弹流与微精处理

弹流的发展是本世纪机械学科的重要成就。目前,弹流正处于由理想弹流发展到将各种影响因素与实际表面综合考虑的弹流的过渡阶段。在这一阶段中,表面粗糙度对于弹流的影响是个重要的研究内容。机械零件表面的微精处理是建立在表面粗糙体图谱参数(纹路)对弹流影响的基础上。激光微精处理是在机械零件表面产生一个具有长波长的横向微凸体分布的图案,用以提高弹流润滑效果。实验证明了这一设想的正确性。当参数选择合理时,可使得零件表面的抗擦伤能力有大幅度地提高。     

高副传动摩擦学设计的探讨

综合介绍了弹流润滑理论的发展现状，论述了弹流理论发展的启示，分析了高副接触摩擦学设计的有关内容，提出了将传统的强度设计与摩擦学设计相结合以改善润滑状态，提高机械寿命的设想。     

弹性流体动力润滑理论及其应用(上)

弹性流体动力润滑(以下简称弹流)和边界润滑、流体动力润滑一样,已经发展成为一种公认的润滑状态,其理论也已得到不断的充实和发展,同时,在实际应用方面也取得可喜的效果。弹流作为一项通用理论,它的价值不局限在分析机械零件的运动上,在其他很多领域中,例如轮胎在潮湿路面上的溜滑,人造关节的运动等许多生活现象中,也都受弹流理论的支配。所以国际上某些权威学者认为,弹流理论的建立是经典雷诺方程创立以来,在近代润滑理论中最最重要的进度。一、流体润滑理论简述 1886年雷诺深入研究了滑动轴承的润滑问题,导出了联系油压、油的粘度以及轴承几何尺寸的微分方程——雷诺方程,奠定了流体动力润滑理论的基础。一维流动的雷诺方程为: dp/dx==6μU(h-h_0)/h~3 (1)式中:h及dp/dx为任一截面处的膜厚和沿流动方向的压力梯度;U——轴颈处的线速度;h_0——压力最大处的膜厚;μ——油的动力粘度。     

高副接触机械零件弹流动力润滑研究新进展

弹性流体动力润滑是润滑理论的一个重要分支,也是关系到高副接触机械零件使用耐久性和可靠性的关键技术问题。计算机模拟仿真技术、数值计算方法和弹流测试技术的发展,推动了弹流润滑理论的发展和该理论在高副零件摩擦副设计中的广泛应用。综述齿轮、凸轮、轴承3种高副接触零件基于表面粗糙纹理、轮齿修形、有限长接触、热效应、镀层等因素的弹流润滑研究发展概况。指出现代弹流润滑理论虽然在高副接触零件中的应用已逐渐接近工程实际要求,能够较可靠地解决实际工况下的润滑难题,但在非稳态效应和真实粗糙表面对高副零件弹流润滑的影响方面,高副零件弹流润滑的多重参数耦合、计算机仿真及相关实验验证方面,还须进一步深入研究。     

在机械零件表面进行激光微精处理的实验研究

机械零件表面微精处理是指对机械零件表面,尤其是高副零件(如齿轮、滚动轴承及凸轮挺杆等点线接触的零件)表面,在机加工之后,进行激光再处理,使之表面产生具有横纹向的微凸体图案。这种人造的表面形貌有利于机械零件在相对运动中的弹流润滑,从而可大幅度地提高机械零件的承载能力。我们采用了大功率激光束在标准Timken试环上进行了各种参数的微精处理,使之表面具有不同微凸体图案。将处理后的试环与未处理的试环在相同条件下进行Timken OK负荷试验。试验表明同激光微精处理的具有横向纹微凸体表面形貌对于提高OK负荷(抗擦伤能力)有着显著的效果。当参数选择适当时,可提高OK负荷5～6倍。这有力地说明了激光微精处理对于提高机械零件承载能力的巨大潜力。     

摩擦副表面圆形微凹坑特种加工工艺设计与试验

摩擦副表面一定规则形貌的微凹坑可以改善表面摩擦学特性,提高润滑耐磨性能.根据摩擦学理论,设计圆形微凹坑;用组合电加工方法制作阵列微细轴工具电极;采用多种微细特种加工方法加工出微凹坑,并进行微凹坑加工工艺分析.     

激光微造型表面固体润滑性能研究

采用声光调Q二极管泵浦固体光源(DPSS)Nd:YAG激光器,在45#钢试样表面进行表面微造型加工。以聚酰亚胺(PI)和二硫化钼(MoS2)复合固体润滑材料作为固体润滑剂,通过两步加温固化黏结工艺成功制备微造型固体润滑试样。在MMW-1A型摩擦磨损试验机上进行光滑无润滑试样、光滑表面固体润滑试样和微造型固体润滑试样的摩擦性能对比试验,以及微造型固体润滑试样在不同转速和压力下的摩擦性能试验。结果表明,在经过激光加工的微凹坑中填充复合固体润滑材料的试样,在摩擦过程中微凹坑中填充的固体润滑材料能有效转移到在摩擦表面,补充消耗掉的润滑材料,因而表现出更好的摩擦学性能。     

激光表面微精处理的摩擦学效应

激光微精处理是利用激光扫描的方法在摩擦副的表面制造出一有规则的微凸体(微凹体)图案,以利于摩擦副的润滑,从而提高摩擦副的抗磨损、抗表面损伤的能力。实验结果证明,经激光微精处理的试件的抗擦伤负荷有大幅度的提高。从摩擦学角度阐明激光微精处理的效果。即:激光微精处理在摩擦副表面所生成的横向微凸体图案的形貌有利于摩擦副在相对运动中提高弹流油膜厚度;激光微精处理后产生的微凸体表面为微熔层,其硬度较低,而微凸体心部为淬硬区,这样的结构有利于摩擦副的跑合及降低摩擦系数,有利于摩擦副在边界润滑的效果。激光微精处理适用于有润滑的摩擦副,以提高承载能力与使用寿命。对于要求以提高抗擦伤、抗胶合为主的摩擦副可选择软型激光微精处理材料及工艺;对于要求以     

薄膜润滑的微极流体模拟

基于向列相润滑分子作用下薄膜润滑的有序模型,利用微极流体（Micropolar fluids）理论分析薄膜润滑的润滑特性,探求薄膜润滑的基本规律。结果表明,薄膜润滑下的摩擦学性质介于弹性流体动力润滑和边界润滑之间,弹流理论不能很好预测膜厚随工况参数的变化情况,而微极流体理论结果和试验值有较好的一致性。薄膜润滑下有序分子的存在所起作用相当于提高润滑剂的粘度,能够增加润滑油膜的厚度从而增加承载能力。在薄膜润滑下必须考虑微粒分子的角动量矩守衡。     

齿轮动力学与弹性流体动力润滑耦合研究

为探究齿轮的动力学特性与弹流润滑耦合效应,综合考虑齿轮啮合刚度的时变效应和表面粗糙度对齿轮动力学行为的影响,基于动力学理论,建立了6自由度摩擦动力学模型。采用解耦方法求解该模型,将求解获得的轮齿动态啮合力和表面波动速度用于弹流润滑分析中。通过实例研究了动、静两种载荷模型下齿轮的弹流润滑特性。研究表明,与平稳载荷相比,基于动载荷模型的齿轮弹流润滑研究更能准确反映齿轮的瞬态润滑特性,在啮合刚度的激励下,润滑时油膜压力和油膜厚度均表现出一定的振荡效应。啮入点、单齿啮入点以及单齿啮出点存在较大的冲击,是齿轮弹流润滑的危险点。     

机械学专家温诗铸

(1)建立工程模型弹流润滑理论,奠定现代润滑设计的基础他相继在国际上提出以完备数值解为基础的考虑热效应的热弹流、考虑动态效应的非稳态弹流、考虑润滑剂非牛顿性的流变弹流以及分析粗糙表面的微观弹流等润滑理论,系统地建立了工程中各类弹流润滑问题的设计方法.在此基础上,导出当今普适性最高的润滑方程,并将上述各种实际因素全部纳入分析,建立了工程模型的弹流润滑理论,为现代润滑设计奠定基础.     

弹性流体动力润滑(一)

《弹性流体动力润滑》这门学科是润滑学领域中,近代最显著的成就之一。它的主要特点是既考虑流体动力润滑作用,又考虑被润滑面的弹性变形。它研究的主要对象是名义上的线接触和点接触的润滑(如齿轮传动、滚动轴承和凸轮机构等)。它对于从事机械和润滑的科技人员是很有用的。本文共分:绪论;弹流理论的基本方程;线接触全膜弹流理论;点接触全膜弹流理论;部份膜弹流简介;弹流的测试;弹流理论的应用等七部份。     

阿基米德蜗杆传动的弹流分析与计算

本文以摩擦学的润滑理论对常用的阿基米德蜗杆传动建立弹流计算方法。通过计算能判定蜗杆传动所处的润滑状态,明确改善工作状况所应采取的措施。     

弹流润滑条件下织构表面亚表层特性研究

为研究在弹流润滑状态下表面形貌对亚表层特性的影响，利用激光加工方法获得2种微凹坑型织构表面形貌，通过将实测的表面形貌坐标输入弹流润滑数值计算程序得到油膜压力和膜厚分布；以对应工况的油膜压力作为表面法向压应力，利用Rabinowicz经验公式算出剪切应力；将表面法向压应力和切向剪应力叠加后对弹流润滑界面亚表层特性进行仿真研究。结果表明：表面织构使亚表层应力分布发生显著改变；微凹坑直径、卷吸速度对亚表层应力的大小与分布有不同的影响；亚表层变形在摩擦过程中呈现随深度增加先缓慢减小后快速下降的规律，研究结果将为通过表面形貌设计改善轴承等零件受力状况提供理论支持。     

线接触弹流摩擦副的动特性研究

基于机械振动学和弹流润滑理论,将弹流油膜简化为弹簧阻尼,建立了线接触摩擦副的摩擦学、动力学耦合模型,用数值方法求解了摩擦副的振动响应,通过简谐激励下系统的阻尼环求得摩擦副的刚度和阻尼,分析了载荷、速度对摩擦副动力学特性的影响.结果 表明:弹流油膜具有显著的刚度、阻尼特征;弹流状态下,当速度一定时,摩擦副的刚度、阻尼随载...     

双渐开线齿轮传动摩擦动力学分析

为研究双渐开线齿轮传动摩擦学与动力学之间的耦合作用,根据齿轮动力学、载荷分担及弹流润滑理论,建立双渐开线齿轮传动摩擦动力学模型,研究混合弹流润滑特性与动力学之间的耦合作用。将动力学模型求解的动载荷应用于混合弹流润滑模型,求解摩擦因数等参数;将摩擦因数重新代入动力学模型,研究双渐开线齿轮动力学行为。结果表明,考虑摩擦学与动力学耦合作用对齿轮动力学行为影响较显著;低转速时,动载荷作用下摩擦因数及油膜厚度分布与稳态载荷作用时近似,转速增大时,摩擦因数及油膜厚度分布波动明显。     

中国机械工程学会摩擦学学会一九八四年工作总结

1.国内学术活动情况1984年经过总会批准,摩擦学学会安排了11项活动。它们是摩擦学工业调查,流体润滑与弹流测试技术座谈会,润滑理论计算座谈会,农业机械磨损技术交流会,内燃机三对摩擦副技术交流会,气体轴承技术讨论会,磨损测试技术座谈会,聚合物摩擦学特性座谈会,摩阻材料测试技术交流会,流体密封知识学习班,摩擦学教学工作座谈会。     

微织构光固化填充h-BN的巴氏合金表面摩擦学性能

为了提高巴氏合金在油润滑条件下的摩擦学性能,在巴氏合金表面加工凹坑微织构并利用光固化填充方法填充六方氮化硼(h-BN)固体润滑剂,制备出h-BN与表面微织构相结合的复合润滑结构。研究复合润滑结构在油润滑条件下的摩擦学性能及其减摩润滑机制。结果表明：复合润滑结构的摩擦学性能远高于未织构面和纯织构面;当凹坑微织构直径较小时,织构密度为10%～20%时,复合润滑结构摩擦因数较小,而凹坑直径较大时,随着织构密度的增加,复合润滑结构摩擦因数逐渐减小;当织构密度小于20%时,凹坑直径较小的复合润滑结构摩擦因数小,当织构密度达到30%时,随着凹坑直径的增加,复合润滑结构摩擦因数减小。复合润滑结构能够改善巴氏合金表面摩擦学性能,是因为h-BN固体润滑剂的释放在巴氏合金表面形成了固体润滑薄膜,避免了润滑油膜较薄处的巴氏合金表面直接与45钢表面接触,且释放h-BN固体润滑剂后的微织构凹坑可以起到收集磨粒,储存润滑油的作用。     

基于弹流摩擦副刚度的直齿轮修形研究

首次在直齿轮修形时考虑了弹流润滑的影响,提出用齿轮弹流摩擦副啮合刚度取代传统齿轮啮合刚度计算最大修形量进行齿轮修形的新方法。基于弹流润滑理论,将弹流油膜简化为线性化的弹簧阻尼,建立了线接触摩擦副的摩擦学―动力学耦合模型,运用数值方法求得齿面弹流摩擦副刚度;采用ISO齿轮啮合刚度定义分别计算出齿轮的啮合刚度和齿轮弹流摩擦副啮合刚度,并基于两种不同的齿轮啮合刚度计算最大修形量,进行齿轮修形;通过Creo分别建立了标准齿轮、ISO方法修形齿轮、基于弹流摩擦副啮合刚度修形的齿轮啮合模型,运用Adams和Romax对3种齿轮副的动态啮合力、角加速度和传动误差进行了仿真和比较,并将基于弹流摩擦副啮合刚度计算的最大修形量和一些工程实际修形齿轮的修形量进行了对比。结果表明,计入弹流润滑影响后,齿轮刚度明显降低,导致齿轮最大修形量增大,且基于弹流摩擦副刚度的修形效果优于ISO方法的修形效果,齿轮动力学性能和传动性能改善明显,并且修形量的理论计算值也更贴近于工程齿轮的实际修形量。     

直齿圆柱齿轮传动摩擦学设计模型的构建

齿轮传动是最重要的机械传动形式之一。传统的齿轮传动强度设汁方法没有考虑润滑要求,而润滑设计又不能兼顾强度需要。以赫兹理论和弹流润滑理论为基础,建立了直齿圆柱齿轮传动的摩擦学设计模型,基于此模型对齿轮传动进行设计,对提高其使用寿命具有重要意义。