摘要:为研究凹槽位置、深度、倾斜角和面积率等因素对不对中径向滑动轴承摩擦学性能的影响，基于Reynolds方程建立滑动轴承的摩擦润滑数学模型，采用有限差分法迭代求解不同凹槽微织构参数影响下的油膜压力，计算不同织构参数下轴承的承载力、摩擦力和端泄流量等。计算结果表明：凹槽微织构分布在升压区且轴向占比约50%时轴承承载力较高；相比于光滑轴承，微织构轴承的摩擦力更低，且凹槽的轴向占比和深度越大摩擦力越小；微织构对轴承的承载力具有削弱和增强的双重可能，存在最优的凹槽周向和轴向占比、深度和倾斜角使得轴承在较小摩擦力下具有更高的承载力；凹槽微织构的面积率与轴承承载力和摩擦力呈线性相关；轴承的不对中程度越小时，在光滑轴瓦表面加工合适参数的微织构时越有利于提高轴承的摩擦学性能。

摘要:为优化动静压气体止推轴承的承载特性，设计一种具有螺旋槽和狭缝节流器结构的动静压气体止推轴承，采用Fluent对轴承静态特性进行仿真分析，通过改变主轴转速、供气压力，研究气膜厚度、螺旋槽宽度、狭缝厚度等参数对轴承静态特性的影响。结果表明：相对狭缝节流止推轴承，增加螺旋槽结构可以提升轴承的动压效应增强，从而提升轴承的承载力和刚度；相同条件下，气膜厚度越大，轴承的承载力和刚度越小；主轴转速和供气压力增加，承载力和刚度均提升明显；螺旋槽宽度增加，轴承的承载力和刚度先增大后减小；狭缝厚度增大，轴承的承载力先增大后不变，刚度先增加后减小；狭缝深度提升，轴承的承载力减小，刚度先增大后减小。

摘要:弹性金属密封环的力学特性及泄漏特性对其工作性能有着重要影响。以径向压缩的弹性金属密封环为研究对象，推导弹性金属密封环泄漏量理论公式，建立弹性金属密封环力学特性求解模型，分析压缩量、进出口压差及温度等工况参数对弹性金属密封环的力学特性及泄漏特性影响规律。研究结果表明：在压缩工况及压缩加压工况下，弹性金属密封环的最大变形区域及最大应力区域均位于外径边缘，且变形量和应力值均沿外径边缘向过渡圆方向逐渐减小；在压缩加压加温的工况下，最大变形区域位于其外径中部位置，最大应力区域位于外径边缘处；径向压紧力、径向刚度与压缩量、进出口压差和温度均呈正相关关系，其中温度对径向刚度的影响更大；弹性金属密封与法兰的轴向接触宽度与压缩量、进出口压差和温度呈正相关关系，泄漏量与压缩量和温度呈负相关关系，与进出口压差呈正相关关系，而进出口压差对泄漏特性的影响更大。

摘要:为研究全膜润滑条件下油性添加剂对润滑性能的影响，利用球-环光弹流油膜测量试验台对PAO10(聚α-烯烃)以及分别含有质量分数0.2%硬脂酸、0.2%棕榈酸和0.2%肉豆蔻酸油性添加剂的PAO10(分别记为PAOS、PAOP和PAOM)进行膜厚和摩擦因数的测量，研究在球-环接触下油性添加剂对PAO10油润滑性能的影响。结果表明：在全膜润滑状态下，硬脂酸、棕榈酸和肉豆蔻酸3种油性剂对PAO10油的膜厚和摩擦因数都有影响；随着卷吸速度的增加，膜厚随之增加，PAOM、PAOP和PAOS的膜厚小于PAO10膜厚，并且随着油性添加剂链长增加依次减小，其中PAOS膜厚最小；滑滚比对油性剂作用有明显影响，随着滑滚比增加油膜受到的剪切应力增加，导致油性剂吸附效应降低；PAOS、PAOP和PAOM膜厚和摩擦因数降低主要因为是油性剂在钢球表面形成的吸附膜具有疏油性，而且随着油性剂分子链长增加固液界面间的结合能力越弱。

摘要:在微纳尺度下的间隙密封中，流体流经不同润湿特性的界面时固液交界处会产生不同程度的边界滑移，进而影响其流动状态及泄漏量。为深入研究密封副润湿特性与泄漏量关系，基于分子动力学原理，建立间隙密封模型，模拟在不同润湿性的壁面上，以不同壁面运动速度剪切下表层水分子的边界滑移及其单向泄漏情况。研究结果：表明壁面上的最大剪应力随壁面运动速度的提高呈线性增加，在高速的剪切作用下，亲水性壁面上依然会产生轻微的边界滑移；随着剪切速率的增加，滑移长度与泄漏量趋于稳定；在实际生产中通常剪切速率较小，剪应力不足以引起边界滑移，水分子易吸附于壁面之上导致更大的泄漏量，因此在低剪切速率下，壁面润湿性对于单向剪切泄漏的影响很小；而在剪切速率较高时，润湿性较差的壁面上泄漏更小，因此可以通过在密封表面采用疏水涂层处理以达到更好的密封效果。

摘要:传统单视图三维重建方法不能满足人工关节磨屑三维信息提取要求，为提高重建精度，提出一种基于SA-UNet网络的人工关节磨屑显微单视图深度估计方法，实现从单一视图下磨屑三维信息的快速获取。该方法首先构建一个融合自注意力机制的U-Net深度估计网络，然后使用光学显微镜和激光共聚焦显微镜分别收集磨屑的二维图像和深度图，再通过图像语义分割提取目标磨屑区域，消除图像背景的干扰，最后利用透视变换使二维图像和深度图相对应，获得训练样本。采用该方法对TC4材料磨屑显微单视图进行深度估计，以激光共聚焦显微镜的三维信息作为参考。结果表明,该方法预测深度的平均相对误差为7.35%，均方根相对误差为3.93，效果优于U-Net、BTS和ACAN。

摘要:高温气冷堆作为先进的第四代核电堆型技术，主氦风机是其中非常关键设备。以高温气冷堆主氦风机主轴的迷宫密封为研究对象，通过CFD数值技术分析迷宫密封在不同出入口压差、轴转速、空腔宽度和齿宽下的泄漏特性，同时建立密封试验平台，通过试验研究轴的转速、出入口压差对泄漏特性的影响。结果表明，随着出入口压差的增大，泄漏量增加明显，近似成正比关系；随着转速的增加，泄漏量有所降低，但变化幅度很小，在转速达到5 000 r/min时，泄漏量最小；随着空腔宽度的增加，泄漏量减小；随着齿宽的增大，泄漏量减小。

摘要:磨损监测与故障诊断是保证船舶柴油机安全可靠运行的重要技术手段。随着船舶柴油机运行可靠性的要求增高，其磨损监测需要更加全面，数据呈高维化，无关数据和冗余数据增多，使故障诊断的复杂程度增大，且近年来，船舶柴油机故障诊断的智能化需求日益增高。针对以上问题和需求，基于信息熵理论，应用信息熵值与度量熵组合设计柴油机磨损监测与故障诊断特征属性约简算法，将某型柴油机润滑磨损故障诊断特征指标维度从16维降低至7维；应用设计的BP神经网络和磨损故障模式识别规则，以该型柴油机44个磨损故障诊断数据样本为对象，进行应用验证与研究分析。结果表明，构建的模型在保证数据集分类特性的基础上，有效实现其数据降维，且所构建的磨损故障识别BP神经网络在属性约简后，故障识别的准确性有明显提高。

摘要:为探究聚α-烯烃链长和石墨烯添加剂对聚α-烯烃(PAO)合成基础油摩擦性能的影响，采用分子动力学方法研究不同结构的PAO的摩擦学性能，分析PAO分子链长及石墨烯质量分数对润滑油与摩擦副接触面间的剪切应力、范德华能以及油膜厚度的影响。结果表明：石墨烯可以增加润滑油与摩擦副接触面间的范德华能，从而吸附更多润滑油分子，增加油膜厚度，降低剪切应力，提升润滑油减摩效果，且可使范德华能的变化更加平稳，提升润滑油吸附的稳定性；石墨烯对不同链长PAO的影响不同，对于短链PAO，石墨烯较低时就能起到很好的减摩效果，且减摩效果更加明显；而对于长链PAO，石墨烯含量较高时才能起到减摩效果。

摘要:川藏铁路的建设面临着极端的地质灾害与极差的工程环境两大挑战，列车运行线路的空间复杂性势必会对轮轨磨耗性能造成影响。为探究列车在复杂的空间线型环境下的磨耗规律，根据川藏铁路的线路设计参数设置长大坡道与平面曲线的叠加线路，建立高速动车组动力学模型与车轮磨耗预测模型，仿真分析牵引制动条件下动车组在长大坡道上运行时的车轮磨耗特征。结果表明：LMA型车轮踏面的CR400-AF高速动车在坡道-曲线叠加路况上运行时，前位转向架的轮轨接触状态为两点接触，后位转向架的轮轨接触状态为单点接触；平面曲线与坡道的相对位置对动车组车轮磨耗存在一定的影响；随着曲线半径的增加，车轮的磨耗深度逐渐降低，且降低的趋势越来越小。动车组在坡道-曲线路况上的长期运行过程中存在临界里程和临界速度，为防止车轮的剧烈磨耗，建议在动车组长期运营过程中应尽量避免以临界速度或更低的速度运行，在运营里程超过临界里程时应及时对车轮进行镟修。

摘要:在电气化铁路弓网系统中，磨损率是衡量列车运行状态与接触导线使用状态的重要指标。为了充分模拟弓网系统中磨损率情况，利用自行搭建的滑动电接触摩擦磨损试验机对滑板和接触导线进行摩擦磨损试验，分析滑板表面粗糙度、法向压力、接触电流与运行速度对磨损率的影响。得出结论：滑板磨损率随滑板初始表面粗糙度、接触电流、法向压力、运行速度的增加而增加，而高载荷下粗糙度对于磨损率的影响降低；滑板摩擦从磨合期进入稳定摩擦期存在一个临界表面粗糙度，当滑板初始表面粗糙度值等于临界粗糙度值时，其磨损率最低；不同初始表面粗糙度的滑板在跑合期内磨损过程不同，在稳定摩擦期内磨损过程趋于一致，且摩擦试验后滑板表面粗糙度也接近。

摘要:以Fe基非晶金属代替传统的润滑组元，采用热压成型法制备Fe52Cr15Mo26C3B1Y3/酚醛树脂摩擦材料，探究不同含量的非晶金属对摩擦材料性能的影响;利用SEM对摩擦材料磨损面进行观测，分析不同含量非晶金属对摩擦材料磨损机制的影响。结果表明：添加非晶金属后摩擦材料硬度得到提升，其中非晶金属质量分数为30%~40%的试样硬度在67.6HRB和73.6HRB之间，为摩擦材料合适的硬度范围；随非晶金属质量分数的增加，材料的体积磨损率逐渐降低，平均摩擦因数呈先减小后增加的趋势，当非晶金属质量分数40%时试样的摩擦因数最小；随着非晶金属含量的增加，材料的磨损机制由接触疲劳磨损逐渐转变为磨粒磨损为主，并伴随着轻微接触疲劳磨损的混合机制。

摘要:为提高水基润滑剂的润滑性以及抗磨减摩性能，合成一种环境友好的含极压元素P、N的油酸基极压水性润滑添加剂 (OWELA）。采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和核磁共振氢谱（1H NMR）对中间体聚合P-N二元醇(PG) 和OWELA进行表征，用四球摩擦试验机研究PG和OWELA的润滑性能。利用扫描电镜和X射线光电子能谱对钢球的磨损表面进行分析，探讨其润滑机制。结果表明：相较于PG，OWELA可以显著降低水的摩擦因数和磨痕直径，可使纯水最大无卡咬载荷提高3.5倍，且具有良好防腐性能；OWELA优异的摩擦学性能归因于高活性极压元素P、N与金属形成高强度的化学反应膜，以及脂肪酸分子在金属表面形成了物理吸附膜，两者起到协同增效作用。

摘要:采用铺层/热压烧结的方法制备交叉铺层的碳纤维增强环氧树脂复合材料，探究配副材料及载荷对铺层材料摩擦学性能的影响，并探讨复合材料的磨损机制。结果表明：随着载荷的增加，复合材料的摩擦因数逐渐降低，磨损率则逐渐增加；在研究的载荷下，复合材料与轴承钢配副时摩擦因数较低，而与Si3N4和Al2O3陶瓷球配副时润滑性能较差；在低载荷下复合材料与轴承钢配副时磨损率较高，高载荷下则相反。磨损表面形貌分析显示：当施加的载荷较低时，磨损表面形貌主要为犁沟及少量裂纹，磨损机制主要为磨粒磨损；当载荷较高时，高的接触应力使磨损表面产生了大量裂纹并伴随树脂基体脱落，磨损机制由磨粒磨损转变为疲劳磨损。

摘要:为研究汽车制动管双扩口管接头在拧紧过程中的密封性能，借助有限元分析方法构建弹塑性材料模型，研究轴向位移载荷对密封性能的影响；分析管接头在拧紧过程的摩擦力矩，得出轴向拧紧力与扭矩的关系公式；结合金属多线性强化模型与ANSYS非线性仿真，分析双扩口管接头在拧紧过程中的应力与接触面压力动态变化过程，通过扭矩高压泄漏性实验验证仿真方法的有效性。结果表明：随着位移载荷的增大，管接头蘑菇头最大应力与变形增大，接触面压力和密封宽度增大，且接触压力分布区域稳定，在接触面上形成两道密封环；而随着位移载荷的增大，蘑菇头厚度逐渐降低，其表面凹陷加深，当位移载荷增大到一定值时,蘑菇头存在被切断的风险。

摘要:S密封是为满足石油天然气行业的高温、高压和复杂的流体介质工况而专门设计的一类特殊密封圈。为研究S密封的结构强度和密封性能，建立S密封圈二维轴对称模型，仿真研究其在安装工况和作业工况下压缩量、介质压力和温度载荷对密封面结构强度和密封性能的影响规律。结果表明：在安装工况时，S密封圈弹性体最大等效应力和最大剪切应力出现在密封圈内部中心位置，最大等效应力分布呈轴向对称；在作业工况时，最大等效应力和最大剪切应力在中间靠近间隙位置；随着外过盈量和介质压力增大，弹性体最大等效应力和内外接触应力均呈现增大趋势；温度增加时，最大等效应力和内外最大接触应力均增加，但最大等效应力增加趋势较小。研究结果为S密封圈的性能和强度优化研究提供理论支撑。

摘要:水下卡箍连接器金属密封圈的结构对密封性能影响很大。为得到最优的密封圈结构尺寸，通过有限元静力学分析及优化模块，分析金属密封圈所受的接触应力与结构参数之间的关系。结构优化以法兰锥面倾角、密封圈圆弧半径、半宽度、边缘厚度为设计变量，最大接触应力和最小法兰轴向力为目标函数，密封圈最大等效应力为约束变量，建立水下卡箍连接器的多目标优化模型，并使用响应面方法对其进行优化，得到多目标优化下密封圈最佳的尺寸组合。结果表明：在法兰锥面倾角、密封圈圆弧半径、半宽度、边缘厚度4个参数中，法兰锥面倾角对密封圈所需轴向力影响最大，角度越小，密封圈所需要的轴向力越小；优化后的密封圈在同样接触应力时，最大等效应力降低7.7%，法兰轴向力降低37.3%。可见在密封相同压力下，优化后密封圈需要的轴向力更小，因而使用寿命更长。

摘要:以小孔节流静压气体轴承为研究对象，针对其承载力和刚度较低、质量流量较大的缺点，运用响应面设计方法全面分析节流器参数对轴承性能的影响以及参数间的交互影响，得到拟合公式用于预测目标函数，并以最大承载力、最大刚度和最小质量流量为设计目标，采用精英策略的多目标遗传算法优化轴承性能。研究表明：节流器参数对轴承性能的影响极显著，同时，参数间的交互作用对目标函数均有影响；节流孔直径是承载力和质量流量的显著交互影响参数，偏心率是刚度的显著交互影响参数。得到的二阶多项式拟合公式可以近似计算轴承性能，可用于预测目标函数。采用多目标优化使轴承承载力提高57.1%，刚度提高50.2%，质量流量减少40%，显著提高了轴承性能。

摘要:为解决CFM56系列发动机在低转速情况下滑油腔内润滑油的渗漏问题，运用VOF两相流理论对其篦齿封严进行数值模拟，分析篦齿的齿数、齿距、篦齿间隙、篦齿齿高、齿顶宽以及齿形角等结构参数对润滑油渗漏量的影响。结果表明：润滑油的渗漏量随齿顶间隙的增加而明显增大，当齿顶间隙在0.3~0.4 mm时，渗漏量增加趋势较为明显；齿距对渗漏量的影响较小，随齿距增大渗漏量小幅增大；渗漏量随齿形角的增大而明显降低，尤其在齿形角小于90°时；随齿顶宽度的增大渗漏量先增大后减小；随齿数的增大渗漏量降低，齿数为2~4时渗漏量降低明显，齿数高于4后变化趋于缓和。以篦齿渗漏量最小为目标，采用响应曲面法进行多目标参数优化，优化后润滑油渗漏下降了87.5%。

摘要:在抽水蓄能机组运行过程中推力头承受着交变应力，容易出现疲劳磨损从而影响机组正常运行。以江西洪屏抽水蓄能电站的推力头模型为研究对象，基于流固耦合理论并运用CFD技术，分析机组转速、油膜厚度对油膜压力分布的影响，研究推力头在不同转速和不同油膜厚度下的应变和疲劳寿命。结果表明：随着机组转速的升高，油膜压力也随之升高；随着油膜厚度的增加，油膜压力先增加后减小；推力头形变量随着转速的升高不断增加，然而形变量相比较推力头的尺寸仍属于小变形范围；在转速一定和不同油膜厚度下，推力头的最大形变均大于油膜厚度进而影响了油膜的均匀分布；推力头的应力循环次数随着转速升高，在应力集中处不断降低；随着油膜厚度的增加，应力循环次数先减小后增加。因此，为延长推力头寿命，应考虑对推力头应力集中处进行表面强化或改善其结构，同时为保证机组安全稳定运行，油膜厚度和推力头最大形变应尽量接近。

摘要:针对麻雀搜索算法（SSA）在迭代后期种群多样性减少，导致算法易陷入局部极值解的问题，引入 t 分布变异策略对SSA进行改进，并采用改进的SSA对变分模态分解(VMD)进行参数优化，以得到VMD算法的最优参数组合。将改进的SSA-VMD算法与精细复合多尺度模糊熵(RCMFE)结合，开展往复压缩机轴承间隙故障特征提取研究。结果表明，相比原SSA-VMD算法，改进的SSA-VMD算法在进行RCMFE特征分析时具有更好的可分性，故障识别准确率更高。

摘要:载流摩擦磨损是摩擦副在有电流通过时的接触行为。载流摩擦副在工作过程中受力、电、热等多种因素耦合作用，损伤机制复杂多变。综述载流摩擦中的摩擦磨损机制，重点分析服役工况对载流摩擦磨损性能和导电性能的影响，阐述电弧产生的原因及影响因素，并对载流摩擦中的温度场及其仿真模拟研究成果进行归纳，总结载流摩擦材料的应用现状。概括载流摩擦的研究现状及其存在的问题，并指出未来应加强接触副材料在多环境下、多因素耦合作用下的摩擦磨损行为和失效机制研究，并有针对性地研发新型复合材料，以满足具体的工作条件和特殊的性能要求。

摘要:储气库注采井油管接头在服役期间，套管接头处会承受拉、压载荷以及交变压力等，对套管接头气密性产生影响。为研究不同工况下接头主密封面等效应力变化以及分布规律，采用SOLIDWORKS软件和ANSYS软件对特殊螺纹套管接头进行应力分析，确定井口部分为套管串气密性危险点以及主、次密封面过盈量。研究结果表明：为满足特殊螺纹接头气密性及安全性需求，在高内压工况下主、次密封面过盈量应分别为0.05、0.01 mm，在低压工况下可适当增加次密封面过盈量，以提高气密性；在实际储气库运行周期中，由于交变载荷的作用，接头主密封面有效密封长度会发生变化，甚至在应力集中区域会发生塑性变形，严重损害接头气密性。因此建议在储气库中使用高屈服强度材料的特殊螺纹接头，以满足不同工况下对接头气密性、安全性要求，同时适当增加次密封面过盈量，使密封面等效应力分布更加均匀。

摘要:旋转导向钻井系统是在钻井过程中，实时进行钻头导向的一种钻井系统，导向钻井系统偏置机构中的动密封对整体系统的可靠性有极大的影响。结合旋转导向钻井系统的实际工况，考虑井下高温高压、动密封双侧承压和橡胶应力松弛对密封的影响,利用有限元软件中的流体渗透加载方式对滑环组合式密封进行密封性能分析，并分析环境压力、井下温度和Ｏ形圈压缩率对组合密封主密封面接触压力和Mises应力的影响。结果表明：随着介质压力的增大，虽然密封两侧的压差不变，密封系统的最大接触压力仍在增大，同时密封内侧的压力比外侧要大得多；应力松弛作用对初期阶段组合密封的性能影响比较大；温度对动密封接触压力的影响小于环境压力；较高的压缩率可以增加组合密封主密封面的接触长度，一定程度上可以降低最大接触压力，从而减缓密封面磨损。

摘要:针对双浮动密封橡胶O形圈接触过程应力的变化，建立双浮动密封二维轴对称非线性接触模型；利用有限元方法对O形圈进行应力计算，分析O形圈在不同压缩率、不同浮封座和浮动环的斜面角度及不同摩擦因数下的应力变化情况。结果表明：橡胶O形圈各应力最大值随压缩率的增加呈线性增大，O形圈内高应力分布区域随压缩率的增加而增大，并由接触部位附近向其中间位置扩散；摩擦因数对O形圈各应力影响很小，而浮封座和浮动环的斜面角度对O形圈等效应力和接触压力影响较大；随着浮封座斜面角的增加，等效应力总体趋于减小，接触压力先减小后缓慢增加，而剪切应力整体变化较小；随着浮动环斜面角的增加，等效应力、接触压力呈递增趋势，剪切应力曲线上下波动，但整体变化不明显。确定双浮动密封浮封座和浮动环斜面角度最优值，为双浮动密封结构设计提供了指导。