激光毛化表面的摩擦学性能实验研究

采用优化的激光工艺参数和相应辅助工艺措施,利用调Q灯泵浦Nd：YAG激光器加工出不同几何尺寸和分布的球冠状激光毛化形貌。在UMT-Ⅱ型多功能摩擦磨损试验机上进行了不同尺寸和分布的激光毛化形貌与光滑试样表面的摩擦学对比实验研究。研究结果表明：在三种工况下,激光毛化试样的摩擦因数明显大于光滑试样的摩擦因数,其中,在高速轻载工况下,微凸体间距为1300μm的试样比光滑试样的摩擦因数大2.25倍;摩擦因数随着激光毛化形貌微凸体间距的减小而增大,间距为1300μm时摩擦因数最大,达到0.1192;摩擦因数与激光毛化微凸体直径成反比关系,而与微凸体的高度成正比关系;随着速度的不断增大,激光毛化表面动压效应增强,摩擦因数随之减小。     

持续制动条件下摩擦温度对制动性能的影响

为探讨铜基粉末冶金闸片与钢盘摩擦副持续制动过程中,盘面温度对摩擦性能的影响和摩擦副表面状态,采用铜基粉末冶金和钢盘配对的摩擦副,利用1∶1高速列车制动试验台,在不同速度和压力条件下进行30 s的持续制动试验,测试制动过程中盘面温度和闸片摩擦磨损性能的变化情况,并观察闸片表面状态。试验结果表明:在持续制动过程中,当盘面最高温度低于350℃时,瞬时摩擦因数升高,闸片表面是松散的第三体,表面有剥落坑;当盘面最高温度高于350℃时,瞬时摩擦因数降低,第三体流动性增强,表面形成压实的第三体,出现裂纹;当盘面最高温度超过600℃时,闸片表面出现龟裂纹,摩擦表面发生大面积的剥落,闸片被破坏。     

球形摩擦副下天然关节软骨摩擦行为的试验研究

通过对球形摩擦副下关节软骨摩擦行为研究,揭示表面轮廓对软骨摩擦行为的影响。以陶瓷球与软骨为球形摩擦副,在UMT-2型微观多功能测试系统上分别测定两类轮廓组成的软骨摩擦副的接触位移和摩擦因数。结果表明,接触位移是由软骨变形量和波动位移组成,软骨变形量与时间成非线性增加,波动位移与时间呈周期而非线性变化;球对软骨的摩擦副有一个较高的启动摩擦因数;表面轮廓影响球形摩擦副的接触状态和摩擦行为,软骨试样的摩擦因数高于纯软骨层的摩擦因数。     

多种规则微造型表面摩擦特性的试验研究

比较了皮秒和纳秒激光造型表面的质量,采用皮秒激光进行了表面微造型,并用体视显微镜和WYKO形貌仪观察并表征了加工形貌.然后在UMT-2摩擦试验机卜对光滑、凹坑、网纹和断纹4种形貌进行了摩擦磨损实验研究.实验结果表明:在低载高副低速条件下,试验因素对摩擦因数稳定值的影响由大到小依次为:润滑状况、形貌和载荷,试验因素对摩擦因数初值的影响由大到小依次为:载荷、润滑状况和形貌;根据正交试验,对于摩擦因数稳定值的影响,4种形貌优劣依次为凹坑、网纹、断纹和光滑;对于摩擦因数初值的影响,4种形貌优劣依次为凹坑、断纹、网纹和光滑.表面微造型能够显著地改善摩擦因数的稳定性.尤其在干摩擦条件下,光滑面的摩擦因数达到稳定费时较长,且稳定后存在较大振幅的波动;而造型面的摩擦因数则快速趋于稳定,且基本无波动.     

载流摩擦过程中摩擦因数影响因素试验研究

以碳/铜载流摩擦副为研究对象,在CETR UMT-2多功能摩擦磨损试验机上,采用环/块接触方式,对载流摩擦过程中摩擦因数的影响因素进行了试验研究。结果表明:在低速条件下,载流稳态摩擦因数随法向载荷和电流的增大而增大,高速时结果相反;无电流时稳态摩擦因数随转速升高而增大,载流时则随转速升高呈先增大后减小的趋势;载流时摩擦因数开始一般都比无电流时摩擦因数小,随后逐渐增大,并超过无电流时的摩擦因数,所需时间随转速和法向载荷的增大而缩短;低速载流摩擦因数变化的关键因素可能是摩擦过程中产生的摩擦热,高速载流摩擦因素的变化则可能与微电弧对材料的烧蚀机制密切相关。     

海水环境下陶瓷材料的摩擦学行为研究现状

综述海水环境下陶瓷材料与陶瓷、金属、聚合物等材料配副在海水环境下的摩擦学行为的研究现状,以及海水环境下陶瓷配副材料的发展趋势和应用前景。指出在海水环境下陶瓷与陶瓷配副材料的研究需综合考虑水分子对摩擦副摩擦磨损的抑制和促进作用,陶瓷与聚合物配副材料的研究需考虑对偶件腐蚀和吸水塑化等现象的影响,陶瓷与金属配副材料的研究应完善化学腐蚀和机械磨损交互作用的定量分析。建议应建立陶瓷摩擦副材料试验技术数据库并开发其评价体系,使得陶瓷摩擦副材料性能评价指标化、定量化。     

离合器摩擦副表面温度对摩擦因数的影响

通过对某型离合器摩擦副的摩擦学小样试验,研究了离合器在结合的滑动摩擦过程中,摩擦面温度对离合器摩擦材料摩擦因数的影响.采用扫描电子显微镜(SEM),分析了样件的摩擦表面形貌,探讨了产生影响的机制,并从摩擦因数角度探讨了微车离合器起步发抖和烧蚀的主要原因.微车离合器摩擦材料摩擦因数随着摩擦面温度先升高,然后趋于稳定,最后再降低,其稳定工作的温度区间为130～220℃;在摩擦面温度较低的工况下,摩擦因数较低,微车起步时,离合器传递的扭矩不足以克服道路阻力,引起微车起步发抖的现象;而在摩擦面温度过高的工况下,离合过程中,摩擦因数较低,传递扭矩效率低,导致离合器滑磨时间过长,引起烧蚀现象.     

摩擦对特种弹簧性能测试的影响

数值模拟和实验结果表明:测试过程中的摩擦方式和摩擦因数的大小对特种弹簧弹性性能测试的准确性有较大的影响,达到10%左右;获得的数学模型阐明了摩擦因数与测试的弹性值之间的定量关系,为改进测试工艺过程提供了依据.     

皮肤-纺织品的摩擦特性试验研究

为了定量研究纺织品与人体皮肤之间的摩擦特性,采用微观摩擦试验机对4种织物与20位男女手臂前臂皮肤之间的摩擦因数进行测试。结果表明:皮肤-织物的平均摩擦因数在0.30~0.50之间,其中男性皮肤-织物的平均摩擦因数在0.30~0.36之间,女性皮肤-织物的平均摩擦因数在0.40~0.50之间。织物表面特征,如表面形状、纹理特点、组织结构、平整度、致密度和弹性等,以及纤维本身的表面特征,是织物表面摩擦特性存在差异的根本原因。4种织物的平均摩擦因数由高到低分别为全毛绒面呢、羊皮、真丝绸和本色平纹棉布,其中丝绸和平纹棉布的平均摩擦因数比较接近;在与不同纺织品摩擦时,女性皮肤-织物的平均摩擦因数普遍比男性高。     

新型基体材料含量对摩擦材料性能的影响

用新型复合材料改进基体材料,以水基材料为基体,实现节能、环保的摩擦材料的冷压成形工艺加工.利用定速摩擦磨损试验机对自制的摩擦材料进行试验,研究基体材料含量对新型复合材料摩擦因数和磨损率的影响规律.结果表明:制备的复合摩擦材料的性能与基体材料的含量具有相关性,得到了在实验条件下的理想基体材料含量;材料摩擦磨损问题的影响因素十分复杂,通过研究证明了冷成形摩擦材料的摩擦稳定性和耐磨性.     

织构参数对不锈钢与猪股骨间摩擦性能的影响

采用YLP-F20激光打标机在4Cr13不锈钢圆盘试件表面加工出不同尺寸的沟槽微织构试样;将织构试样与新鲜猪股骨制成的骨棒试样构成销-盘摩擦副,在立式万能摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损试验,研究微织构参数对不锈钢与猪股骨在生理盐水润滑下的摩擦特性的影响。结果表明:沟槽型的摩擦因数比无沟槽的要小,在文中研究的范围内摩擦因数随着沟槽宽度的增加而减小,随着沟槽间角度的增加而增加;对加工微织构后的表面进行处理对摩擦因数的影响很大。文中研究范围内宽度200μm、深度20μm、角度1.21°微织构组合,相比较于无微织构试件摩擦因数最大降低了36.4%。     

分离式片上微摩擦测试机构及其制作

为有效模拟基于单晶硅材料的微机电器件摩擦副的摩擦磨损状况,设计了一种分离式片上微摩擦测试机构。该测试机构利用微机电系统体硅工艺及键合技术,把加载机构、测试机构、摩擦副以及力传感器集成在一个单一的硅片上。对该机构的测试结果表明:摩擦副之间的静摩擦因数约为0.9,动态摩擦因数随着施加在摩擦副上正压力的变化而变化。     

化工机械设备轴承合金表面微造型对摩擦磨损性能的影响

为了研究表面微凹坑造型对化工机械设备中轴承合金润滑摩擦性能的影响,利用UMT-2型多功能摩擦磨损试验机,对不同工艺参数表面微凹坑轴承合金进行油润滑条件下摩擦磨损试验。研究了微凹坑面积密度、深度对摩擦因数的影响规律,同时探讨了工况条件对摩擦性能的影响。试验结果表明:微凹坑面积密度和微凹坑深度对摩擦性能的影响均存在最优值,微凹坑面积密度为10%,深度为25μm时,表面微凹坑造型减摩效果最佳;微凹坑面积密度、深度不变时,表面微凹坑造型试样摩擦因数随加载载荷增大而增加,说明高载荷工况下利用微凹坑造型改善耐磨性能效果不明显。磨痕形貌分析表明,低载荷工况下,合金表面微凹坑造型抗磨损效果明显。     

摩擦改进剂对改善燃油经济性的影响研究

采用四球机试验,考察了钼胺化合物、二烷基二硫代氨基甲酸钼、无灰型摩擦改进剂与摩擦因数的关系以及它们之间的复配作用。结果表明：摩擦改进剂（FM）降低摩擦因数的效果与其化学结构有关;加入量提高,摩擦因数的改善效果明显;不同化学结构的摩擦改进剂复配使用,可以减低整个温度区的摩擦因数。     

非对称结构表面织构对滑动轴承摩擦性能的影响

为揭示织构凹坑方式对径向滑动轴承摩擦性能的影响,基于气液两相流理论,建立径向滑动轴承腔内油气两相流数值计算模型.将传统普通织构改进为出入口呈阶梯状的非对称织构,定义出入口壁面高度比值H为非对称因数,采用SIMPLEC算法进行求解,分析非对称因数对凹槽织构单元流体域内流场的影响,探讨径向滑动轴承不同位置织构、不同转速下非...     

滑动轴承摩擦因数的实验研究

结合西南交通大学自主研发的ZHS20滑动轴承试验台,通过实验展开对滑动轴承摩擦因数f的研究,测定f-λ曲线和p-f-n曲线,探讨摩擦因数f和特性参数λ的关系,并且与福格波尔(Vogelphol)关于摩擦因数f的研究成果进行比较分析;进一步研究了不同压强p下和不同转速n耦合时,对f曲线的影响,对研究多参数影响下轴承摩擦因数的变化规律具有实际指导意义。     

孔隙率对树脂基摩擦材料的性能研究

通过模压成型工艺制备不同孔隙率的树脂基摩擦材料,研究孔隙率对其力学性能及无润滑条件下摩擦磨损性能的影响。结果表明：随着孔隙率的增加,摩擦材料内抗剪强度和压缩强度降低,表面粗糙度大幅度增加;不同温度下摩擦材料摩擦因数随孔隙率呈现出不同的变化趋势,低温下摩擦因数随着孔隙率的增加先增大后减小,高温下摩擦因数则是先降低而后增大,而孔隙率对中温摩擦因数影响不明显;孔隙率较低的摩擦材料具有较高且稳定的摩擦因数及低的磨损率。     

硬质薄膜材料弹性模量与其微观摩擦因数关联性研究

利用原子力显微镜等手段研究几种类金刚石薄膜的力学和微观摩擦性能以及二者之间的关系,并从理论上建立关联模型。结果表明,在界面剪切强度和无磨损摩擦的前提下,硬质保护薄膜的微观摩擦因数与其弹性模量的倒数有直接的关系,从而可以通过测定弹性模量来直接预测其微摩擦因数。     

等温密封环摩擦状态演变预测与试验研究

结合浮动密封环的工作特点,提出一种基于载荷分配概念的密封摩擦状态演变预测模型。设定载荷分配系数,对粗糙表面微凸体接触和流体润滑接触两个部分摩擦力进行建模计算,根据微凸体承载力和总承载力等参数信息获得总摩擦因数值。模拟计算获得反映密封接触特性的摩擦因数与转速、压力以及表面粗糙度的关系曲线,仿真曲线历经完整的摩擦与润滑区,能够对不同摩擦状态下的接触特性进行预测。利用密封系统试验台对模型进行分析和验证,结果表明两者变化趋势保持一致,具有共同特征,说明密封摩擦预测模型能够真实反映密封摩擦副的接触规律及其变化情况,是预测密封摩擦状态的有效方法。     

垂直取向金属纤维增强材料的摩擦性能研究

研究在3种具有不同力学性能的基体中,垂直于摩擦面取向的钢纤维和铜纤维增强的汽车摩擦材料在不同的试验压力、速度和温度下摩擦性能的变化,并与平行无规分布纤维增强试样进行对比。结果表明,金属纤维垂直取向试样的摩擦性能受纤维自身和基体力学性能的共同影响,钢纤维试样的摩擦性能受基体性能影响小于铜纤维试样;在具有不同力学性能的基体中,钢纤维垂向增强摩擦材料均具有更好的摩擦因数稳定性和耐磨损性能,此源于纤维与基体之间良好的相互作用。