摘要:为探究摩擦过程中磁记忆效应产生机制,采用Bitter粉纹法对摩擦过程中摩擦接触区域的磁畴组织进行原位观测,测量不同摩擦次数及不同摩擦载荷下磨痕表面的磁场变化以及摩擦影响区域内磁畴组织的时效变化。实验结果表明：摩擦过程中磨痕表面的磁场经历剧烈增加、缓慢增加到稳定变化3个阶段；摩擦接触区域内的畴壁在摩擦过程中转向垂直于往复摩擦方向,畴壁厚度和间距增加,畴壁的形态呈现弯曲状,且摩擦载荷为40 N时畴壁的这些变化比载荷为20 N时更加明显；摩擦后的磁畴组织发生时效变化,在静置60天后接触区域内畴壁变化后的状态开始消散,摩擦载荷为40 N时消散程度较20 N时小。

摘要:基于轴承腔内油气两相流流动模型, 采用 VOF 方法和 MRF 模型对高速角接触球轴承腔内油气两相流的流 动情况进行数值计算, 重点分析轴承腔内和滚珠表面的压力分布, 以及转速、 初始空气压力等参数对压力分布的影 响。 结果表明: 轴承腔内的压力因滚珠与保持架的搅动作用, 整体处于负值, 并且在局部区域形成漩涡; 随着转速的 增加, 腔内压力在负方向上逐渐增大, 内外圈之间的压差也随之增大; 沿着滚珠自旋方向, 压力在负方向上逐渐增 大, 到滚珠与内圈接触点附近达到最大值, 这有利于将润滑油吸附到滚珠表面, 从而得到更好的润滑效果; 初始压力 越大, 腔内压力在数值上也越大, 分布不均匀性程度随之加剧, 初始压力的选取对轴承润滑有很大影响。

摘要:为探讨滑块轴承的承载特性, 针对两类经典的推力滑块轴承, 即斜面轴承和阶梯轴承, 建立考虑润滑剂热 效应的流体动力润滑模型。 使用多重网格法求解压力场, 在最高层网格上使用逐列扫描法求解温度场, 得到相应的数 值解。 分别基于两组热边界条件: (一) 静止表面绝热而运动表面保持常温; (二) 静止表面保持常温但运动表面绝 热, 来分析对比斜面轴承和阶梯轴承的承载性能。 研究表明: 热楔效应是产生承载力的原因之一, 事实上两类轴承承 载能力的大小皆由几何楔和热楔的叠加效应决定: 几何楔效应弱时, 热楔效应占主导, 此时第 (二) 组边界条件下两 类轴承有更好的承载性能。

摘要:可调距桨在服役时, 桨毂密封是通过 O 形密封圈实现, 研究桨毂密封可控泄漏对于指导装配工艺设计和延 长服役寿命非常重要。 基于 O 形密封微观接触和泄漏通道模型, 推导泄漏率公式, 利用 ABAQUS 软件对可调距桨桨毂 密封进行三维有限元仿真, 分析不同参数对桨毂密封性能的影响规律, 并给出相应工艺设计指导, 并基于改进复合灰 色关联度对参数影响程度进行排序。 结果表明: 粗糙度、 压缩率、 橡胶硬度和介质压力对密封性能均有影响, 泄漏率 随粗糙度的增加瞬间增大, 随压缩率的增大而减小, 随硬度的增大而增大, 随介质压力的增加先增后减; 硬度对最大 Von Mises 应力和接触压力影响最大, 其次是压缩率, 而介质压力对密封泄漏率的影响最大, 粗糙度次之。 通过实验验 证模型和仿真结果的准确性, 为可调距桨桨毂密封设计和安装提供了支撑。

摘要:牙轮钻头滑动轴承作为钻头破岩过程中传递载荷的关键部件, 在低速重载的钻井过程中易发生黏着磨损失 效。 为改善牙轮钻头滑动轴承的耐磨性能, 利用纳秒激光雕刻技术, 在牙轮钻头滑动轴承轴颈表面加工了面积比为 10%、 深度为 20 μm 的圆形、 矩形、 三角形及复合织构; 基于赫兹相似理论, 设计近似模拟钻头轴承工况的环-块配 对副单元实验方案, 并在 UMT 摩擦试验机上开展织构形状对钻头滑动轴承摩擦副摩擦因数、 磨损量、 温升变化和微观 形貌影响规律的实验研究。 结果表明: 仿生织构的形状及布置方式对减摩和耐磨效果影响极大, 其中圆形、 矩形织构 的减摩和耐磨性能最优, 其次为三角形织构, 而复合织构反而增大了摩擦因数及磨损量; 单一织构对试件磨损量及温 升的影响不大, 而复合织构在增加摩擦的同时温度有明显升高, 不利于井下高温环境下延长牙轮钻头寿命。

摘要:采用水热反应制备出β-Ni(OH)2，然后通过水热还原得到Ni/β-Ni(OH)2纳米复合粉体材料，采用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对复合材料的相结构、成分及形貌进行表征分析。采用四球摩擦磨损试验机评价制备的Ni/β-Ni(OH)2作为润滑油添加剂的摩擦学性能，基础油为PAO6。摩擦试验后，采用SEM分析典型试验钢球磨斑的表面形貌，利用能谱仪（EDS）研究磨斑表面化学元素的组成，探讨Ni/β-Ni(OH)2纳米复合润滑添加剂的减摩抗磨机制。结果表明：Ni/β-Ni(OH)2纳米复合材料作为润滑添加剂具有极好的减摩抗磨性能，显著优于基础油PAO6和未负载纳米Ni的二维β-Ni(OH)2层状材料;与基础油相比，添加 0.1%质量分数Ni/β-Ni(OH)2 添加剂的油样的摩擦因数和磨斑直径分别降低了17.6%和41.5%;Ni/β-Ni(OH)2纳米复合粉体综合了纳米Ni及层状β-Ni(OH) 2两部分结构特性，在摩擦过程中，复合材料中的纳米金属粒子Ni与层状结构材料β-Ni(OH)2能够相互增强起到协同润滑作用

摘要:以竹纤维为增强相, 通过稀土化合物改性制备一种树脂基复合材料; 采用环块式摩擦磨损实验, 研究稀土 化合物改性复合材料在油润滑状态下载荷、 转速对试样摩擦学性能的影响, 以及稀土化合物改性对复合材料试样摩擦 学性能的影响; 比较干摩擦状态和油润滑状态下复合材料的摩擦学性能, 观察和分析试样磨损表面形貌, 探讨其磨损 机制。 实验结果表明: 油润滑条件下, 稀土化合物改性复合材料的摩擦因数和磨损率都随着载荷的增大而增加; 较高 载荷下摩擦因数随着转速的增大先增加后减小, 而磨损率则呈现逐步增加的趋势; 稀土化合物的改性使竹纤维和基体 界面结合更为紧密, 提高摩擦因数的同时降低了磨损率; 在油润滑作用下, 试样磨损由干摩擦时的磨粒磨损和疲劳磨 损转变成为轻微的疲劳磨损; 在油润滑状态下, 复合材料处于边界润滑状态, 故摩擦因数和磨损率均低于干摩擦。

摘要:TiN/ Ti film was sprayed on 304 stainless steel substrate by vacuum ion plating,the film thickness is 3 μm. The basic mechanical properties of coating were analyzed by hardness tester, three-dimensional topography tester and scratch tester. The friction and wear properties of the coated samples were analyzed by a ball-disc tester,and the effect of TiN/ Ti coating on the wear resistance and friction reduction properties of the substrate surface was studied according to the test results of the bump foil bearing performance test bench. The results show that the hardness of TiN/ Ti coating can reach HV1 500,which is 5. 5 times of that of base material. The average friction coefficient of TiN/ Ti coating is 0. 23,which is 68% lower than that of base material,and its wear loss is only 18. 75% of that of base material. The maximum friction mo- ment of GCr15 against PTFE is 2. 4 N·mm,while that of TiN/ Ti is only 1 N·mm,only 41. 7% of GCr15. TiN/ Ti coating exhibits excellent load-carrying capacity,properties of wear resistance and friction reduction.

摘要:自润滑关节轴承寿命主要是由衬垫的磨损性能决定的，但衬垫的磨损一般是非线性的，使得寿命难以预测。采用同时改变载荷和摆频2种应力的方法进行加速寿命试验，建立以pv值、磨损量退化数据为输入参数，寿命值为输出参数的灰色神经网络预测模型。经验证该预测模型对关节轴承寿命预测的最大误差仅为7.33%，平均误差仅为3.892%。对不同加速应力下自润滑关节轴承可靠性进行评估，结果表明,关节轴承的可靠性在L10（可靠度为90%时的寿命）之前下降趋势缓慢，然后迅速下降，pv值越大可靠性下降越迅速；随着pv值的增大，关节轴承寿命近似呈指数下降，经验证可用逆幂率加速模型反映二者关系。

摘要:数值模拟链传动中销轴与套筒之间的定载荷和变载荷弹流润滑接触问题, 套筒相对于销轴做纯滑动往复运 动。 定载荷是假定往复运动过程中载荷恒定不变; 变载荷是假定链节在啮入和啮出链轮过程中存在的冲击载荷按正弦 函数规律变化。 比较在定载荷和变载荷加载条件下线接触往复运动工况的弹性润滑油膜变化情况, 分析在动载荷加载 条件下不同行程长度对弹性流体动力润滑特性的影响。 研究发现, 动载荷对油膜的压力、 膜厚影响较大: 随着动载荷 的增加, 油膜中压力急剧增大, 膜厚减小; 但加载方式对摩擦因数的影响不大; 在相同的加载方式下, 随着行程长度 的增加, 油膜压力减小, 中心膜厚和最小膜厚显著增加。

摘要:采用 3 阶精度的迎风格式及 2 阶精度的中心差分格式, 直接求解二维非定常 N-S 方程组, 研究狭缝节流空 气静压轴承压降恢复之后区域的流场特性。 使用雷诺方程计算相同位置气膜中心处的流场状态, 并与直接数值模拟方 法的计算结果进行对比。 结果表明: 雷诺方程与 N-S 方程在计算域内计算结果基本一致, 两者压力偏差为 0. 173%, 速度偏差为 1. 217%; 流场压力、 密度沿气流方向逐渐减小, 但在气膜方向几乎不变; 流场速度、 压力梯度沿气流方 向逐渐增加, 速度在流场出口处达到最大值; 直接数值模拟方法得到了流场的温度变化, 即整个流场的温度变化很 小, 温度整体呈上下高、 中心低的分布, 而雷诺方程无法计算得出整个流场的温度变化情况; 采用雷诺方程计算轴承 压降恢复之后区域的流场是合理的。

摘要:运用弹流润滑理论, 针对工业链中套筒和销轴之间的接触, 采用无限长线接触热弹流模型研究表面波纹度 对不同型号链条接触区的油膜厚度、 压力及温度的影响。 结果表明: 表面波纹度会引起油膜压力、 膜厚和温升的显著 波动; 对于小的当量曲率半径, 膜厚波动的振幅同表面波纹度的差距很大, 接近 100%, 但是随着当量曲率半径的不 断增大, 膜厚波动的振幅逐渐降低, 最后表面波纹度已不发生弹性变形; 膜厚的波纹度振幅变化还与波纹度的波长有 关, 波长越长, 波纹度振幅变化的速度越慢; 在某些特定接触条件下, 波纹度表面可以形成比光滑表面更厚的油膜

摘要:为了进一步提升干气密封端面流体膜动压效应, 提出一种新型组合槽端面干气密封, 该组合槽由两个相邻 的螺旋槽周向部分重叠组合而成,包括一个长螺旋槽,一个短螺旋槽, 两槽的槽深及径向长度不同。建立该组合槽与 传统槽端面密封的数学模型, 并运用有限差分法对其密封性能进行数值分析。结果表明: 新型组合槽在端面间隙约小于1.5 μm 区域, 流体膜开启力大于传统槽,且间隙越小, 两者差值越大; 泄漏量亦大于传统槽, 但其值远小于泄漏 量的设计值; 在端面间隙约小于 3.5 μm 区域, 新型组合槽流体膜刚度显著大于传统槽, 且间隙越小,两者差值越大。 鉴于组合槽在泄漏量不超标的情况下, 在间隙较小时端面流体膜具有更大的刚度、 开启力及刚漏比, 其综合性能显著 优于传统槽型密封。

摘要:为研究机械密封腔内混有固体颗粒的流体, 在复杂工况下对密封腔壁面及波纹管表面冲蚀的影响, 以 CFD 理论及方法, 采用 k-ε 湍流模型和离散项 DPM 模型, 对固液混合流场进行模拟分析, 获得密封腔内流体中介质作用 下密封腔壁面及波纹管外表面的压力场分布, 分析不同工作状态下固体颗粒作用下密封腔内壁和波纹管外表面的冲蚀 区域分布、 固体颗粒在流场中的运动轨迹, 以及机械密封工作过程中流场内固体颗粒的逃逸量、 运动状态的变化。 结 果表明: 粒子主要受颗粒阻力、 浮重力、 压力梯度力及波纹管和密封腔表面反作用力的影响; 在旋转流场中, 粒子作 与旋转方向一致的螺旋方式前进; 无转速时, 冲蚀多发生在靠近入口处的波纹管外表面, 旋转流场中, 冲蚀多发生在 密封腔靠后位置的壁面; 随着转速增加, 粒子逃逸率下降。 研究结论为机械密封腔的设计布局及机械密封装置的优化 提供理论依据。

摘要:基于小波变换提出一种三维粗糙表面分形维数的计算方法。 该方法采用小波变换对三维表面形貌数据进行 多尺度分解, 通过对不同分解尺度下小波系数平方的均值进行函数拟合, 继而得到粗糙表面的三维分形维数。 为验证 提出的方法的正确性与准确性, 采用已知参数构建三维分形表面, 对不同方法下分形维数的计算结果进行对比分析。 对比结果显示, 相比原始盒维数法与差分盒维数法, 采用提出的小波变换法计算得到的分形维数误差更小。 特别是在 小波变换过程中选用 sym4 小波基函数时, 分形维数的计算误差最小, 误差能够控制在 2%以内。 将提出的方法应用于 磨削表面分形维数的计算, 得到了不同粗糙度下磨削表面的分形维数, 进而验证了该方法的实用性。 提出的方法能够 更加精确地计算三维粗糙表面的分形维数, 为粗糙表面分形接触模型的构建提供了参数基础。

摘要:设计一种具有可控阻尼效应的铁磁流体轴承。 该新型磁流体轴承采用阻尼可控磁流体代替传统普通滑动轴 承内外环间隙中的润滑油, 可通过外磁场调节内磁流体的黏度阻尼, 来控制轴承的振动。 建立由伺服电机、 涡流传感 器和数据采集系统组成的磁流体轴承性能测试系统, 研究不同转速和电流下轴承的振动情况。 结果表明: 在外磁场作 用下, 磁流体轴承的振动幅度明显减小; 同时施加的电流越大, 对振幅的抑制作用越明显, 表明磁流体滑动轴承的减 振效果明显, 且其阻尼是可控的。

摘要:传动活塞的密封性能对燃气弹射装置的正常工作有着重要影响。为保证和提高燃气弹射的可靠性，设计了一种组合/复合密封，并分析该密封的工作原理；理论分析密封的泄漏模型和密封的失效准则，推导二维N-S控制方程，给出复合密封的可靠性数学模型、k-ε湍流方程、超弹性橡胶本构模型；采用有限元仿真的方法讨论密封泄漏的压力变化、密封的受力情况。结果表明：燃气泄漏后其压力随密封位置而呈阶梯形下降，密封圈受到的最大接触应力和等效应力总大于燃气的工作压力，剪切应力总小于密封圈的抗剪切强度，满足密封失效准则，能作为一种燃气弹射传动活塞的密封结构。

摘要:工程中由于密封件形状多样化和表面接触压力复杂多变，现有分析方法难以快速对密封性能进行定量分析。提出一种将密封接触压力引起的粗糙表面泄漏间隙变化等效为平行泄漏间隙，进而采用可压缩雷诺方程进行漏率计算的方法。该方法可快速计算各种工况下的密封性能。通过设计测量漏率实验，标定出接触压力和泄漏间隙的关系。基于该关系，将由有限元模型计算得到的密封接触压力分布转变为等效平行泄漏间隙分布，进而通过雷诺方程计算出密封界面的漏率。通过D形截面垫片验证漏率预测方法的准确性，实验验证表明，该方法能够快速准确计算出不均匀密封接触压力表面的漏率

摘要:针对铁谱图像因背景复杂、 尺寸分布广、 颗粒重叠等导致难以精确分割与识别的问题, 以相似度高的疲劳 剥块、 严重滑动磨粒、 层状磨粒共 3 种异常磨粒作为研究对象, 提出基于深度神经网络模型 Mask R-CNN 的对多目标 铁谱磨粒进行智能分割与识别的方法, 并对特征提取层分别选用深度不同的残差网络 ResNet50 和 ResNet101 进行对比 试验。 实验结果表明, 基于迁移学习方法的 Mask R-CNN+ResNet101 模型能够在复杂背景下对多目标、 多类型、 多尺 寸的相似磨粒进行有效分割与识别, 测试集的平均精度高达 76. 2%, 模型具有较好的泛化能力。

摘要:针对铁谱磨粒图像识别中存在特征单一、异类特征的综合利用率低等问题，提出一种磨粒图像多特征的异类信息融合识别方法。首先，对在线铁谱图像预处理基础上提取磨粒纹理（ASM、熵、相关、对比度）、颜色（均值、方差、斜度）、几何（7个不变矩）3种统计特征；其次，对提取特征数据进行 [0,1]归一化处理，采用超球心间距法确定核参数，运用超球多类SVM实现基于单种特征的多类磨损识别；最后，在单种特征识别基础上通过后验概率构造3种特征所需的软判决基本概率赋值（BPA）函数，运用超球多类SVM与D-S证据理论结合法实现异类特征融合的铁谱图像识别。特征融合方法识别最高识别率达到了96.1%，与单一特征识别结果相比，识别准确度更高，且实现了不同特征的互补。

摘要:建立油气润滑ECT系统图像重建的数学模型，分析油气润滑ECT系统图像重建中产生病态性的主要原因和影响因素。采用条件指标-方差分解比（CIVDP）方法，对油气润滑ECT系统图像重建中灵敏度矩阵的病态进行诊断分析。分析表明:油气润滑ECT系统图像敏感场的灵敏度矩阵列向量间存在很强的复共线性关系，即存在很强甚至严重的病态性；油膜厚度和极板数目影响图像重建的病态性，通过对灵敏度数据列的回归分析与残差处理，可有效削弱病态程度。

摘要:航空发动机圆柱滚子主轴承常常因为工作条件恶劣，发生失效。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线光电子能谱等对服役后的圆柱滚子轴承进行失效分析。结果表明：根据失效机制与微观形貌对失效模式，可以将圆柱滚子轴承的失效模式分为8种不同的失效模式，包括划伤和擦伤、打滑蹭伤、压坑凹坑、疲劳剥落、振纹、受热变色、内圈烧伤、保持架镀银层磨损。对打滑蹭伤、烧伤和保持架镀银层磨损等失效模式的轴承进行分析，结果表明：在打滑蹭伤的轴承表面发现O元素，表明打滑蹭伤过程中发生了氧化磨损；在烧伤轴承表面发现了Fe的氧化物FeO和Fe2O3，表明轴承在烧伤时温度较高，润滑油膜被破坏，滚子和内圈互相接触发生剧烈磨损；保持架表面银层脱落，部分磨损区域露出铜表面，表明保持架在服役过程中发生了摩擦磨损

摘要:针对高可靠、长寿命密封件在小样本试验下的可靠性寿命评估需求，提出一种基于虚拟增广样本和Bootstrap方法的密封寿命小样本数据可靠性评估方法。并以轴用阶梯圈为例，进行寿命可靠性评估。首先通过虚拟增广法将轴用阶梯圈台架寿命试验数据样本数增广至10个，使得样本数满足Bootstrap方法的适用条件；然后再利用Bootstrap方法得到轴用阶梯圈的寿命可靠性评估结果。