度以及啮合区受载情况,综合考虑啮合区的宏观几何、真实表面粗糙度等因素,建立了柔轮与刚轮啮合区的混合润滑模型,通过分析润滑区膜厚比、摩擦因数等参数,定量研究了转速和温度对润滑性能的影响.结果表明:转速越高,平均油膜厚度和膜厚比越大,接触载荷比和接触面积比越小,润滑性能越好.当转速高于2 200 r/min时,啮合区由边界润滑变为混合润滑,接触载荷比和接触面积比较50 r/min时减小90%以上,摩擦因数减小一半以上,将转速控制在2 200 r/min以上有利于改善润滑状况;随着啮合区温度的升高,平均油膜厚度和膜厚比逐渐减小,接触载荷比和接触面积比逐渐增大,润滑状况逐渐变差.温度为60℃时,摩擦因数较10℃增加一倍以上,接触载荷比和接触面积比增加一倍以上,需严格控制谐波减速器工作温度在60℃以下.     

陈垃圾滚筒筛运动模式与筛分效率优化

推导陈垃圾在滚筒筛中的运动方程并求数值解,按最大位置角将陈垃圾运动模式划分成滚落、抛落、圆周运动,给出不同筛筒转速、半径、动摩擦因数下的运动模式判别云图. 滚筒筛试验结果显示,陈垃圾运动的最大位置角随转速的升高先增大后不变,转速超过50 r/min后垃圾进行圆周运动. 陈垃圾滚筒筛的筛分效率随转速增大呈先升后降的趋势,随抛落差的增大呈持续上升的趋势,随着原料水的质量分数的增加呈下降的趋势. 基于试验结果,给出滚筒筛最优转速取值云图,在实际工程中可根据垃圾动摩擦因数及滚筒半径选择最优转速,同时减小水的质量分数以提高筛分效率.     

载荷对Kevlar/PTFE纤维混杂织物摩擦学性能的影响

采用电子小样织机机织Kevlar/PTFE纤维混杂织物,借助于MMU-5G端面摩擦磨损试验机,激光扫描共聚焦显微镜（CLSM）,考察了Kevlar/PTFE纤维混杂织物在高速、干摩擦时不同载荷下的摩擦磨损性能。结果表明,在转速为300 r/min下,载荷越高,稳态摩擦系数值越低,随着载荷的不断增加,稳态摩擦系数下降趋势变缓;织物磨损深度随载荷增加而增加,但磨损率反而降低,织物的摩擦磨损与织物结构有关,磨损方式主要为磨粒磨损,以及PTFE在法向载荷挤压和摩擦剪切作用下发生塑性变形。     

稀土镁合金的摩擦磨损性能

采用MMS-2A型环块式摩擦磨损试验机对稀土镁合金GW103K进行了摩擦磨损试验.试验结果表明:GW103K体积磨损量随着磨损时间和外载荷的增大而增大,当磨损时间超过30min,外载荷超过400N时,体积磨损量增大明显;摩擦因数在0.26~0.28之间变化.对摩擦副环块,转速与体积磨损量成正比,与摩擦因数成反比.     

挤压态和压铸态AZ91镁合金的摩擦磨损行为

以挤压态和压铸态AZ91镁合金为对象,研究其在干摩擦条件下的摩擦磨损行为,分析两种成形工艺对AZ91镁合金摩擦磨损性能的影响,并探讨其磨损机制。研究表明:随着载荷增加,两种镁合金的摩擦因数均减小,而磨损量增加;随着转速提高,两种镁合金的摩擦因数均减小,而磨损量增大;在相同磨损条件下,挤压态AZ91镁合金的摩擦因数和磨损量均低于压铸态AZ91镁合金;挤压态AZ91镁合金和压铸态AZ91镁合金在干滑动摩擦条件下具有相同的磨损机制,50 N载荷加载下的磨损机制主要为磨粒磨损和氧化磨损,100 N载荷加载下的磨损机制主要为轻微剥层磨损、黏着磨损和氧化磨损,150 N载荷加载下的磨损机制为剥层磨损、氧化磨损和黏着磨损。     

材料填充对滤波减速器啮合力与润滑特性的影响

为提高滤波减速器寿命,设计在齿上开槽,并在槽内填充紫铜、硬铝合金、尼龙1010、丁晴橡胶的新型结构。建立了滤波减速器在不同位置啮合的有限元模型,计算了不同填充材料齿轮在不同啮合位置的啮合力。在此基础上建立了考虑齿面粗糙度的滤波减速器混合润滑模型,分析了转速对不同填充材料滤波减速器润滑特性的影响。有限元模型计算结果表明：材料填充可以增加滤波减速器轮齿啮合对数,有效减小啮合力,齿面最大接触力随着填充材料弹性模量的减小而减小。润滑计算结果表明,材料填充可以增大齿面间平均油膜厚度,有效提高滤波减速器润滑性能。在转速小于1 500 r/min时,通过材料填充可以降低接触面积比,转速大于1 500 r/min时,材料填充对接触面积比的影响不明显;在啮入啮出点时,转速大于1 500 r/min时,材料填充可以降低滤波减速器齿面最大接触应力,转速小于1 500 r/min时,最大接触应力随填充材料弹性模量的变化规律不明显;节点啮合时,丁晴橡胶和尼龙1010可以显著降低齿面最大接触应力。     

工艺参数对磨削硅晶圆亚表面损伤裂纹的影响

为研究粗磨硅晶圆亚表面微裂纹,采用截面显微观测法,实验研究了粗磨工艺下砂轮进给速率、砂轮转速和硅晶圆转速对晶圆亚表面裂纹的影响.结果表明:磨削后晶圆亚表面斜线裂纹和折线裂纹占70%,中位裂纹、分叉裂纹和横向裂纹占30%,裂纹形状与工艺参数的关系不大.裂纹深度从晶圆圆心向外逐渐增大,〈110〉晶向裂纹深度稍大于〈100〉晶向.裂纹深度随砂轮进给速率增大单调增加,随砂轮转速增大单调减小.裂纹深度与晶圆转速之间的关系复杂,晶圆转速增大时,裂纹深度先是减小,然后增大.提出了磨削工艺参数的优化措施.     

Wet friction performance of C/C-SiC composites prepared by new processing route

C/C-SiC composites with SiC island distribution were prepared via a new processing route. The fabrication process mainly included silicon infiltration by ultrasonic vibration, chemical vapor deposition (CVD), siliconizing, liquid phase impregnation and carbonization. The wear and friction properties were tested by an MM-1000 wet friction machine. The results show that SiC phases are mainly distributed between carbon fibers and pyrocarbons as well as among the pryocarbons. The dynamic friction coefficient of the composites decreases gradually from 0.126 to 0.088 with the increase of the surface pressure from 0.5 to 2.5 MPa at the same rotary speed. Furthermore, under the constant surface pressure, the dynamic friction coefficient increases from 0.114 to 0.126 with the increase of the rotary speed from 1 500 to 2 500 r/min. However, the coefficient decreases to 0.104 when the rotary speed exceeds 4 500 r/min. During the friction process, the friction coefficient of C/C-SiC composite is between 0.088 and 0.126, and the wear value is zero after 300 times brake testing. Foundation item: Project(2006CB600901) supported by the Major State Basic Research and Development Program of China; Project(0991015) supported by Guangxi Science Found, China; Project(200808MS083) supported by Guangxi Education Department Found     

带鳍状凸肩结构汽轮机叶片的接触分析

为了研究大型汽轮机叶片旋转过程中鳍状凸肩间的接触状态,利用拉格朗日增广算法,采用三维有限元模型,计算了考虑摩擦情况下的凸肩间接触压力的变化情况,得出了接触压力与转速之间的关系,并计算了3000r/min下整圈叶片的固有频率．计算表明:当叶片转速达到400r/min时,鳍状凸肩开始接触,此后随着转速的增加,鳍状凸肩间的接触压力逐渐增大,接触面积不断扩大;当转速为1825r/min时,接触压力增加程度明显趋缓;转速为3000r/min时接触压力最大(700MPa),鳍状凸肩间的实际接触面积为设计接触面积的1/4左右．     

湿式多片离合器摩擦转矩衰减特性分析

为研究湿式多片离合器滑摩过程中摩擦转矩衰减现象,在SAE#2试验台制动工况下进行了不同摩擦副数离合器的摩擦转矩试验.针对于湿式多片离合器的摩擦转矩衰减现象,提出湿式多片离合器摩擦转矩衰减系数,以表征多摩擦副离合器实测摩擦转矩相对于计算摩擦转矩的减小程度.根据两副和六副摩擦转矩试验拟合得到受相对转速和平均面压影响的两副-六副摩擦转矩衰减系数,并分析相对转速和平均面压对摩擦转矩衰减值和摩擦转矩衰减系数的影响.研究表明:摩擦转矩衰减系数受摩擦转矩衰减值和计算摩擦转矩的共同影响,在润滑流量充足的条件下,摩擦转矩衰减值随着相对转速的增大逐渐减小,随着平均面压的增大而增大;而摩擦因数随相对转速和平均面压的变化规律较为复杂,但总体上湿式多片离合器摩擦转矩衰减系数呈现随相对转速的增大逐渐减小,随平均面压的增大先增大后减小的趋势.