连接式微摩擦测试机构及设计

为了能够比较真实地模拟微机电器件侧面摩擦副之间的摩擦磨损状况,进而对M EM S器件的摩擦学规律进行研究,设计了一种基于单晶硅材料的片上微摩擦测试机构。利用微机械体硅工艺及键合技术,把系统中的测试机构、加载机构以及力传感器集成在一个单一的芯片上。对结构的临界驱动电压、静态摩擦力及正压力进行了理论推导。最后,在显微镜下对该机构的静态摩擦因数进行了测试。测试结果表明:随着施加在摩擦副上的正压力的增加,摩擦因数相应减小。     

Experimental and Theoretical Study of Young Modulus in Micromachined Polysilicon Films

IntroductionThe development of microelectromechanicalsystems (MEMS) has achieved impressiveprogress with many new designs that couldpotentially lead to another industrial revolution.However,the long- term durability of the MEMSdevices,which requires a fun…     

Mechanical Deformation of Ship Stern-Shaft Mechanical Face Seals

In ship propeller shaft systems, the shaft seal is a mechanical face seal, which includes a stationary metal seal ring and a rotating ring. The seal faces are deformed with different loads. The deformation of the seal faces affects the performance of mechanical face seals, which leads to water leakage, so the seal face deformation must be analyzed. A mechanics model with deformation equations was developed to describe ship stern-shaft seals. An example was given to verify the deformation equations. The solution of the deformation equations gives a theoretical basis for the analysis of seal leakage and improvements of seal structures.     

软磁盘、硬盘的表面形貌和微摩擦特性

利用原子力／摩擦力显微镜,对市售的５种软磁盘及一种硬盘的表面形貌、１～１００ｎＮ载荷下的微摩擦性能及表面粘着性能进行了研究。结果表明：软磁盘主要由块状的磁粉颗粒组成;硬磁盘由环状磁道组成。硬盘的微摩擦力、表面粘着力、摩擦因子大于同样条件下的软磁盘,１２９ｍｍ（５．２５英）软磁盘的微摩擦力、表面粘着力、摩擦因子大于同一品牌的８６ｍｍ（３．５英）的软磁盘;探针与磁记录介质在大于２０ｎＮ载荷下的接触为塑性接触。     

SMA弹簧驱动器驱动机理及实验

为了将形状记忆合金(SMA)弹簧驱动器用于智能机械结构,需要了解各类SMA弹簧驱动器的驱动特性。该文在对SMA弹簧驱动器的电热驱动机理理论分析的基础上,进行了实验研究。实验结果表明:驱动器响应速度与驱动电流、预变形量、冷却速度、负载有关。偏动式驱动器回复速度和驱动电流成正比;差动式驱动器的响应速度受SMA弹簧冷却速度的制约,要控制驱动电流;差动驱动器比偏动驱动器性能优良,在智能机械结构中应用将有广阔的前景。     

前交叉韧带移植物种类及拉力影响的有限元模拟

为了研究肌腱移植物种类及拉力对前交叉韧带重建长期效果的影响,在经过有效性验证的人体膝关节有限元模型(包含骨、半月板、软骨及主要韧带)基础上,对比了134N胫骨向前推力下两种移植物种类(双股及四股肌腱移植物)及3种重建后远期时的移植物实际拉力(0N,20N和40N)对关节稳定性及韧带受力的影响。结果表明:移植物实际拉力的增大会导致膝关节胫骨向后内侧移动并伴有外旋及外翻;移植物的受力也会变大,但应力分布并没有明显变化。由重建后远期时的膝关节稳定性及移植物受力结果可得,使用双股肌腱移植物且初始拉力为80N时,前交叉韧带重建的长期效果与完好关节最为接近。     

原子力显微镜针尖与样品间的材料转移

研究氮化硅针尖在十八烷基三甲氧基硅烷 (OTE) /云母表面的修饰过程。使用原子力 /摩擦力显微镜 ,以云母作为参考样品 ,研究了针尖在样品表面的修饰效应和修饰后针尖的清洁过程 ,并考察了湿度和载荷对针尖修饰效应的影响。修饰过程不是一个渐进的过程 ,在最初几次摩擦扫描中修饰较快 ,然后在 10～ 2 0次扫描后达到平衡态。在 OTE/云母表面修饰后的针尖在云母表面的摩擦力信号比修饰前针尖在云母表面的摩擦力信号小 ,并且大部分吸附在针尖表面的 OTE分子在云母表面的前 10次扫描中就被磨掉。相对湿度对针尖的修饰效应影响不大。在研究不同样品的摩擦性能时 ,尽量使用清洁针尖 ,并使用摩擦性能稳定的参考样品 (如云母 )来检测针尖的表面状态     

摩擦副表面物化特性对纳米级膜厚的影响

为研究固体表面物理化学特性对 nm级润滑膜厚度的影响 ,以铝、铬、钛和二氧化钛作为基体表面材料 ,采用NGY- 2型 nm级膜厚测量仪 ,对 136 0 4标准粘度液、添加有10 %十六酸乙酯的 136 0 4溶液和液体石蜡的膜厚进行了测量 ,并利用 Fourier红外分析仪对润滑剂在实验前后的成分变化进行了检测。红外光谱数据表明 ,不同基体下 ,润滑剂在实验前后的化学成分没有发生变化。膜厚测量结果发现 ,基体的表面物理化学性质对润滑膜厚度有较大影响 ,对基体Al,Cr,Ti,Ti O2 ,弹流润滑向薄膜润滑的转变的临界膜厚按基体表面能增大的顺序依次增大。该研究为处于薄膜润滑状态的润滑系统摩擦副的设计提供了理论基础     

表面粗糙度的激光在线测量

为了克服现有方法在表面粗糙度测量范围和抗震动等方面的不足,分析了最近发展起来的几种动态表面粗糙度测量方法的优缺点,提出采用被测表面激光反射图的暗区比来实现运动表面粗糙度的实时测量。该方法的测量范围可达３０倍跨度,即可测量的表面粗糙度为０．０５μｍ到１．６μｍ或０．４μｍ到１２．５μｍ。分析了试样的运动速度和初试平均光强对暗区比的影响,该方法的测量结果与Ｔｅｌｙｅｒ－ｓｏｆｔ表面形貌测量仪的测量结果很吻合。