燃油介质作动器往复密封摩擦热效应及磨损特性分析

发动机矢量推力作动器采用燃油作为传动介质,燃油的低黏度将使作动器密封接触面处于不良润滑条件,密封件摩擦磨损问题突出。针对燃油介质作动器不同压力、作动速度及油液温度的工作环境,建立往复密封热弹流混合润滑数值仿真模型,分析往复密封接触面摩擦热效应对油膜行为的影响,确定热分析边界条件,计算密封系统的瞬态温度分布。根据热分析结果,对油液黏度及密封区域内的油膜厚度进行修正,考虑密封件润滑条件探究摩擦热效应对密封性能与磨损特性的作用机理,分析不同工况条件对油膜厚度、摩擦力和磨损深度分布的影响,为设计高性能航空密封件奠定理论基础。

医疗废物摩擦热处理技术应用实践

基于摩擦热处理技术研发了医疗废物消毒—脱水—减容一体化智能处理设备。结果表明,医疗废物经该设备处理后消毒效果和污染控制能满足相关标准,可用于就地化、分布式等多种医疗废物无害化处理场景,可补齐偏远地区的医疗废物处理设施短板,其处理的技术成本低于其他医疗废物处理技术,具有一定的市场应用前景。

摩擦热-机械碎岩钻进技术试验研究

摩擦热-机械碎岩钻进技术是利用钻头与岩石产生的摩擦热能加入弱化岩石,然后利用钻头上的切削元件切削碎岩。由于大部分岩石在高温和交变热应力作用下其强度、硬度以及磨蚀性都大幅度降低,因此提高了钻进效率。钻头摩擦元件采用了新型的耐摩擦耐高温的赛隆陶瓷材料,耐磨性是YG6硬质合金的3～5倍,而价格仅为硬质合金的1/10;对钻具和钻头的结构也进行了详细的论述;钻进试验表明:热机碎岩钻具摩擦元件能产生足够高的温度场(大于600℃);热机碎岩钻进技术是切实可行的,能提高钻进效率,降低钻进成本。

摩擦热对Ti6Al4V合金摩擦磨损性能的影响

在高速销-盘式摩擦磨损试验机上考察了Ti6A l4V销与GCr15钢盘摩擦副的干滑动摩擦磨损行为,并在线测量了销试样的摩擦接触温度,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪及透射电子显微镜分别对Ti6A l4V摩擦表面和次表层的微观形貌、组织成分、相结构进行研究.结果表明:Ti6A l4V的β相变点温度接近其摩擦系数和磨损率的转折温度;随着摩擦表面温度升高,在Ti6A l4V表面依次形成TiO、TiO2和V2O3;温度骤变促使Ti6A l4V表层析出纳米颗粒,高的摩擦温度使空气中的氮渗入表层而形成VN.上述结果共同对Ti6A l4V/GCr15摩擦副的摩擦磨损行为产生影响.

生物质冷压成型模具摩擦热分析

为了揭示生物质成型过程中摩擦热引起的温度变化规律以指导生物质成型机的设计,根据生物质冷压成型特点和传热学原理,引入平均压力和当量速度等,建立生物质成型模具的摩擦热分析模型,对成型过程摩擦热进行数值模拟试验。结果表明,试验结果和模拟结果基本吻合,冷压成型摩擦热引起的温度变化为:成型模具内表面温度在工作运转60 min后达到木质素软化温度,成型制品质量有所提高,240 min后温度趋于稳定,最终温度在115～125℃;通过控制原料、模具材料、模具结构、生产率等因素,可缩短成型达到木质素软化点所需时间,提高成型质量。

高速干滑动条件下钢/铜摩擦副摩擦磨损表面摩擦热规律研究

利用MMS-1G高温高速销-盘摩擦磨损试验机,以钢/铜摩擦副为研究对象,进行摩擦磨损试验,使用热电偶对摩擦表层进行测温,应用JSM-5610LV型扫描电子显微镜对摩擦表面进行观察,研究在高速干摩擦条件下摩擦热的影响因素及对表面磨损机制的影响。结果表明:摩擦表面的温度随着速度、载荷的增加而增加;在摩擦初期摩擦温度显著增加,摩擦因数快速下降,当达到某一数值后形成一个动态的平衡;随着摩擦温度的升高,磨损机制发生转变,由粘着磨损转变为磨粒磨损和粘着磨损共同作用。

摩擦热冲击问题的建模、仿真与振动特性分析

摩擦是大型汽轮机发电机组常见故障。在摩擦力的作用下，摩擦面温度分布变得不均匀，转子会因此而产生热弯曲，导致异常振动。文章对该问题进行了深入研究，建立了摩擦热冲击问题的数学模型，结合实际汽轮发电机组仿真了不同情况下摩擦面温度分布和热弯曲情况，分析了摩擦热冲击作用对机组振动的影响，得出了一些有用结论。

聚醚醚酮基复合材料端面摩擦热的有限元数值模拟

树脂基复合材料导热困难,聚热严重,所以端面摩擦热对其使用性能起到关键作用。文中根据聚醚醚酮(PEEK)复合材料在持续旋转双环摩擦运动作用下端面摩擦热产生的特点,运用有限元方法建立二维轴对称模型,研究复合材料的实时温度场分布,分析端面摩擦热对复合材料摩擦学性能的影响。最后,选取纯PEEK来验证模拟方法的可行性。研究结果表明:模拟得到的最高温度值和实测值误差小于2%,有限元方法可以比较准确地预测树脂基复合材料在连续的摩擦过程中任意时刻任意位置的温度值,可为树脂基复合材料的摩擦学应用及设计提供参考。

活塞环摩擦热对燃烧室部件耦合系统的传热影响模拟研究

在内燃机传热全仿真模拟研究中考虑了环组摩擦热的影响 ,建立了一整套有关环组摩擦热处理子模型 :1)活塞环 -气缸套的混合润滑模型 ;2 )摩擦热计算模型 ;3)摩擦热在活塞组和气缸套间的分配模型 ;4)摩擦热在活塞组和气缸套上的分布模型。利用这些模型 ,模拟了 12 5风冷柴油机环组摩擦热对活塞组

摩擦热对UHMWPE/钢摩擦副摩擦性能的影响

通过控制销盘试验中的散热条件测定了摩擦热对UHMW PE/钢摩擦副摩擦性能的影响;利用统计学相关系数理论对摩擦系数和表层温度的相关性进行定量比较,发现不良散热条件使其相关系数显著增大;根据T ay lor Hobson轮廓仪测量试样表面形貌三维初始表面高度,尝试用元胞自动机方法进行了摩擦表面温度分布模拟计算,并结合磨损表面形貌分析探讨摩擦热对UHMW PE磨损机理的影响.结果表明:摩擦系统的热传导条件严重影响UHMW PE的摩擦性能;摩擦热效应使得局部接触表面温度超过熔点,摩擦热的积累效应使UHMW PE的磨损机理由粘着磨损变为熔融剪切磨损;在聚合物材料的摩擦试验及应用研究中必须考虑摩擦热的影响.

摩擦热弯曲对转子稳定性的影响

动静摩擦产生热弯曲易导致转子失稳。本文利用简单摩擦热弯曲模型建立了发生摩擦热弯曲的转子 -轴承系统的传递矩阵 ,分析了摩擦热弯曲对转子稳定性的影响 ,同时利用传递矩阵方法计算了特征值对参数的灵敏度。针对一压缩机转子模型进行稳定性分析计算 ,表明转子的稳定状态随转速及参数的变化出现差异 。

构造摩擦热的初步研究

构造摩擦热是地质学中的重要基础理论问题。构造摩擦热可使岩石软化，加速岩石的形变作用，还可导致岩石的变质甚至熔融作用，发生同步的地球化学作用。许多内生矿床的形成，都与构造摩擦热有关。本文通过对构造摩擦热的数学计算和分析，认为构造摩擦热的大小与摩擦面两盘岩石的滑动速度和正压应力相关，且滑动速度是决定因素。摩擦力的大小和破裂面与σ１的夹角θ及外力大小有关。在同一应力场中，摩擦热随着θ角而变化。当σ１＝５０ＭＰａ，μ＝１情况下，当θ≈３０°时，单位体积大约可产生１～２℃的升温效应。

钢铝复合轨/受电靴摩擦热与接触电阻热耦合的温度场有限元模拟研究

基于ANSYS有限元软件建立钢铝复合轨/受电靴在接触电阻热和摩擦热耦合作用下的温度场模型,给出了2种热量耦合的方法,计算了模型的温度场,研究了模型在不同电流、速度和位移条件下的耦合最高温度变化。结果显示:在相同位移和法向压力条件下,耦合的最高温度随电流的增大而增大,随速度的增大而减小;在电流、速度和压力相同的条件下,耦合最高温度随位移的增大成线性增大趋势。

机械密封端面摩擦热与热变形的耦合分析

建立了机械密封环的传热模型,确定了动环和静环传递的摩擦热占总热量的比值。借助有限元方法和人工神经网络,研究了密封环端面间液膜摩擦热与端面热变形的耦合过程,确定了动环转速ω、密封面内径处的膜厚hi和变形后的密封环端面的径向夹角β之间的关系。根据闭合力与液膜承载力的平衡条件得到了与给定ω对应的hi和β。分析了泄漏率与闭合力之间的关系,探讨了用闭合力控制泄漏率的原理。

摩擦热弯曲转子系统稳定性定量研究

结合转子动力学理论和热传导理论建立摩擦热弯曲转子系统的有限元结构-三维热场耦合模型;提出通过预测摩擦热弯曲转子振动响应和摩擦热量发展变化情况判断其稳定性;针对采用传统动力学方法进行多场耦合系统响应分析时计算量太大的问题,结合转轴热传导的慢变特性,提出摩擦热弯曲转子系统稳态响应和稳定性分析的增量谐波平衡-牛顿迭代方法及流程,并对该方法的精度和效率进行验证;利用所提出的方法定量分析碰摩刚度、碰摩间隙、摩擦因数等参数对摩擦热弯曲转子系统稳定性的影响。分析方法和结果可以为旋转机械摩擦热弯曲故障的预防提供理论参考。

汽车摩擦片摩擦热分布规律的分析与研究

运用热分析理论和有限元方法对汽车摩擦片摩擦热的分布情况进行了系统研究。指出制动摩擦热主要产生在接触区域具有一定厚度的界面层而并非仅在接触表面上。阐明制动摩擦热应作为体积热而不应只作为表面热来加以考虑 ,完成了相应的理论推导和实验验证工作 ,为摩擦片温度变化情况的科学分析提供了帮助。

高速摆动条件下PTFE编织复合材料干摩擦热行为研究

利用自制高速摩擦实验机,以聚四氟乙烯(PTFE)编织复合材料为研究对象,与不锈钢9Cr18Mo配副,进行高速摆动下的干摩擦实验,研究摩擦热的影响因素及变化规律;利用扫描电子显微镜对摩擦表面进行观察,分析其磨损机制。结果表明:摩擦温度随载荷增加而升高,在摩擦初期摩擦温度随频率增加而降低,之后又随频率增加而升高,并最终达到动态平衡;摩擦因数随时间的增加先急剧降低后小范围缓慢回升,最终保持相对稳定,且与摩擦温度有一定的对应关系;磨损机制以剥落与黏着磨损为主,温度是影响摩擦过程与磨损机制的重要因素。

无纬带绑扎机带式制动器摩擦热效应分析

根据无纬带绑扎机带式制动器的摩擦力学与热力学模型,进行了制动器稳态与瞬态热效应分析,确定了摩擦热与摩擦功率之间的关系。探讨了摩擦热量在摩擦副材料中的分配状况,研究并得到了摩擦副平衡温度和摩擦副可长期连续工作的条件。建立了基于ANSYS的制动器热效应分析模型,得到不同时间摩擦副温度场分布状况和温度随时间变化的状况。

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。

考虑摩擦热的弹塑性平面接触应力及塑性应变分析

研究了降低表面接触摩擦热对材料失效和零件寿命的影响.应用Fortran编程语言对弹塑性表面接触中产生的热应力进行了计算,分析了接触表面温度分布及摩擦热对接触表面压力分布、表面下米塞斯应力场及塑性应变的影响.分析结果表明:随着表面摩擦热流的增加,表面上最大接触压力逐渐变大,而表面下最大应力值逐渐减小,最大应力区域逐渐向接触表面上移动.接触表面温度的大小随滑动速度的提高而升高,且最高温度点的位置随滑动速度的提高缓慢向滑动速度方向偏移.