摘要:采用内滚道、外滚道和弹性环组成滚动载流摩擦副，通过载流摩擦试验研究了其在不同转速下的载流摩擦学性能和材料损伤。结果表明：随着转速从240 r/min增加到600 r/min，摩擦副稳态运行期间的摩擦力升高，接触电阻下降；摩擦前期材料损伤形式主要以接触表面金属塑性变形为主，摩擦平稳期以材料剥落为主；在相同的初始接触条件下，高转速促进表面疲劳和材料磨损，试验后弹性环磨痕宽度明显变宽，磨损量逐渐增大，表面氧化程度下降，O和Cu原子个数比降低；磨痕宽度增幅相近的条件下，同等转速下的摩擦力增幅小于变速条件下的摩擦力增幅；转速增加引起的摩擦力增大与高转速下弹性环滑滚增加也有关系。

摘要:以逆向重构的确定性粗糙表面机械密封模型为依据，建立机械密封微间隙三维粗糙液膜流动计算模型；联立黏温效应与流体物性参数，对比光滑模型和粗糙模型的流速、端面压力、温度和相态规律；研究粗糙模型在不同载荷和转速下对液膜密封汽化相变特性以及密封性能关键参数的影响。研究结果表明：粗糙模型受温度变化程度更大，从478 K增加到了493 K；相态分布均随温度的升高而增大，其中同一温度下，粗糙模型的汽相分布更多，且在493 K之后出口相变程度就达到了100%，最大相体积分数增加11.73%。从而推断出：随着压力升高，端面汽相占比逐渐降低，而转速增加促进了汽化的发生。

摘要:假设在一个表面上存在单个粗糙峰或粗糙谷，采用数值分析方法研究大滑滚比下粗糙表面对线接触热弹流润滑接触的影响。研究发现：粗糙峰和粗糙谷造成油膜压力、膜厚和温升曲线的局部波动，其中压力的波动最为明显；在滑滚比较小时，粗糙峰和粗糙谷对压力、膜厚和温升曲线的影响较大， 随着滑滚比的增加，影响逐渐降低； 随着滑滚比的增加，粗糙峰幅值增加对压力、膜厚和温升曲线造成的波动也逐渐减弱。研究结果对于揭示滚珠丝杠或无保持架轴承等的润滑油膜形成和失效有重要意义。

摘要: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。

摘要:为研究不同工况下变截面密封圈密封特性及润滑油膜温度场与黏温特性的关系，根据变截面密封圈密封机制，建立润滑油膜三维数值计算模型，考虑黏温特性和流体内摩擦效应，采用FLUENT和MATLAB软件，研究变截面密封圈润滑油膜在实际工况下的密封特性以及温度特性。结果表明：考虑黏温特性和在定黏度2种情况下所得结果差距明显，表明黏温特性对密封特性的影响不可忽略；油膜最高温度区域均处于外界环境侧，并随工况的改变而移动；油膜最高温度值随转速增加而升高，随密封压力增加而降低，但转速的影响大于其他工况参数；随润滑油温度升高，考虑黏温特性时油膜最高温度值随之增加，而定黏度时呈先减后增的趋势；泄漏量均随转速、密封压力和润滑油温度的增加而增大，但密封压力的影响最大。

摘要:螺杆泵定子与转子间接触压力对其使用寿命至关重要，而定子与转子间过盈量和工作压力对螺杆泵定子与转子间接触压力有重要影响。建立螺杆泵的三维模型，采用有限元方法研究螺杆泵装配条件下不同过盈量（0.4~0.7 mm）和工作压力（0.03、0.06、0.09 MPa）对螺杆泵定子与转子接触压力的影响。结果表明：随着过盈量的增大，定子与转子的接触压力增大，定子与转子的接触面积也随之增大，且接触压力的最大值出现在密封线吸入端的螺旋段部分；但随着过盈量的增加，接触压力的增大趋势变缓；定子与转子的接触压力随着工作压力的提高而增大，工作压力导致螺杆泵的最大接触压力向排出端偏移，接触压力的最大值出现在靠近介质排出端的螺旋段上。

摘要:为提高铜互连化学机械抛光(CMP)后表面质量，在抛光液中需引入适当的表面活性剂以改善磨料的稳定性以及CMP后铜的表面粗糙度。研究了十二烷基硫酸铵(ADSA)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵(AESA)、直链烷基苯磺酸(LABSA)3种不同阴离子表面活性剂，以及非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)和LABSA复配表面活性剂对钽阻挡层抛光液润湿性、分散性以及对材料去除速率的影响。通过接触角测量仪、纳米粒度仪、扫描电镜和原子力显微镜测试表面张力、接触角、大颗粒数、粒径分布以及CMP后铜的表面粗糙度，并分析复配表面活性剂的作用机制。结果表明：抛光液中加入LABSA后，因其具有直链型结构，抛光液的润湿性和分散性效果最好，抛光后铜表面的粗糙度最低；AEO-9和LABSA进行复配，相较于单一的LABSA，抛光液的润湿性、分散性、稳定性和抛光后铜表面粗糙度均有所改善，体积分数0.1%LABSA+0.1% AEO-9的复配表面活性剂性能最优，CMP后铜表面粗糙度降至0.7 nm。

摘要:为研究微织构形状对人工髋关节表面摩擦特性的影响，在人工髋关节表面分别设计仿生菱形织构、圆柱形织构和圆环形织构，以雷诺方程为理论研究基础建立流体动压润滑模型，用ANSYS Fluent进行数值模拟，得到微织构表面润滑油膜的平均承载力和摩擦因数，并比较不同织构形状的摩擦学性能。结果表明：在所选织构参数、工况参数范围内，平均承载力随着面积率增大以及滑动速度的提高均呈现上升趋势，在面积率为25%、滑动速度为0.3 m/s时达到最大；摩擦因数随着织构面积率的增大而呈下降趋势，在面积率25%达到最小值，摩擦因数与滑动速度的关系则因织构形状的不同存在一定的差异；研究的3种形状微织构中，仿生菱形织构的摩擦学性能最佳。因此合理选择织构形状可以减少人工髋关节摩擦副表面间的磨损。

摘要:为探究T型槽柱面气膜密封的稳态性能（气膜刚度、浮升力、泄漏率），使用计算流体力学(CFD)的方法，在转速为8 000 r/min的工况条件下，分析了密封系统结构参数的改变对系统稳态性能的影响。在不改变气膜厚度和气膜偏心的条件下，拟合了密封长度、T型槽槽数、T型槽深度与稳态性能之间的多元非线性方程，并通过对回归系数大小的比较确定了各因素的影响程度。结果表明：系统泄漏率受密封长度的大小影响最为显著，T型槽数量和槽深的改变对泄漏率的影响并不显著；随着密封长度的增加，气浮力几乎呈线性增长，而T型槽深度和T型槽的数量的改变对浮力的影响依次减小；影响气膜刚度最大因素的是T型槽深度，其次是T型槽的数量，密封长度的影响最小。

摘要:针对机械密封装置在启停阶段或某些特定工况下出现高温以及摩擦磨损严重等问题，探究考虑粗糙度效应的微孔化机械密封端面接触压力及温升的变化规律，以揭示机械密封端面的真实接触状态。基于分形理论建立机械密封静环粗糙表面和动环微孔接触模型，采用数值计算方法，研究微孔对机械密封端面接触压力和温升的影响，以及表面粗糙度对机械密封端面接触面积、接触压力、温升的影响。结果表明：微凸体经过微孔时，微凸体嵌入微孔边缘使得接触压力峰值增大，导致切削发生；摩擦过程中，压力最高点位置因为微凸体的弹塑性变形而不固定，改善了微凸体的受力情况；微孔降低了密封端面的接触面积，从而使得微凸体的接触减少、压力极值点减少，降低了密封端面摩擦副的温度，改善了密封端面的磨损状况；表面粗糙度越小，接触面积越大，接触压力、端面温度更加均匀，表面粗糙度越大，端面磨损风险更加严重。

摘要:为研究空气轴承在运转过程中细小颗粒对壁面冲蚀情况，借助三维建模工具建立动静压空气轴承模型，从连续方程、可压缩流体润滑方程、气体状态方程出发，推导出等温条件下稳态气体润滑 Reynolds 方程；结合离散相模型（DPM)颗粒平衡方程，分析颗粒运动轨迹和颗粒对壁面的最大冲蚀速率。借助 Fluent 仿真软件分析气源压力、主轴转速、粒径参数对气体轴承壁面冲蚀的影响。结果表明：随着粒径尺寸的增加，相同运行工况下，壁面冲蚀磨损速率呈现先增加后降低趋势；随着主轴转速的增加，壁面冲蚀磨损的面积在增加，但最大壁面冲蚀磨损速率在下降，同时壁面磨损面积向主轴正向旋转的方向延伸。

摘要:含磷抗磨添加剂的聚亚烷基乙二醇（PAG）型齿轮油被广泛应用于工业齿轮箱中，由于其强吸水性导致油中水分含量经常偏高，威胁设备的正常运行。为研究水分含量对含磷酸三苯酯PAG型齿轮油性能的影响，配制水分质量分数为0~5%的油样，并对其进行理化性能和摩擦学性能测试；对不同油样润滑下的钢球磨斑进行表征分析，并建立水分子、磷酸三苯酯和PAG分子三者相互作用的抗磨机制模型。研究发现，水分质量分数在5%及以下时，油样的理化性能除黏度以外无明显变化；然而当水分质量分数大于2%时，油样的抗磨性能会大幅度下降，这是因为水分过高会导致流体层逐渐扩大，水合PAG分子膜越来越薄，造成PAG型齿轮油整体润滑性能显著下降。

摘要:垫片是螺栓法兰连接系统中的关键密封元件，在实验室对其进行泄漏率测量时，多采用刚性法兰通过试验机进行均匀加载，而忽略了生产实际中螺栓加载方式对泄漏率的影响。采用数值模拟方法研究实际操作常用的交叉加载、顺次加载和ASME PCC-1-2013标准中传统星形加载方式对垫片应力的影响，并将这3种加载方式与均匀加载方式进行比较。结果表明：3种加载方式都存在着螺栓预紧载荷不均匀的情况，但相比之下传统星形加载方式的预紧效果最佳，最接近均匀加载时的预紧效果；在相同载荷下，不同加载方式所得垫片上的应力不同。考虑垫片应力分布的不均匀性，对现有泄漏率预测公式进行了修正，并通过试验对修正后的公式进行验证。结果表明：修正后的公式所预测的泄漏率与试验结果更为接近。研究工作对提高螺栓法兰连接系统泄漏率预测的准确性具有重要意义。

摘要:开发一种基于推力轴承结构的润滑膜厚与摩擦因数测量系统。该测量系统在较低速度下可实现膜厚与摩擦因数的同步测量，在较高速度下可通过保持架固定和玻璃盘回转模式实现润滑油膜测量，通过保持架自由回转和玻璃盘固定模式实现摩擦因数的测量。通过测量不同载荷下的润滑油膜厚度随速度变化曲线，以及与单点接触的测量结果进行定量对比，验证了该测量系统的可靠性。测量得到的摩擦因数曲线表明了滚动体打滑现象的存在。该测量装置为润滑剂特性和滚动轴承润滑特性研究提供了一种评价方法。

摘要:为构建考虑轴承接触弹性的摆线针轮传动效率理论计算方法，并揭示轴承非线性刚度的影响机制，提出一种耦合摆线轮设计参数、接触载荷及轴承参数的传动效率理论模型。该模型考虑了输入轴与摆线轮的轴承弹性，并引入非线性的轴承刚度。采用牛顿法建立摆线轮受轴承弹性力、惯性力及接触载荷时的动力学微分方程，求解该方程得到轴承弹性位移,并将其与轴承刚度参数纳入传动效率计算模型。通过对比分析不同轴承刚度参数和运行工况下的理论传动效率，并利用理论计算效率与实验测定值的差异，对理论模型加以修正并迭代计算，从而拟定轴承参数。分析表明：轴承刚度指数较小时传动效率受运行速度和负载影响很小，轴承刚度指数较大时传动效率随着负载增大而提高；拟定刚度模型具有合成效应且给定合理参数下所得传动效率与测试值大致相符，可为摆线针轮传动效率评估提供高效且准确的理论方法。

摘要:针对单独从振动特征、油液特征对齿轮箱进行磨损状态监测存在特征维度单一、准确率低的问题，提出基于油液-振动多维特征与粒子群优化算法-长短时记忆神经网络(PSO-LSTM)的齿轮箱磨损状态监测算法。对铁谱图像进行预处理，提取磨粒浓度特征、磨粒个数特征，对振动信号进行小波阈值去噪，并提取时域特征，得到油液振动十四维特征作为LSTM模型的输入；采用粒子群优化算法对LSTM模型进行参数寻优。实验验证：使用油液振动十四维特征的PSO-LSTM模型的识别准确率要优于单独使用振动和油液特征的PSO-LSTM模型，PSO-LSTM模型对于油液振动十四维特征数据的识别准确率全面优于未经优化的LSTM模型。

摘要:采用气相色谱（GC）、热重分析法（TGA）、加压差示扫描量热法（PDSC）、凝胶色谱法(GPC)、旋转氧弹法等表征方法分析煤基低黏度茂金属聚α-烯烃(mPAO)的性能，并与对比样长链α-烯烃合成PAO进行对比。结果表明：煤基mPAO的黏度指数最高达到了147，黏温性能优于对比样；倾点普遍比对比样低6 ℃，低温动力黏度和低温泵送黏度也都小于对比样,表明煤基mPAO具有更好的低温性能；两者闪点相当，都在310 ℃开始快速热降解，煤基mPAO具有更高的完全分解温度；长链α-烯烃合成PAO具有更低的挥发度和更短的氧化诱导期，化学稳定性优于煤基mPAO。

摘要:研究自主研发的聚甲基丙烯酸酯型黏指剂（PMA）在某无级变速箱油（CVTF）中的应用，并与进口同类产品的黏温性能和摩擦特性进行比对测试。结果表明：在改善黏温性能方面，自主研制的PMA-3达到了与进口黏指剂相当的水平；当黏温性能相同时，自主研发的PMA-3的钢-钢摩擦性能与进口产品大致相当，但纸-钢摩擦特性（抗颤耐久性）优于进口剂，说明不同分子结构的PMA会影响CVTF配方体系的抗颤性能，这可能是因为不同分子结构的PMA对CVTF中含P摩擦改进剂与含Ca清净剂间的摩擦化学反应速度影响程度不同，导致在钢盘摩擦表面形成的摩擦膜覆盖率不同，最终使各油样表现出不同的纸-钢摩擦特性。由于纸-钢与钢-钢摩擦试验在摩擦方式和苛刻度方面存在明显差异，会导致P-Ca摩擦膜的成分比例有所不同，需进一步深入探究。

摘要:利用分子动力学模拟研究碳纳米管(CNTs)直径改变时对丁腈橡胶(NBR)基体力学及摩擦学性能的影响。采用恒应变法考察不同复合材料模型的力学性能，结果表明复合材料力学性能随着NBR基体中CNTs直径增大呈现先增加后减小的趋势。剪切模拟结果表明，剪切后复合材料基体中分子链发生了不同程度的断裂，出现了聚合物分子链向摩擦界面聚集的现象，其中较大直径CNTs增强NBR复合材料中分子链相对完整连续，摩擦学性能改善效果更好。较大直径CNTs对NBR基体具有显著的增强效果，限制了NBR分子链的活动能力，更多的分子链聚集在CNTs周围，复合材料体系致密性及稳定性提高，从而改善了CNTs/NBR复合材料力学及摩擦学性能。其中直径（6，6）CNTs增强NBR复合材料具有更高的剪切模量，力学性能优异，表现出了更好的摩擦磨损性能。

摘要:采用全原子分子动力学模拟方法研究破乳剂EO-PO (环氧乙烷-环氧丙烷共聚物)和二苯胺抗氧剂 (DPA)、磷酸胺盐极压抗磨剂(PN)、硫化烯烃极压抗磨剂(S4)、金属缓蚀剂(T561)等润滑油添加剂在正辛烷/水〖JP〗体系的微观聚集行为，通过分析界面形态、密度分布、界面厚度、径向分布函数、氢键能等，探究EO-PO分子和各添加剂分子在油水界面的行为。结果表明：各添加剂分子均在油水界面形成对应的界面膜，使得油水混合乳状液相较于单一的油水体系更为稳定，表明各添加剂在作为功能添加剂的同时也起到了一定的乳化作用；EO-PO分子较添加剂分子具有更强的亲水性，可以在界面上顶替添加剂分子与水相互作用，从而达到破坏界面膜的稳定性，使得油相和水相完全分开的效果，因此对于油水乳化液，EO-PO分子具有很明显的破乳作用；在含有不同添加剂的各体系中， EO-PO分子与水有不同程度的相互作用，其中在含有PN和DPA分子的体系中， EO-PO分子对其界面膜破坏较大，破乳效果较佳。

摘要:为考察仿生黏液透明质酸体系与水相界面行为随时间的变化规律，结合Forcite模块，采用Nose扩展系统控温法、Atom based计算方法和Ewald计算方法，通过分子动力学研究，探讨仿生黏液-水界面的分子之间的变化。以透明质酸的水溶液为代表，模拟生物黏液，从微观层面探讨界面稳定性：从界面张力、界面相互作用能、径向分布函数和均方根位移等方面分析影响界面稳定性的因素。结果表明：仿生黏液在透明质酸高分子多聚体和水分子在质量比为1∶10时的界面张力最小为61.33 mN/m，此时的单位界面能最低为242.67kJ/(mol·nm2)，界面最稳定。根据MSD曲线和RDF（径向分布函数），从水分子和透明质酸分子相互作用的强弱和水分子的移动也间接地表明在质量比为1∶10时，体系界面稳定性最高。模拟结果与实验的稳定性结果一致，从微观层面解释了透明质酸体系和水界面的一些规律。

摘要:以往对油套管特殊螺纹密封的数值模拟都是在光滑平面的基础上展开的，不能真实反映油管连接时载荷接触状况。运用蒙特卡洛法建立考虑粗糙度的油管密封面接触模型，分析表面粗糙度、接头母扣球面半径、内压载荷对油管密封面性能的影响。结果表明：同一过盈量下，密封面粗糙度越小，平均接触压力越小；母扣球面半径越大，密封面接触长度越长，贴合度越高；随着内压的增加，由于公扣密封接触面上的微凸体与锥面的接触次数逐渐增多，并且在相互接触的情况下，其弹性变形程度逐渐降低，而塑性变形增大，此时因接触长度增大，密封表面具有较好的密封性能。

摘要:表面织构作为一种新兴的表面技术，良好的减摩效果引起国内外学者的广泛关注，现已被大量应用于工程领域。然而织构化表面的减摩效果受众多因素影响，不同工况因其特有的属性，表面减摩机制亦各不相同，对织构化表面提升材料的减摩耐磨机制尚不明确。从不同工况下织构的减摩性能出发，探究其减摩机制的异同并分析其原因，归纳不同类型织构的减摩理论及存在的问题；对当下织构加工方式优劣进行分析，并对织构技术未来的发展趋势进行展望和预测。

摘要:液滴与多孔表面碰撞时，多孔表面的孔隙所引起的毛细力作用将对液滴的动力学行为产生一定的影响。研究液滴撞击多孔表面后的铺展、渗透、蒸发、传热等问题对调控多孔表面液滴的铺展以满足不同领域的应用需求具有重要的意义。总结归纳了液滴撞击多孔表面的理论、数值和实验方面的研究方法，对液滴撞击速度、液滴直径、孔隙率、孔径、韦伯数、黏度和表面张力等主要因素对液滴撞击动力学特性的影响规律进行综述，提出液滴在多孔表面的研究可从更加符合液滴撞击多孔介质的理论模型建立，新型多孔介质内部液滴特性及热物理参数测试技术等方面进行。

摘要:采用柔性石墨、造粒石墨和鳞片石墨分别制备粉末冶金烧结摩擦材料，研究不同种类片状石墨对摩擦材料摩擦磨损性能的影响。结果表明：不同种类石墨制备的摩擦材料的密度和力学强度差异，将影响材料基体在制动过程中的组织形态，使摩擦界面呈现不同的磨损形式，其中柔性石墨摩擦材料的主要磨损机制为氧化磨损，造粒石墨摩擦材料的主要磨损机制为犁削磨损和磨粒磨损，鳞片石墨摩擦材料的主要磨损机制为犁削磨损和黏着磨损；造粒石墨制备的摩擦材料在不同速度下制动和重复单次制动时的摩擦因数波动值较小，摩擦因数稳定性好，且具有适中的磨耗量，综合摩擦磨损性能最佳。

摘要:摩擦磨损与密封性能是评价阀杆填料密封系统的重要指标。基于控制阀整机改造的新型摩擦与气密性填料综合试验系统，通过动态监测阀杆力学变化与填料函泄漏率，考察石墨填料的截面形状与组合方式对填料摩擦特性、磨损特性与密封性能的影响规律。试验研究表明：不同截面形状石墨填料的动态摩擦力水平均低于相同条件下的不同组合方式石墨填料，且阀门向下关闭的摩擦力较打开时更大；随着循环次数增加，试样的启动摩擦力呈下降趋势，而滑动摩擦力出现小幅上升，填料的磨损出现恶化，泄漏率攀升；研究的锥形、V形、菱形3种截面形状中，V形截面的启动摩擦力最小，对执行机构配置要求最低，菱形截面的滑动摩擦力最小，对控制阀位置精度影响最低；两端式和交替式2种石墨填料组合方式中，交替式石墨填料组合通过调整径向应力分布使填料摩擦力下降35%，密封特性得到改善，综合性能得到显著提高。