氧化铈改性织物衬垫对自润滑关节轴承成膜机理的影响

通过对聚四氟乙烯（PTFE）/芳纶纤维复合编织衬垫进行氧化铈改性处理,利用自制的关节轴承性能试验机,在摆动频率2.5 Hz、摆角±10°条件下,对氧化铈改性处理自润滑关节轴承的摩擦学性能随连续摆动次数的变化进行了探讨,并采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)观察分析了轴承的成膜及磨损机理。结果表明,氧化铈改性处理使自润滑关节轴承的摩擦学性能得到了提高,尤其对提高其耐磨性及防止轴承温度升高效果显著,其原因在于,经氧化铈改性处理的衬垫,其磨损表面在较短时间内形成均匀稳定的片层状PTFE转移膜,转移膜平整光滑、厚薄均匀且耐磨性好;氧化铈改性处理轴承衬垫仅发生了轻微的粘着磨损和磨粒磨损,而未经改性处理的轴承衬垫则发生了较严重的粘着磨损和磨粒磨损。     

自润滑杆端关节轴承的摩擦性能研究

利用自制高频重载杆端关节轴承摩擦磨损试验机,研究了不同摆动频率下,尼龙、 PTFE、青铜、铜基粉末冶金4 种衬垫材料杆端关节轴承摩擦系数、线磨损量和摩擦温度的变化规律;借助扫描电子显微镜(SEM)对比分析了4 种杆端关节轴承衬垫材料的磨损表面。试验结果表明:PTFE 衬垫轴承的摩擦学性能最优,其次是尼龙衬垫轴承,并且其热传导性和热稳定性较好,铜基粉末冶金衬垫轴承的摩擦学性能最差;在3. 0 Hz 和16 MPa 条件下,尼龙衬垫轴承为轻微磨损, PTFE 衬垫轴承为轻微剥落磨损,青铜衬垫轴承为严重的磨粒磨损和疲劳磨损,铜基粉末冶金衬垫轴承为粘着磨损。     

注塑改性尼龙杆端关节轴承的摩擦学性能

利用自制的杆端关节轴承摩擦磨损试验机,分别对碳纤维改性尼龙衬垫轴承以及聚四氟烯（PTFE）和碳纤维混合改性尼龙衬垫杆端关节轴承的摩擦因数、磨损量随接触应力的变化规律进行了分析,并采用扫描电子显微镜、能谱仪、傅里叶变换红外光谱仪对两种轴承衬垫材料的磨损形貌和磨损机理进行了研究。结果表明：PTFE和碳纤维混合改性尼龙衬垫轴承的摩擦学性能较好,耐磨性得到显著提高;PTFE和碳纤维混合改性尼龙的轴承衬垫发生了轻微的磨粒磨损和粘着磨损,而碳纤维改性尼龙轴承的衬垫则发生了较为严重的粘着磨损和磨粒磨损。     

脉冲电沉积工艺参数对Ni-SiC复合镀层性能的影响

采用脉冲电沉积的方法,在20钢表面制备Ni-SiC复合镀层。利用显微硬度计和摩擦磨损试验机研究工艺参数对Ni-SiC复合镀层性能的影响规律,利用扫描电镜观察Ni-SiC复合镀层的表面形貌。结果表明,SiC粒子浓度、阴极电流密度、占空比等工艺参数对Ni-SiC复合镀层的性能和表面形貌有很大影响。当SiC质量浓度为8 g/L、电流密度为4 A/dm2、占空比为10%时,Ni-SiC复合镀层表面的颗粒相对较小,致密性好,镀层中大量均布着小颗粒的SiC粒子。     

石墨烯增强钛基复合材料的摩擦学性能研究

采用球磨法将不同含量的石墨烯与纯钛粉末混合,通过放电等离子烧结工艺在1 200℃制备石墨烯/Ti基复合材料。使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪研究复合粉末混合前后的形貌和物相结构;用显微硬度计、摩擦磨损试验机以及三维白光轮廓仪等分析复合材料的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明:干法球磨和放电等离子制备的复合材料组织致密,石墨烯均匀分布在钛基体中,提高基体材料的显微硬度和耐磨性;当石墨烯的质量分数为0.8%时,复合材料硬度值增加到350.3HV,相对纯钛基体提高14.7%;当石墨烯的质量分数为0.6%时,复合材料的磨损体积降低到3.3×107μm3,相对纯钛基体降低19.5%;加入石墨烯对复合材料的摩擦因数影响不明显,摩擦因数为0.474～0.488。     

电流密度对铜基自润滑材料电摩擦性能的影响

对热压烧结法制得的铜-石墨-二硫化钼-二硫化钨纳米管自润滑复合材料进行电摩擦磨损试验,研究带电摩擦磨损过程中复合材料的摩擦因数、磨损率和接触电压降的变化。用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等方法对复合材料的显微组织、磨损表面形貌、物相等进行表征。结果表明:电流密度对材料的摩擦与磨损特性影响很大,随电流密度增大,复合材料的摩擦因数及磨损率显著提高。接触电压降在磨损初始阶段较小,随试验进行其值逐渐增大并趋向稳态。接触电压降与电流密度呈非线性变化关系。     

金属掺杂对高强化柴油机活塞销类金刚石薄膜涂层摩擦学性能的影响

柴油机关键部件活塞销受到周期性的交变机械载荷和热载荷作用,易因粘着导致磨损.为提高柴油机活塞销的摩擦磨损性能,采用磁控溅射方法在活塞销表面沉积了Cr、W、Cr与Ti 3种金属掺杂的类金刚石薄膜(DLC)涂层,运用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪分析DLC涂层表面微观形貌和结构,并进行摩擦磨损性能和膜-基结合强度测试.结果...     

占空比对脉冲电沉积Ni-AlN镀层摩擦学性能的影响

采用脉冲电沉积方法在45#钢表面制备Ni-Al N镀层。利用显微硬度计、摩擦磨损试验机及摩擦因数测定仪研究Ni-Al N镀层显微硬度、磨损量及摩擦因数,并利用扫描电镜(SEM)观察Ni-Al N镀层磨损表面形貌。结果表明,当脉冲占空比为50%,Ni-Al N镀层显微硬度达到最大值808HV,磨损率达到最小值0.104%,摩擦因数达到最小值0.33。镀层表面划痕较浅,且黏着磨损现象较轻。     

界面摩擦影响弹体冲击平纹织物过程的数值模拟

利用Ansys/ls-dyna模拟球形弹体分别冲击100 mm×100 mm单、双层织物的过程,通过对μ=0、0.3、0.5界面摩擦情况下弹体剩余速度的对比,从能量转移的角度对界面摩擦在冲击过程中所起的作用进行分析。模拟结果表明:不论单层织物还是双层织物,界面摩擦都会影响织物吸收冲击能量的能力;界面摩擦除使冲击过程中产生摩擦滑移能之外,更主要地是增加织物以纱线的动能与形变能的形式吸收的能量,从而提高织物吸收能量的能力;层数在织物对冲击能量的吸收上也有影响,层数增加一倍,织物的吸收能力也会增加将近一倍。     

电火花沉积工艺参数对镍基合金强化层摩擦学性能的影响

为了制备优质的电火花合金强化层,提高强化层摩擦学性能,本文运用电火花沉积工艺,制备了镍基合金强化层,研究了沉积工艺参数对镍基合金强化层摩擦学性能的影响规律。研究结果表明：电参数、比强化时间和氩气流量对镍基合金强化层摩擦学性能产生重要影响;采用低输出电压匹配较高充放电电容量(110 v、300 μF)进行表面沉积,所制备的镍基合金强化层组织结构致密,耐磨性高;比强化时间为2.5 min/cm2时,保护气体氩气的流量应控制5 L/min左右,镍基合金强化层组织均匀致密,气孔率少,可降低摩擦系数,并显著提高强化层的耐磨损性能。镍基合金强化层的主要磨损机理是微观切削和微观断裂磨损。     

基于加速寿命试验的自润滑关节轴承可靠性分析

为了实现正常应力下自润滑关节轴承的可靠性评估,利用加速寿命试验的寿命数据及可靠性分析方法,针对自润滑关节轴承的寿命可靠性进行了研究。通过Weibull概率图检验法和F检验法 对自润滑关节轴承加速寿命试验中的寿命数据进行分布假设检验,结果显示自润滑关节轴承的寿命服从Weibull分布。采用最佳线性无偏估计法对寿命数据进行参数估计,得到了自润滑关节轴承在不同加速应力下的可靠度、可靠寿命、平均寿命和失效率等可靠性指标。外推出了自润滑关节轴承在正常应力下的寿命可靠度函数,并对其进行了试验验证;验证值与预测值比较接近,表明加速寿命试验是可行的,可以实现正常应力下自润滑关节轴承的可靠性分析。     

不同表面纹理结构对柴油机缸套-活塞环摩擦磨损性能的影响研究

缸套表面的不同纹理结构对柴油机缸套-活塞环摩擦副性能有较大影响,从而影响到柴油机的使用寿命、可靠性及经济性等。为提升缸套-活塞环摩擦副的摩擦学性能,利用不同种类表面纹理（横竖槽、环圆槽、环方槽）缸套在同一转速、不同载荷下进行试验来获取摩擦特性数据,得到不同纹理缸套的摩擦特征参数有显著不同。通过对各种不同表面纹理缸套的摩擦特性分析,得出了环方槽缸套更适合于在低载荷下运行,而横竖槽缸套更适合在中载荷、高载荷下运行。     

药型罩形位偏差对聚能装药射流成型及其破甲过程影响

为研究药型罩形位偏差对聚能装药射流成型及其破甲过程影响,采用经脉冲X光摄影试验和侵彻深度试验验证的数值模型,探究了药型罩偏移量在0～0.05D_k范围内时罩表面压力分布情况、射流成型参数及侵彻深度的演化规律,获得满足良好射流性能的药型罩偏移量允许范围,并揭示了药型罩偏移与偏斜耦合情形下射流形态及横向速度的变化规律。结果表明：药型罩偏移影响了t=10μs和t=12μs时刻(压垮过程中期和中后期)罩表面压力的旋转对称分布,而t=4μs和t=14μs(压垮过程早期和后期)几乎不受影响;药型罩偏移量为0.0125D_k时,射流保持着良好的准直性和连续性,侵彻深度较轴对称情况下降了6.6%;当药型罩偏移量超过0.0125D_k后,射流形态呈弓形状,弯曲严重时将会发生断裂,且侵彻深度下降百分比均超过10%;当药型罩偏斜角为-0.015α,偏移量由0向-0.0125D_k变化时,射流弯曲方向发生改变,弯曲程度呈先减后增的趋势变化。     

脉冲磁场对高速钢刀具材料摩擦磨损性能的影响

研究了脉冲磁场处理对高速钢（HSS）刀具材料W9Mo3Cr4V的摩擦磨损机制。通过进行HSS材料脉冲磁化摩擦试验,对不同的脉冲磁场强度、磁场频率和磁化时间条件下,HSS材料磨损率、摩擦系数以及表面形貌进行了检测。结果表明：脉冲磁场能够使得HSS材料的耐磨性明显提高,摩擦系数降低,且其摩擦表面形貌较平坦;特别是在一定的脉冲磁场参数下,HSS磁化处理效果较好,摩擦系数小且耐磨性好。脉冲磁化处理前后材料微观组织对比分析显示：脉冲磁化处理后,材料内部析出大量弥散碳化物,弥散强化是脉冲磁化处理增强材料耐磨性的主要机理。     

基于虚拟样机技术的装备操纵摩擦元件寿命预测

利用ADAMS软件建立装备操纵摩擦元件虚拟样机。基于虚拟样机平台，结合干摩擦磨损实验，依据磨损寿命计算流程，建立了磨损失效寿命预测模型，实现了操纵摩擦元件磨损寿命的预测。干滑动摩擦磨损实验是在自制销-盘式摩擦磨损试验机上进行的。该方法可准确快捷地预测装备操纵摩擦元件的寿命。     

激光织构对干摩擦性能的影响及机理研究

采用LM-YLP-20F-Ⅱ型激光打标机进行表面织构化处理,形成具有规则排列的圆形微坑阵列。通过环-块线接触摩擦磨损试验,研究了不同面密度的激光表面织构对干摩擦磨损性能的影响,采用探针轮廓仪和扫描电镜对试件的表面形貌进行了分析。建立了摩擦副的简化接触有限元模型,模拟摩擦副的滑动摩擦过程,从应力的角度分析表面织构对干摩擦性能的影响机理。试验结果表明：激光表面织构化对试件表面硬度影响显著;当激光织构面密度小于20%时,构成摩擦副的两试件的磨损量都小于无织构情况;当织构面密度大于20%时,与无织构情况相比,织构化试件的磨损仍降低,但对偶件的磨损反而增大。仿真结果表明：对织构化试件的对偶件来说,在一定的织构面密度范围内,在平均应力无大幅提高的前提下,织构凹坑的存在,缓解了接触区应力集中现象,从而有利于降低磨损。采用LM-YLP-20F-Ⅱ型激光打标机进行表面织构化处理,形成具有规则排列的圆形微坑阵列。通过环-块线接触摩擦磨损试验,研究了不同面密度的激光表面织构对干摩擦磨损性能的影响,采用探针轮廓仪和扫描电镜对试件的表面形貌进行了分析。建立了摩擦副的简化接触有限元模型,模拟摩擦副的滑动摩擦过程,从应力的角度分析表面织构对干摩擦性能的影响机理。试验结果表明：激光表面织构化对试件表面硬度影响显著;当激光织构面密度小于20%时,构成摩擦副的两试件的磨损量都小于无织构情况;当织构面密度大于20%时,与无织构情况相比,织构化试件的磨损仍降低,但对偶件的磨损反而增大。仿真结果表明：对织构化试件的对偶件来说,在一定的织构面密度范围内,在平均应力无大幅提高的前提下,织构凹坑的存在,缓解了接触区应力集中现象,从而有利于降低磨损。     

工艺参数对电沉积钴镍合金镀层成分及耐磨性能的影响

利用电沉积技术在碳钢表面制备纳米晶钴镍合金镀层,并辅助超声波分散加机械搅拌,获得具有良好减摩性能的纳米晶、低微摩擦系数的钴镍合金镀层材料。研究了电流密度、温度、pH值等工 艺参数对合金镀层成分及耐磨性的影响。利用扫描电镜、场发射扫描电镜、X射线衍射仪分析了镀层表面的显微组织、相结构及成分含量,通过UNMT1微纳米材料力学综合测试系统考察镀层的微磨损性能。结果表明,获得的合金镀层组织细密、结构均匀,工艺参数对合金层的微摩擦系数影响较大,在最佳工艺参数电流密度1.5 A/dm²、温度50 ℃、pH值为4.0时合金镀层的平均摩擦系数最小为0.18,合金具有较好的耐微摩擦磨损性能。