摘要:双弯头管汇是水力压裂地面高压管汇系统中的关键部件，由于高压大排量携砂压裂液在其中多次强制转向，双弯头管汇长期遭受着严重的冲蚀磨损和流致变形。为改善管件冲蚀磨损状态，从管汇结构参数的角度研究其对冲蚀率的影响。采用计算流体力学（CFD）数值模拟，结合离散相模型（DPM）和流固耦合（FSI）方法，对双弯头结构管汇在工况条件下的流致冲蚀和变形情况进行综合分析，研究双弯头结构参数，如连接直管长度、管道内径及弯头间连接角度对冲蚀和变形的影响。结果表明：随着连接直管长度增加，冲蚀率先减小后变化不大，而结构变形程度逐渐增大，综合考虑冲蚀磨损和结构变形，双弯头之间的连接直管长度宜设计为管道外径的4倍；大口径管道的冲蚀磨损程度更低，但会带来更大的变形，因此双弯头管汇的管内径不宜过大或过小；当2个弯头间的连接角度为0°时，冲蚀和变形程度达到最小。

摘要:柴油机配气凸轮工作环境较为恶劣，工作过程中配合界面间载荷、速度及曲率半径等工况周期性变化，导致润滑接触条件苛刻，磨损情况恶劣。以某船用柴油机配气凸轮机构典型工况为算例，针对凸轮-挺柱常见的磨损问题，研究凸轮-挺柱动态接触特性；采用余弦-等速段和高次五项式对凸轮型线进行优化设计，并对凸轮-挺柱副动态接触及弹流润滑状态进行数值分析。结果表明:原凸轮磨损的原因是凸轮-挺柱副在运动周期内动态接触应力出现明显波动，最大值超过许用应力值；经型线优化设计后，凸轮-挺柱动态接触应力降到许用值以下，改善了动态接触特性，凸轮型线具有较好的润滑特性，运行过程中可保持较稳定的油膜润滑状态；凸轮转速和接触载荷的改变会直接影响凸轮-挺柱的润滑状态，尤其是随凸轮转速增大，润滑膜厚增大，压力减小，润滑接触状态明显改善。

摘要:为探讨新型等相对曲率（CRC）齿轮的磨损性能，建立CRC齿轮的数学模型，分别基于克拉盖尔斯基的疲劳磨损计算方法及Archard磨损计算方法对CRC齿轮的磨损性能进行理论分析。2种方法的计算结果具有相同的趋势，且计算得到的最大磨损深度值相当接近，可以认为计算结果是可信的。与相同设计参数的渐开线齿轮的磨损情况对比，发现CRC齿轮的磨损趋势与渐开线齿轮相一致，表现为齿根处磨损大于齿顶处，主动轮磨损大于从动轮；相同啮合位置处相对曲率越大磨损会越严重，因CRC齿轮相对曲率保持不变且为一较小值，其与渐开线齿轮相比在主动轮齿根处及从动轮齿顶处磨损有较大的改善。研究表明，CRC齿轮的磨损性能较渐开线齿轮有着较大的提升。

摘要:水润滑橡胶推力轴承是船舶推进系统中提供轴向支撑力的重要零部件，其摩擦磨损特性严重影响船舶推进工作性能。开展螺旋槽水润滑橡胶推力轴承实验，测试2种橡胶硬度推力轴承在不同工况下的摩擦力，以及高速重载工况下实验前后橡胶层的表面形貌，分析转速、载荷、旋转方向、橡胶层硬度对摩擦因数的影响，以及推力轴承的主要磨损形式。结果表明：相同载荷下，随着转速的增加，2种硬度推力轴承的摩擦因数呈显著下降趋势，摩擦因数下降幅值最大达到了0.51；在高速时，载荷对摩擦因数的影响不显著；高硬度推力轴承在低速时摩擦性能表现更优，而低硬度推力轴承在高速重载条件下不易发生黏着磨损，因此，建议在低速重载条件下使用高硬度橡胶推力轴承，而高速重载条件下使用较低硬度的推力轴承。

摘要:为探讨液压凿岩机冲洗机构水封在高频冲击和旋转运动复合作用下的泄漏情况，在分析钎尾冲击速度随时间变化规律基础上，通过求解广义雷诺方程分析密封区的流体力学特性，建立旋转冲击复合作用下凿岩机水封密封区膜厚及泄漏量的计算模型。基于ABAQUS分析冲击周期内变速度下的水封接触应力变化规律，分析不同流体压力、冲击速度幅值和转速对密封性能的影响。结果表明:最大接触压力的变化和内外行程有关，外行程最大接触压力随冲击速度幅值的增大而增大，随转速的增大而减小，内行程则相反；同时无转速时的最大接触压力明显小于有转速时的最大接触压力，外行程的整体的最大接触压力大于同位置内行程的最大接触压力；冲击速度幅值越大,一个周期内的实时泄漏量和净泄漏量越大；不同转速下的实时泄漏量比较接近，转速越大，净泄漏量越小，表明在一定的范围内提高转速有利于提升水封密封性能；随液体压力增大最大接触压力变大，实时泄漏量变小，而净泄漏量先变小再变大，表明在中等压力下水封的密封性能更好。

摘要:采用光干涉技术在球-盘点接触试验台上进行间歇运动条件下的润滑脂膜厚分布研究，测量卷吸速度和停歇时间影响下的中心膜厚和最小膜厚的变化。使用Centoplex3润滑脂，在充分供脂的情况进行不同停歇时间和不同卷吸速度下的对比实验研究。研究发现,增稠剂纤维团存在于减速阶段末期及停歇阶段和加速阶段前期，对膜厚造成一定程度的波动；随着停歇时间的增加，纤维团聚集程度降低并且尺寸减小，但始终有纤维团存在于接触区；在非停歇阶段的相同瞬时，卷吸速度越大，中心膜厚和最小膜厚就越大，而在停歇阶段的中心膜厚与最小膜厚变化则不遵循此规律；增稠剂纤维团的随机存在会在一定程度上增大中心膜厚与最小膜厚，间歇运动中采用脂润滑方式比油润滑更为有利。

摘要:针对目前润滑状态测试装置的局限性，提出一种双点接触自适应摩擦试验装置。该装置结合了摩擦因数法与接触电阻法的优点，在相对静止的双下试件上测量电阻，简化了电路的设计；利用浮动支撑机构实现加载力的平衡自动调节功能，采用自下而上的加载方式，降低了导轨与滑块之间的摩擦以及装置自重对测量的影响，试验测量方便，测试精度有保证。利用该装置研究点接触下不转速和不同载荷所对应的电阻和摩擦因数，并考察两者的变化规律。试验结果表明，摩擦因数与电阻的变化存在较强的关联性。结合Dowson润滑状态的划分方法，对点接触润滑状态进行划分，并绘制了相应的润滑状态图。结果表明，该装置可对润滑状态进行精确划分，为润滑状态研究、润滑油品质鉴定等提供一种新的思路。

摘要:以无金属酞菁复配胺边缘功能化氧化石墨烯制备一种环境友好型润滑油添加剂，采用SEM、FTIR、Raman、TGA验证其结构。采用UV-Vis考察其在偏苯三酸酯TM320基础油中的分散性，发现胺边缘功能化氧化石墨烯-酞菁复合物分散稳定性好。利用四球摩擦磨损试验机MS-10A评价其在偏苯三酸酯TM320基础油中的润滑特性，结果发现其具有优异的减摩抗磨性能，摩擦因数和磨斑直径分别较纯基础油下降了253%和241%。通过XANES和SEM-EDS分析发现，摩擦表面的摩擦膜由功能化氧化石墨烯-酞菁复合物组成，表明可能是酞菁的强配位空穴和胺边缘功能化氧化石墨烯的强吸附协同增效，使其在摩擦过程中能在摩擦副表面快速形成有效的界面润滑膜。

摘要:以NJ2205型压缩机用圆柱滚子轴承为分析对象，针对偏载工况下滚子与滚道之间应力分布出现“边缘效应”和“偏载效应”的问题，利用Romax软件对滚子进行修形，分析径向载荷作用下不同偏载系数对接触应力分布特性的影响，确定最佳偏载系数及相应的承载区间。结果表明：滚子偏载后接触应力沿接触线呈非对称分布，最大接触应力向重载端偏移，滚子有效承载长度减小，致使滚子重载区域接触应力远远高于轻载端；偏载作用下滚子与滚道接触应力随着径向载荷的增幅明显大于正载；随着偏载系数的增大，偏载效应得到显著改善，应力分布趋于均匀，但偏载系数增大会导致应力峰值向滚子中部集中；在特定工况下存在一个最优的偏载系数，使得滚子获得最优承载能力，且接触应力降低，疲劳寿命显著提高。

摘要:为改善人工髋关节表面的摩擦学性能，在人工髋关节表面设计球形凹坑微织构；建立人工髋关节微织构表面的流体动压润滑模型，利用CFD软件ANSYS Fluent对微织构表面流体动压进行数值分析，得到摩擦副表面相对滑动时产生的油膜平均承载力以及摩擦因数，并分析表面微织构参数对摩擦学性能的影响。结果表明：在给定的织构参数范围内，平均承载力随深径比的增加呈现出先降低后升高再降低的趋势，随面积密度的增加呈先升高再降低的趋势；摩擦因数随深径比和面积密度增加的变化趋势与平均承载力相反；织构的最优参数分别为深径比0.06，面积密度25%。因此，在人工髋关节表面设置合适参数的球形凹坑微织构可以提高油膜平均承载力和降低摩擦因数，从而起到减小关节的摩擦磨损提高人工关节使用寿命的作用。

摘要:导向节轴承是旋转导向钻井工具可控弯接头中传递扭矩和钻压的关键部件，导向节轴承中钢球与沟道之间的间隙将影响可控弯接头中导向轴偏置角的准确性和稳定性。根据导向节轴承的结构组成及钢球与沟道的结构特点，建立钢球与沟道截面的几何模型和沟道曲面的曲面方程及数学模型；根据钢球与沟道截面的几何模型，利用MATLAB软件计算导向节轴承中壳内钢球和套内钢球与沟道之间的圆周间隙角的大小。结果表明：导向架内、外球面沟道面为椭圆曲面,无论导向轴朝哪个方向偏置都不影响钢球的圆周间隙角大小；导向轴偏置角为0时，钢球总的圆周间隙角恒定不变且最大，偏置角不为0时，圆周间隙角随转角的增大呈周期性变化并呈现出波动性；套内钢球与沟道之间的圆周间隙角的波动性大于壳内钢球的圆周间隙角的波动性，圆周间隙角的波动性是导致导向轴转动过程中产生振动和噪声的重要原因。

摘要:采用数值模拟与实验验证相结合的方法开展对汽车减振器油封摩擦特性的研究，得到不同工况下的摩擦力变化规律；在往复油封摩擦力实验台上研究了摩擦力随润滑油温度、润滑油压力和活塞杆速度的变化规律。结果表明：随活塞杆速度的增加油封摩擦力呈先增加再减小后趋于稳定的变化规律；随润滑油温度的升高油封摩擦力逐渐减小；随润滑油压力的增加油封摩擦力逐渐增大。根据油封摩擦力变化规律，可以推断出活塞杆速度较低、润滑油温度较高、润滑油压力较低时，应使得减振器油封有较大的过盈量或抱紧力，以提高汽车减振器的性能和使用寿命。实验结果与数值仿真结果基本一致，验证了混合润滑数值模型的正确性。

摘要:为提升高强化柴油机润滑油的润滑性能，将纳米蛇纹石粉末与极压抗磨剂ZDDP和有机钼减摩剂MoDTC相互复配，采用环块式摩擦试验机研究不同添加剂之间的协同润滑性能，分析摩擦因数、磨损量以及摩擦产物组成等受添加剂组成的影响规律。结果表明：蛇纹石粉末与MoDTC和ZDDP复配能够降低润滑油的摩擦因数与磨损量，并减少摩擦表面划痕；蛇纹石粉末在摩擦副表面形成摩擦自修复涂层，提高摩擦表面硬度和抗磨性能；蛇纹石粉末与MoDTC和ZDDP复配时，蛇纹石粉末促进了MoS2在摩擦表面的生成，进一步降低了摩擦因数，表明蛇纹石粉末与MoDTC和ZDDP起到协同减摩的作用。

摘要:目前超声膜厚测量研究均是在固定探头中心频率（或单一摩擦副材质）下进行的，未考虑探头中心频率与摩擦副材质的变化对膜厚可测量范围的影响。为定量分析2种因素对膜厚测量范围的影响，设计一种压电陶瓷驱动的高精度微调式实验装置，基于弹簧模型利用不同中心频率探头对不同摩擦副材质间的水膜厚度进行测量。实验结果表明：膜厚的可测量值随探头中心频率的增大而减小，随摩擦副阻抗值的增大而减小；与理论值相比，利用超声探头测量水膜厚度的相对误差均低于10%，验证了实验装置及方法的可行性。提出一种根据摩擦副材质和期望测量膜厚范围来确定探头有效带宽的方法并进行试验验证，可为工程实际中不同膜厚测量时超声波探头的选型提供参考。

摘要:针对垃圾焚烧工程急冷系统中高速离心泵密封问题，设计一种五极六靴二十四齿的磁性液体旋转密封装置，该装置适用于焚烧的高温烟气环境条件，使用寿命长。理论上推导考虑温度和离心力因素的磁性液体密封耐压公式，得出密封耐压力为线速度的二次函数，温度的一次函数。用Ansys有限元分析软件计算该密封结构分别在间隙0.4、0.5、0.6和0.7 mm下的磁性液体磁场分布。结果表明：密封耐压能力随着密封间隙的减小而逐渐递增，而由于漏磁的存在，递增的程度并非线性的；磁力线分布表明，在第一、六极靴和二、五极靴处漏磁较大。密封实验中得出最大间隙为0.7 mm时单级密封耐压能力达到51.7 kPa。

摘要:针对焊接式金属波纹管在工作中出现的随机振动问题，运用虚拟激励法理论，采用MATLAB编程得到波纹管在随机激励下轴向和径向时域下的信号；将时域信号利用快速傅里叶变换得到频域信号，并导入Workbench软件中进行随机振动分析；同时对波纹管的危险结构尺寸(波片厚度、焊箍半径和最小弯曲半径)进行响应面优化分析。结果表明：波纹管在受外界随机激励下的频率介于固有频率一阶和三阶之间；波纹管轴向最大响应变形发生在镶嵌静环的一端即自由端，径向最大响应变形发生在靠近波纹管的固定端的波片弧度较大处，随机激励时等效应力集中在靠近焊箍侧，这些位置在工作过程中最容易损坏，与实际工作中的破坏位置相吻合。通过响应面优化分析和自适应多目标优化，得到一组优化关键材料参数，使得波纹管的振动性能得到较大改善，降低了波纹管的损坏率，为焊接金属波纹管的结构参数设计提供理论参考。

摘要:采用机械粉碎法制备出废弃交联聚乙烯(XLPE)原料，并用转矩流变仪混炼出XLPE增强的XLPE/HDPE复合材料，再用微型注塑机将复合材料加工成型。使用电子万能试验机、摆锤冲击试验机与摩擦磨损试验机测试复合材料的拉伸性能、缺口冲击强度与摩擦磨损性能，并通过扫描电镜（SEM）观察表面形貌并分析摩擦磨损机制。结果表明：随着XLPE填充量的增加，复合材料的拉伸性能呈现轻微下降的趋势，缺口冲击强度先增加后减小，比磨损率呈现先增加后减少再增加的趋势，而摩擦因数变化不大；当复合材料的XLPE质量分数为6%时，缺口冲击强度比HDPE材料提高了25.6%，比磨损率下降了10%。可见添加少量废弃的XLPE，可以提高复合材料的缺口冲击性能，且对复合材料的摩擦性能影响不大。XLPE/HDPE复合材料的磨损机制主要为磨粒磨损，若废弃XLPE添加量过多时，表现为疲劳磨损。

摘要:为提高酸性条件下38CrMoAlA钢的耐摩擦腐蚀性能，采用多弧离子镀技术在38CrMoAlA钢和渗氮38CrMoAlA钢基体上沉积CrN、Cr/CrN涂层，通过 XRD、SEM等方法对涂层的微观结构进行表征，通过硬度和结合力测试、开路电位和极化性能测试、摩擦磨损试验，研究涂层的力学、电化学以及摩擦学性能。结果表明：CrN和Cr/CrN涂层开路电位较高，腐蚀电流密度小，涂层表面处于轻微钝化态，可提高酸性条件下38CrMoAlA钢的耐腐蚀性能；CrN和Cr/CrN涂层的摩擦因数和磨损率均小于38CrMoAlA钢基体，表明2种涂层均可提高38CrMoAlA钢基体的摩擦学性能；以渗氮38CrMoAlA钢为基体的Cr/CrN 涂层的硬度虽略小于以38CrMoAlA钢为基体的CrN涂层，但其具有更高的膜基结合力和更优的耐摩擦腐蚀性能。

摘要:在聚脲基础脂中添加不同导电材料制备导电轴承润滑脂，分别采用体积电阻率测试法和脂润滑轴承动态击穿电压测试法评价导电润滑脂在球轴承中的导电特性。结果表明：脂润滑轴承动态击穿电压测试更加适合轴承用导电脂的导电特性评价；润滑脂的击穿电压随导电材料添加量的增大而下降，不同的导电材料导电效率不同；低击穿电压伴随着低击穿电流，与高击穿电压相比具有更低的击穿放电功率；在脂润滑滚动轴承动态导电性能测试中存在“导电环”现象，润滑膜被击穿后即使降低电压润滑膜依然处于导体状态，导电环的面积大小可用于评价润滑脂的导电性能，导电环面积越小导电性能越好。

摘要:以发动机出水口处螺栓预紧橡胶密封结构为例，分别建立橡胶密封圈在三孔和四孔螺栓装配结构下的有限元模型，利用有限元软件ABAQUS对比分析橡胶密封圈在不同螺栓装配结构下在不同工作温度下的密封性能和应力状态。结果表明：随着温度的升高，三、四孔螺栓预紧结构下密封圈的von Mises应力、接触应力、最大真实应变及接触宽度均逐渐增大；各工况下采用三孔和四孔螺栓装配结构时密封圈的密封性能相差不大且均满足密封要求，但采用三孔结构时密封圈具有更小的von Mises应力，有利于提高密封圈的使用寿命。

摘要:针对高速涡轮增压器运行过程中存在止推轴承烧瓦现象，从最高油膜温度与承载中心区温度两方面分析烧瓦产生原因，讨论了瓦块倾角对油膜温度的影响。以某型车用涡轮增压器止推轴承为例，通过建立不同瓦块倾角参数的斜-平面止推轴承动力学有限元模型，研究瓦块倾角对最高油膜温度、承载区中心温度的影响。结果表明：在研究的转子转速范围内，随着瓦块倾角的增加，瓦块的最高油膜温度和承载中心温度都呈先减小后增大的趋势；存在最佳瓦块倾角，使得轴承在工作转速范围内最高油膜温度和承载中心温度均达到最小值，从而有助于减少轴承烧瓦的可能性。

摘要:类金刚石涂层（DLC）因其高硬度、高耐磨性、低摩擦因数等特性被广泛用作机械零部件润滑防护涂层，但传统的DLC涂层在高速、重载及高温等苛刻工况下易发生摩擦因数升高、开裂及鼓包/起皮并从基材脱落进而导致涂层润滑防护失效。基于工艺控制及基体处理2个方面，从涂层的沉积工艺、元素掺杂、过渡层的添加及渗氮渗碳、改变粗糙度、加工表面微织构等手段对提升DLC涂层服役性能的优化措施进行综述；针对提高DLC涂层服役性能的措施进行理论分析，并提出未来的研究方向，如建立规范统一的高性能DLC涂层的制备工艺及性能表征方法，进一步探讨不同基体粗糙度对涂层机械啮合力的影响，以及微织构的尺寸效应及对DLC涂层的热应力缓释作用。

摘要:接触表面晶粒取向对金属材料（含涂层）的摩擦及腐蚀性能均产生显著影响。综述晶粒取向对轻金属(Mg、Al、Ti)和过渡金属(Ni、Cu、Zn)摩擦及腐蚀性能影响的研究现状；指出目前研究存在的问题是对摩擦、腐蚀行为的研究缺乏实验条件的系统性，对于其微观摩擦及腐蚀机制研究不够深入。提出未来可借助于更先进的表征手段，通过精细分析磨损、腐蚀表面及亚表面微区组织、成分，来进一步探讨晶体取向对摩擦、腐蚀行为的影响；考虑滑移及原子密排因素，来解释不同晶粒取向对其摩擦及腐蚀性能的影响机制；在单一摩擦或腐蚀条件下研究晶粒取向影响的基础上，应进一步探讨在磨损腐蚀复合条件下晶粒取向对摩擦及腐蚀性能的影响。

摘要:针对某型航空用空气涡轮起动机在设计研发过程中出现的动密封滑油泄漏问题，对机械密封结构进行分解分析，初步判定泄漏的滑油来源于摩擦副中静环与动环的贴合端面。根据动密封的结构特点及空气涡轮起动机使用环境编制故障树，对动密封处介质温度和摩擦副温度场开展试验研究和仿真计算，对摩擦副端面进行检测分析，对动密封所需的轴向压紧力以及弹簧提供的压紧力进行校核计算，结果发现动密封滑油泄漏的主要原因是辅助胶圈在高温滑油中体积胀大从而引起摩擦阻力增加，导致弹性元件无法提供摩擦副贴合所需的足够压紧力。根据研究结果增加了该动密封波形弹簧的预紧力，并通过试验验证了改进后动密封的密封效果。

摘要:某燃油泵石墨轴承出现掉块、磨损等问题，为更换新的石墨轴承，结合燃油泵的装配结构关系，对石墨轴承的拆卸及安装工艺进行研究。确定石墨轴承的分解方法并制作专用夹具在机床上直接车削去除石墨；提出采用温差装配法安装石墨轴承，并根据材料热膨胀系数确定温差法的温度；制定壳体组件石墨轴承装配后的加工方案，保证了石墨轴承的尺寸、精度和跳动量符合要求。200 h耐久试验结果表明，更换的新石墨轴承无松动、裂纹、掉块现象，且尺寸变化稳定，满足更换后的尺寸和寿命预测要求。