铸铁HT200、45~#钢、聚四氟乙烯、尼龙PA66滚动行为的对比分析研究

针对滚动摩擦中的弹性滞后效应问题,利用自行设计的滚动摩擦实验台,考察了HT200、45#钢、PTFE、PA66与HT200配副在不同载荷、速度下的滚动摩擦行为,利用CETR UMT-2型试验机及LKDM-2000轮廓摩擦磨损仪考察了PTFE和PA66的蠕变行为。对不同速度、载荷下滚动摩擦阻力及滚动摩擦系数的变化情况进行了研究,重点分析了滚动摩擦阻力与速度、载荷之间的耦合关系,从弹性滞后效应的角度分析了材料的黏弹性质对滚动摩擦行为的影响机理。研究结果表明:滚动摩擦系数随速度增加而增大,HT200、45#钢、PTFE和PA66的滚动摩擦系数之比约为1∶0.99∶1.03∶1.05;滚动摩擦阻力随PV值增加而增大,且二者间存在线性关系,PTFE和PA66拟合直线的斜率显著高于HT200、45#钢。     

修正的T-J模型分析高速航空润滑脂7018的拖动特性

在自行研制的高速润滑剂拖动特性试验台上对高速航空润滑脂7018进行拖动特性的试验,得出了该润滑脂的拖动系数随速度、温度、负载的变化规律;根据试验数据推导出润滑脂的流变参数;基于修正的T-J模型,求出高速航空润滑脂7018拖动力的大小。结果表明:根据修正的T-J模型计算出的高速航空润滑脂7018的拖动系数和试验值非常接近;高速航空润滑脂7018在试验条件下表现为弹塑性,拖动系数随着滚动速度的增大而减小;当载荷小于转折载荷时,随载荷的增加拖动系数增加,当载荷大于转折载荷时,随载荷的增加拖动系数减小。     

氧化锌晶须增强尼龙复合材料蠕滑特性

使用自制牵引滚动摩擦试验机测试氧化锌晶须(ZnOw)增强尼龙(Polyamide,PA)复合材料的滑移率—牵引力系数特性曲线,采用赫兹理论分析复合材料45钢的接触特性,并根据复合材料的粘弹性模型分析粘弹性对牵引力系数的影响。结果表明,ZnOw/PA复合材料的牵引力系数随滑移率先线性增大,在滑移率为5%～15%范围内,牵引力系数增至最大,然后则随滑移率增加逐渐减小并趋于稳定。牵引滚动特性受ZnOw的质量分数和试验正压力的影响。复合材料的粘弹性特性对复合材料的牵引力系数影响较小。复合材料的牵引力系数主要取决于其与45钢之间的粘着摩擦,牵引力系数符合大滑移率条件下牵引力系数的数学模型。     

高速摆动下PTFE编织复合材料干摩擦研究

利用高速摩擦试验机对PTFE编织复合材料进行干摩擦试验,研究不同条件(载荷、速度和湿度)下PTFE编织复合材料干摩擦磨损性能;并利用扫描电子显微镜对不同条件下的磨屑形貌进行分析。结果表明:单因素变化条件下,摩擦因数随载荷和相对湿度的增大而减小,随摩擦速度的增大而增大;磨损量随载荷和速度的增大而增大,但相对湿度的增加可降低磨损;载荷及速度的增加显著影响材料磨损状况。     

38CrSi自配副的摩擦磨损性能

采用自制的销盘式摩擦磨损试验机研究了38CrSi自配副干滑动时的摩擦因数、磨损率随滑动速度和载荷的变化规律;利用SEM观察了磨损面的微观形貌,分析了摩擦磨损机理。结果表明：其摩擦因数随着载荷和速度的增加而减小;磨损率随着载荷的增加而增大,随着速度的增加先增大后减小,和常用材料的磨损率随速度增加而增大的规律不同;磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损。     

38CrSi自配副的摩擦磨损性能

采用自制的销盘式摩擦磨损试验机研究了38CrSi自配副干滑动时的摩擦因数、磨损率随滑动速度和载荷的变化规律;利用SEM观察了磨损面的微观形貌,分析了摩擦磨损机理。结果表明:其摩擦因数随着载荷和速度的增加而减小;磨损率随着载荷的增加而增大,随着速度的增加先增大后减小,和常用材料的磨损率随速度增加而增大的规律不同;磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损。     

铜碲硒铁合金的干摩擦磨损性能

利用环-盘式摩擦磨损试验机研究了铜碲硒铁合金的干摩擦磨损行为,分析了载荷和摩擦速度等参数对该合金摩擦磨损性能的影响,并用扫描电子显微镜对磨损形貌进行了观察.结果表明:铜碲硒铁合金的摩擦因数随载荷的增加变化不大,但随摩擦速度的增加而明显增大;合金的磨损率随载荷和摩擦速度的增加均增大;在轻载低速条件下,合金的磨损机制以犁削磨损和粘着磨损为主;在重载高速条件下,磨粒磨损和粘着磨损加剧.     

基于壳单元模型的箔片气体动压轴承静、动态特性分析

采用壳单元模型模拟箔片结构,考虑箔片在气膜压力作用下的凹陷和运动,以及波箔、顶箔和轴承套之间的相互作用,耦合有限差分法求解雷诺方程,建立预测箔片气体动压轴承性能的仿真分析模型。通过试验验证了理论模型的正确性,并分析了轴承的静、动态特性,结果表明：随载荷增大,偏心率增大,姿态角减小;随转速升高,偏心率和姿态角减小;随轴承长径比增大,偏心率减小,姿态角增大;随间隙比增大,偏心率和姿态角增大;随载荷增大,动态直接刚度系数明显增大,动态直接阻尼系数出现波动;随波箔凸起周向间隔角增大,动态刚度系数变化不大,在低载荷下动态阻尼系数变化不大,在高载荷下有一定变化;随顶箔、波箔厚度增大,动态刚度系数和动态阻尼系数变化不大;随轴承长径比增大,动态直接刚度系数和动态直接阻尼系数明显增大,交叉刚度系数减小;随间隙比增大,动态直接刚度系数和动态直接阻尼系数减小。     

聚氨酯/Q235钢配副滚动摩擦磨损行为

采用自行研制的双盘摩擦磨损试验机对不同硬度聚氨酯与Q235钢组成的配副进行滚动摩擦磨损试验,探讨了载荷、转速以及聚氨酯的硬度对聚氨酯摩擦因数的影响,并研究了载荷和聚氨酯的硬度对聚氨酯磨损率的影响。结果表明:载荷对聚氨酯摩擦因数的影响较为明显,摩擦因数随着载荷的增大而减小;转速对聚氨酯摩擦因数的影响不大,也无明显的变化规律;随着聚氨酯硬度的升高,摩擦因数略有增大,但其变化幅度很小;磨损率随聚氨酯硬度的增大而减小,随载荷的增大而增大。     

磁流体润滑机床主轴滑动轴承弹流润滑分析

建立磁流体润滑机床主轴滑动轴承的弹流润滑模型,并进行弹流润滑数值模拟分析.探讨载荷和速度对磁流体润滑膜压力和膜厚的影响.分析结果表明:在磁流体润滑条件下,当转速不变时,压力峰值随着载荷的增大而增大,入口区压力、膜厚及最小膜厚随载荷的增大而减小;当载荷不变时,压力随着速度的增加没有明显变化,膜厚及最小膜厚都随速度增大而增加.     

角接触球轴承保持架稳定性及其摩擦力矩研究

分析了轴向载荷、径向载荷、转速等工况参数和引导间隙、沟曲率系数等结构参数对角接触球轴承保持架稳定性的影响,并得出以下结论:轴向载荷或转速的增加使保持架稳定性提高;径向载荷和间隙比的增加会使保持架稳定性降低;随沟曲率系数的增大,保持架的稳定性先提高后降低;对于不同的间隙比或沟曲率系数,存在一个最佳值,使保持架的稳定性相对最佳。     

航空发动机疲劳载荷分散性及其对应的疲劳分散系数研究

为了科学评价航空发动机疲劳载荷分散性,假设任务混频固定,考虑飞行员技术差异的影响,构建了基于飞行剖面的矩阵式载荷库,建立了航空发动机载荷分散性对应的疲劳分散系数的计算模型,并通过算例分析和Monte Carlo仿真验证了模型的有效性。研究表明:航空发动机全寿命期累积疲劳载荷强度服从正态分布,累积疲劳载荷分散性随载荷库载荷强度分散性的增大而增大,随发动机寿命周期的增大而减小;航空发动机载荷分散性对应的疲劳分散系数随载荷库载荷强度变异系数的增大而增大,随发动机寿命周期的增大而减小,随载荷强度可靠度要求的提高而增大。     

丛林飞车速度计算分析及研究

以丛林飞车为例,通过理论计算和虚拟样机技术,模拟滑行最大速度在不同摩擦系数下的仿真结果,表明轮轨系统的摩擦系数对丛林飞车的速度影响至关重要,讨论了滚动摩擦产生的机理,同时分析了影响摩擦系数的因素,根据力矩平衡推导出滚动摩擦系数的计算公式,说明滚动摩擦阻力不仅与法向载荷有关,而且与滚动体的材料、硬度及轮子半径等因素有关,为滑行车类游乐设施速度计算提供参考。     

铜锡铅锌合金的摩擦磨损性能

利用MMU-200型摩擦磨损试验机研究了铜锡铅锌合金与GCr15钢对磨时的摩擦磨损特性,利用扫描电子显微镜对合金的磨损表面形貌进行了观察。结果表明:铜锡铅锌合金的磨损率随载荷和摩擦速度的增加而增大;其摩擦因数随摩擦速度的增加而减小,随载荷的增加先增大后减小;其磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损;合金中的铅相起到了润滑作用,有利于提高合金的耐磨性能。     

采煤机端盘截齿载荷特性研究

为研究采煤机端盘截齿的载荷特性,以MG500型采煤机滚筒为研究对象,采用非线性动力学仿真软件LSDYNA建立采煤机螺旋滚筒与被截割煤岩的有限元模型,利用该模型研究了斜切工况下端盘截齿的受力特点和截齿载荷特性随安装参数的变化规律。研究表明:斜切进割过程中,端盘截齿截割阻力和滚筒截割阻力矩随端盘截齿圆周切向安装角的增大而减小,随端盘截齿截距的增大而增大;滚筒截割阻力矩的特征值均随圆周切向安装角的增加其减小的趋势随之减缓,随截距的增大其增加的趋势也随之增强;为使滚筒拥有良好的截割性能,端盘截齿宜选用较大的圆周切向安装角和较小的截距。     

不同工况下软质丁苯橡胶轮表面磨损颗粒的产生量及磨损机理

采用自行设计的摩擦磨损试验机,研究了磨损时间、载荷、滚动速度、相对湿度对软质丁苯橡胶轮表面产生的磨损颗粒数量和橡胶轮温度的影响,分析了不同工况下的磨损机理;采用正交试验分析了各因素的影响程度.结果表明:磨损颗粒随磨损时间和载荷的增加而增多,随滚动速度和相对湿度的增大而减少;粒径为2.5μm的磨损颗粒数量和橡胶轮温度随各...     

摩擦力分类及压杆失效的新概念

研究工程力学的三个基本概念:1)刚体转动方程由动量矩定理导出,容易被误以为随质心平动的惯性力属于外力,须进行必要的补充说明;2)物体之间的摩擦被分成滑动摩擦和滚动摩擦,摩擦力被定义为接触压力的线性函数,这样就限定了滚动摩擦阻力的计算形式,使相关计算脱离实际太远,分析发现摩擦应分为滑动摩擦和静摩擦两类,滚动摩擦属于静摩擦;3)压杆丧失工作能力被定义为压杆失稳,而稳定性是振动力学的概念,工程力学研究的是细长压杆的承载能力,与载荷偏量与外扰有关,应定义为压杆失效。     

悬索桥主缆钢丝与鞍座材料摩擦腐蚀疲劳行为

大跨度多塔悬索桥主鞍座两侧主缆钢丝与鞍座材料间受恒载、车载、风荷载以及腐蚀环境耦合作用产生摩擦腐蚀疲劳行为,导致钢丝承载强度渐变劣化,严重影响主缆承载安全性。因此,研究主缆钢丝与鞍座材料摩擦腐蚀疲劳行为至关重要。搭建钢丝摩擦腐蚀疲劳试验台开展钢丝与鞍座材料摩擦腐蚀疲劳实验,运用超景深电子显微镜、扫描电子显微镜考察主缆钢丝磨损轮廓、磨损机理、磨损系数和横截面失效面积特性;通过万能试验机并结合损伤力学理论和有限元法,建立疲劳钢丝损伤度演化模型和钢丝承载强度劣化模型。结果表明：钢丝摩擦因数呈迅速增加-减小-增加-稳定趋势,随接触载荷增大而减小,随疲劳载荷增大而增大;磨损轮廓随疲劳次数近似线性增加,失效面积随疲劳次数近似抛物线增加,二者随接触载荷和疲劳载荷的增大均增加;磨损系数在磨损稳定期减小,随疲劳次数增加小幅度增长;磨损机理以黏着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损为主;钢丝损伤度与疲劳次数呈二次函数关系;接触载荷和疲劳载荷的增加,导致钢丝损伤度增大、承载强度降低。结果对悬索桥主缆损伤及承载安全性能评估具有理论指导意义。     

滚动摩擦机理和滚动摩擦系数

指出古典滚动摩擦定律存在着一定的局限性，对滚动摩擦机理从摩擦学观点进行了探讨，分析了滚动阻力来自微观滑动和弹性滞后。通过一系列金属和非金属材料的摩擦试验，测得滚动摩擦系数值及其变化规律，从而指出了影响滚动摩擦系数的主要因素。最后认为，滚动摩擦系数还须靠实测来确定。     

受流条件下碳碳复合材料的摩擦学特性研究

以碳碳复合材料和铬青铜作为配副,研究了受流条件下碳碳复合材料的摩擦学特性.结果表明:速度、载荷和电流是影响受流条件下碳碳复合材料摩擦学特性的重要因素.在电流一定的条件下,碳碳复合材料的摩擦因数和磨损率随速度的增大而增大;摩擦因数随载荷的增加而增大,而磨损率随载荷的增加而减小.在载荷一定条件下,随着电流的增加,碳碳复合材料的摩擦因数减小而磨损率增大.与一般条件下的摩擦学特性相比较,碳碳复合材料在受流条件下的摩擦因数明显降低,而磨损率却明显提高.