滑动摩擦副表面非对称微织构空化效应数值分析

为探究滑动摩擦副表面非对称微织构空化效应及其影响因素,基于N-S方程建立了表面织构化滑动摩擦副数值计算模型并进行求解,讨论了凹槽型非对称微织构的结构参数、运动速度和润滑油黏度对凹槽内的气相分布、空化面积率、油膜承载力和摩擦系数等的影响.结果表明:凹槽型非对称微织构的承载力大于对称微织构,而其摩擦系数小于对称微织构;在考虑空化效应时,凹槽型非对称微织构比对称微织构能更显著地改善摩擦学性能,并且非对称微织构凹槽离入口距离越远,空化效应越显著;滑动摩擦副运动速度和润滑油黏度对空化效应有重要影响,运动速度越高、润滑油黏度越大,凹槽型非对称微织构的空化效应越明显,且提升承载力的能力明显优于对称微织构,该研究对滑动摩擦副表面微织构的设计和分析有一定的参考意义.

面向港口起重机的无脂润滑系统解决方案

码头自动化和设备远程控制对港口起重机的可靠性运行提出了更高的要求,传统脂润滑方式已不能满足码头设备高效作业需求。提出一种面向港口起重机的无脂润滑系统解决方案,通过改变运动副润滑方式,构建润滑单元,建立润滑状态监控平台,实现运维智能化,可提高港口起重机的耐用性、可靠性和工作效率。

不同运行条件对滑动摩擦副表面粗糙度特性的影响

电力机车运行条件会影响弓网系统滑动摩擦副表面粗糙度,进而影响电力机车的受流质量、运行安全和使用寿命,所以研究电力机车运行条件和弓网系统滑动摩擦副表面粗糙度之间的变化规律有重要意义.采用课题组自行研制的滑动电接触实验机,开展了滑动电接触实验,得到了运行速度、接触电流和接触压力等不同运行条件下滑动摩擦副表面粗糙度参数的变化规律;基于多元线性回归的数学方法,利用实验数据,建立了滑动摩擦副表面粗糙度参数关于运行速度、接触压力和接触电流的数学模型,并通过实验验证了模型的有效性.

主索鞍位移滑动副结构模型试验研究

为选择更适合的主索鞍位移滑动副材料,以燕矶长江大桥为背景开展试验研究。参照该桥主索鞍位移滑动副的构造和边界条件,制作钢-不锈钢、无储脂坑的聚四氟乙烯(PTFE)板-不锈钢、有储脂坑的PTFE板-不锈钢和改性聚甲醛(POM)减摩层板-不锈钢4组滑动副材料短尺寸滑块,通过顶推试验测试4组滑块的滑动摩擦系数和结构强度,再优选2组滑动副材料制作长尺寸滑块,观察顶推试验后滑块的变形和破坏情况并进行比选。结果表明:4组短尺寸滑块在良好润滑条件下的滑动摩擦系数分别为0.083、0.017、0.013和0.018,PTFE板-不锈钢滑块在试验后均发生了塑性变形,屈服强度均低于13.59 MPa,改性POM减摩层板-不锈钢和钢-不锈钢滑块的结构强度显著大于PTFE板-不锈钢滑块;优选有储脂坑的PTFE板-不锈钢和改性POM减摩层板-不锈钢进行长尺寸滑块试验,试验后有储脂坑的PTFE板-不锈钢滑块顶推力逐次增大,变形明显,改性POM减摩层板-不锈钢滑块的表面无变形,无破坏;改性POM减摩层板-不锈钢滑块的滑动摩擦系数与PTFE板-不锈钢滑块接近,结构强度显著大于PTFE板-不锈钢滑块,为推荐的位移滑动副材料。

考虑边界膜强度的滑动摩擦副混合润滑模型研究

针对边界膜对摩擦副润滑状态的影响,提出一种能够综合反映压力及剪切速率对边界膜失效综合影响的边界膜强度模型,并基于润滑状态测试结果通过拟合获得模型参数;将该边界膜强度模型与流体动压润滑模型、粗糙表面接触模型耦合,建立考虑边界膜强度的混合润滑模型,并通过轴瓦摩擦实验机润滑测试结果对模拟结果进行验证。和现有典型混合润滑模型相比较,该混合润滑模型可以更准确地反映摩擦副的实际润滑状态以及摩擦因数变化规律。运用考虑边界膜强度的混合润滑模型分析轴瓦零件润滑状态转化特性和机制。结果表明:在存在边界润滑的混合润滑条件下,当加载力小于临界载荷,边界膜几乎未发生破裂,摩擦因数随载荷增加缓慢变大,其数值均较小;当加载力加至临界载荷,边界膜破裂,摩擦副微凸体接触区域出现干摩擦,摩擦因数出现突然增加,表明该摩擦副由边界润滑为主的混合润滑状态过渡到以干摩擦为主的润滑状态。

一种高速滚滑复合导轨副的设计与制造

分析数控机床常用的导轨形式,提出一种兼顾直线导轨高速性能和钢导轨高刚性的滚滑复合导轨副。完成了结构设计和样机试制,并对制造过程中的工艺方法进行了详细阐述。样机精度和刚性测试结果表明:该高速滚滑复合导轨副可以同时满足数控机床移动部件的精度、刚性及移动速度的需求。

基于摩擦功原理的高副滑动磨损的研究

针对现有的摩擦磨损计算公式不能全面反映磨损机理的问题,根据摩擦功原理,推导了基于磨损功的高副滑动磨损计算公式;在考虑刚度变化将引起齿间载荷动态变化的情况下,进行了机车齿轮副磨损的计算仿真分析,计算结果与实际磨损情况相符。研究表明,该公式为滑动摩擦副磨损计算提供了一种原理清晰、使用简便的新方法,为齿轮副与凸轮副等复杂曲面的高副磨损状态评估提供了可靠依据。

含磨屑油润滑的滑动摩擦副咬死失效理论模型及验证

提出了含磨屑油润滑时，线接触滑动摩擦副咬死失效理论模型；该模型是基于接触区最高温度达到材料的熔焊温度引起接触区局部熔焊而发生咬死失效观点建立的。并从理论上计算了含不同尺寸磨屑润滑油润滑时咬死极限载荷在 Ｍ Ｈ Ｋ５００ 型环块式磨损试验机上，通过对含不同尺寸磨屑润滑油润滑的滑动摩擦副咬死极限载荷的对比试验，部分验证了本文所提出的咬死失效理论模型的正确性；在此基础上，提出了预防咬死发生的措施。

微造型滑动摩擦副混合润滑数值模拟

基于混合润滑模型对微沟槽表面滑动摩擦系统流体动压润滑进行了数值模拟,重点分析了具有不同分布方式和表面形式的微沟槽织构对滑动摩擦副摩擦特性的影响,揭示了不同表面综合粗糙度和纹理参数下滑动摩擦副的减摩耐磨指标随着微沟槽结构形式和参数变化而变化的规律。计算结果表明:合理设计的微沟槽滑动摩擦副表面有利于提高摩擦副的流体动压润滑性能;存在最优的微沟槽分布方式、表面形式、沟槽深度和宽度使得滑动摩擦系统减摩耐磨特性最佳;对于滑动摩擦副,表面粗糙度的影响不可忽略,存在最优综合粗糙度值使得摩擦副摩擦力最小,且横向粗糙度有利于降低摩擦副表面间的摩擦力。

含磨屑粗糙表面接触滑动摩擦副温度场的计算

接触温度是评价摩擦副工作性能好坏的一个重要因素 ,对粗糙表面、特别是含磨屑粗糙表面接触温度场求解尚缺乏深入研究。介绍了粗糙表面及含磨屑粗糙表面线接触滑动摩擦副接触温度场的求解过程及方法 ,分析了光滑表面、粗糙表面及含磨屑粗糙表面接触温度场分布 ,探讨了表面接触温度对滑动摩擦副胶合及咬死的影响。结果表明 :粗糙表面温度场较光滑接触表面温度场有明显的提高 ,在粗糙度影响系数为 0 .1、0 .5时 ,接触区温度分别增加 14 %和 10 3% ;磨屑着床后 ,接触区局部温度将进一步升高。对于 4 5#钢滑动副 ,考虑局部表面膜破裂后 ,磨屑着床点温度可以达到滑动副材料的熔焊温度。

碳化硅/碳化钨硬面密封摩擦副的摩擦磨损性能和机理研究（英文）

实验研究了干摩擦和水润滑条件下,常压固相烧结碳化硅陶瓷(SSiC)及常压液相烧结碳化硅陶瓷(LPSiC)分别与碳化钨(WC)组成的硬面配对摩擦副的滑动摩擦磨损性能。在干摩擦条件下,与LPSiC/WC摩擦副相比,SSiC陶瓷由于具有更大的晶粒尺寸和硬度,导致SSiC/WC摩擦副具有更大的摩擦系数和更小的磨损量。磨损区域的SEM形貌结合面扫描分析、微区XRD分析结果表明:微犁沟和微断裂导致SiC陶瓷的磨损,疲劳损伤导致WC材料的磨损,而摩擦过程产生的摩擦热导致磨出的WC颗粒氧化成无定型WO3。在水润滑条件下,与SSiC/WC摩擦副相比,LPSiC/WC摩擦副具有更大的摩擦系数和更低的磨损率。在干摩擦和水润滑条件下,与SiC陶瓷作为动摩擦副配对相比,SiC陶瓷作为固定摩擦副的摩擦配对具有更小的摩擦系数和质量损失。

有机硼酸酯添加剂对摩擦副抗咬死性能影响研究

通过对稀土金属硼系列有机硼酸酯 (C9H2 1BO3 )添加剂的润滑性能及抗咬死性能试验研究 ,发现有机硼酸酯添加剂能显著改善滑动摩擦副的抗咬死性能及润滑油的润滑性能 ,通过分析磨斑表面X射线衍射图谱 (XPS) ,发现该种添加剂作用下 ,摩擦副表面形成了聚合物膜 ,使得摩擦力减小了 ,随着载荷的增大 ,添加剂在摩擦热产生的高温作用下 ,部分原子如C、B同表面金属发生化学反应 ,生成了FeC ,B2 O3 ,H3 BO3 等物质。结合咬死失效后的表面形貌及咬死失效后滑动摩擦副表观特征分析 ,分析了该种添加剂作用下抗咬死性能提高的原因 ,并对添加剂作用下咬死设计方法进行了探讨。

润滑油对滑动摩擦副咬死性能的影响

在MHK—500型环块磨损试验机上对N46#机械油在不同供油温度下由45#淬火试环、试块组成的滑动摩擦副进行了抗咬死性能试验研究.试验结果表明:供油温度时摩擦副的抗咬死性能有较大的影响,在一定的范围内提高润滑油的供油温度有利于提高摩擦副的抗咬死能力.试验还发现:随着润滑油中磨粒的增多,摩擦副咬死极限载荷逐渐下降,且摩擦副失效后表面温度表现出不确定性.润滑油中磨粒状况对摩擦副咬死影响不可忽视.对摩擦副咬死的研究应考虑润滑油中磨位随时间改变的因素,基于时变的观点来研究摩擦副咬死机理更具有实际意义.

KeeLoq密码第1种滑动-代数攻击的改进

证明对KeeLoq密码的第1种滑动-代数攻击算法的成功率仅为2-64,针对该问题,分析滑动对个数与成功率的关系,提出改进算法,将用于建立代数方程组的滑动对减少为2个,使改进算法的成功率提高至0.632,并将计算复杂性由原来的278个CPU时钟降为273个CPU时钟。

基于等刚度的滚动直线导轨副过渡曲线设计

滚动直线导轨副作为高精度导向进给机构,其振动的控制一直是研究的重点。通常采用增加滚动直线导轨副预载荷的方法,来改善滚动直线导轨副的减振性能,提高其刚度。然而实践表明,这种方法不但会降低整个导轨副的工作寿命,且减振效果并不佳。基于滚珠在循环过程中垂直刚度和倾斜刚度各自相等的假设情况下,提出了改善滚动直线导轨副减振性能的过渡曲线设计。利用降低滚珠进出承载区振动的基本条件,构建起设计滑块体两端部过渡曲线的数学解析模型,利用最小二乘法根据各控制点拟合出导轨副的过渡曲线。并通过试验验证了该设计方法减振效果的有效性。

滑动高副的摩擦系数及蜗杆传动效率

本文分析并通过试验，研究了滑动高副的摩擦系数。

基于VC++与APDL的滑动摩擦副热分析系统研究

以VC++的类库(MFC)为开发平台,设计具有友好人机交互界面的滑动摩擦副热分析系统,该系统对复杂的ANSYS参数化设计语言(简称APDL)进行了后台封装,可实现参数化的模拟仿真。在系统中输入试样的几何和材料参数以及具体实验工况参数,能自动获取实时摩擦因数以实现端面滑动摩擦副温度场仿真。通过计算结果和实验数据的对比,表明该系统能够准确地仿真出摩擦过程中接触区域的温度及变化趋势。

滑动摩擦副抗咬死性能的试验研究

咬死是高速、重载滑动摩擦副常见的失效形式之一。在MHK-500型环块磨损试验机上对45＃淬火,45＃调质,GCr15,ZQAL9-4材质组成的滑动摩擦副进行了抗咬死性能试验研究。试验结果表明:构成摩擦副材料的粗糙度,相对滑动速度,不同材质摩擦副对摩擦副抗咬死能力有一定的影响,改变摩擦副材质性能能提高摩擦副抗咬死能力;应从系统和时变的观念出发研究摩擦副的咬死机理,孤立研究某一因素不可能得出可靠的结论。

湿式摩擦副滑摩过程摩擦热计算

针对湿式离合器摩擦副的结构特点,研究离合器摩擦副表面粗糙接触情况,改进平均流量模型,建立修正的雷诺方程用于计算滑摩过程中油膜压力和油膜厚度的变化规律。采用Greenwood-Tripp接触模型,建立摩擦副摩擦热方程,模拟湿式摩擦副在滑摩过程中油膜厚度、相对滑摩转速、接合油压以及摩擦转矩变化规律,对摩擦副滑摩过程中微凸体和油膜剪切作用产生的摩擦热进行分析,得到它们径向呈线性和抛物线的分布规律,讨论接合油压和相对滑摩转速对微凸体和油膜剪切作用产生摩擦热的影响,并通过钢片的温度场实验对模拟结果加以验证。研究表明:接合油压越大,单位时间内微凸体和油膜剪切作用产生的摩擦热越大,单位时间产生摩擦热峰值的时间越提前;相对转速差越大,微凸体在滑摩过程中单位时间产生的摩擦热越大,油膜则与之相反,且相对转速的变化对单位时间产生摩擦热峰值的时间无影响。

基于齿面摩擦的人字齿轮副动力学特性分析

建立了考虑齿面摩擦、时变啮合刚度、齿侧间隙和综合传递误差的16自由度人字齿轮副三维空间弯曲-扭转-轴向耦合的非线性动力学模型,应用牛顿第二运动定律,建立系统的振动微分方程。根据人字齿轮副的啮合特性,通过数值积分方法分析了轮齿的啮合力,时变摩擦力和摩擦力矩,并采用基于弹流润滑理论(EHL)的摩擦因数计算模型计算了齿面摩擦因数。为了分析齿面摩擦对人字齿轮副周期振动及分岔特性的影响规律,比较了有无考虑齿面摩擦时系统的周期振动时域响应、振动位移分岔图及最大lyapunov指数变化图。结果表明,齿面摩擦导致齿轮副垂直于啮合平面方向的振动位移加剧,且减弱了齿轮副沿啮合线方向的振动。同时,齿面摩擦的存在使得系统提前进入混沌,且抑制了系统的混沌运动。文章的研究成果有助于进一步认识齿面摩擦对人字齿轮传动周期振动及非线性振动特性的影响,为人字齿轮传动设计提供技术依据。