考虑粗糙度影响的表面织构最优参数设计模型

为考察表面粗糙度对织构表面摩擦学性能的影响,采用求解基于平均雷诺方程的表面织构润滑计算模型的方法,研究综合粗糙度和方向参数等对摩擦系数及最优织构参数的影响规律.结果表明:当织构表面具有横向粗糙条纹时具有较优的摩擦学性能表现;当综合粗糙度σ<0.5μm时,摩擦系数和最优织构深度不随综合粗糙度的变化而变化,当σ≥0.5μm时,摩擦系数和最优织构深度随粗糙度的增大而增大;最优织构直径随综合粗糙度的增大而增大,最优织构面积比与综合粗糙度之间不相关,最优织构参数不随方向参数的变化而变化.在仿真结果的基础上,建立考虑粗糙度影响时表面织构的最优参数设计模型,试验验证所建立的模型是合理的和正确的.     

织构化的铝合金表面摩擦学特性研究

本文利用精密加工方法在铝合金表面加工出不同的织构,通过摩擦磨损试验研究了表面织构形态对试样动压润滑、摩擦磨损特性的影响。结果表明,铝合金表面织构化可以有效地改善其摩擦学特性。条纹状织构深度越深,动压润滑效果越好,摩擦系数越小,磨损深度越浅;当网状织构夹角由小变大时,试件表面摩擦系数呈现抛物线变化,磨损深度随之增大。     

工艺润滑对铝板带冷轧表面粗糙度的影响

铝薄板冷轧工艺润滑中,为获得高质量铝板表面,可选择不同粘度的轧制油,进而控制变形区油膜厚度。轧制实验中选用粘度在1．68-2.13mm^2／s之间的三种轧制油,轧制厚度小于0.3mm的铝薄板,与无润滑轧制相比,可使轧后铝板表面质量得到明显改善,尤其是能使表面粗糙度降低40％左右。同时进一步分析了表面粗糙度降低的微观原因。     

压铸铝合金用铣刀表面微织构及切削特性研究

针对压铸铝合金在切削力影响下加工精度低、表面质量不高等问题,提出在铣刀前刀面加工沟槽和V型阵列表面微织构的方法.通过三向力传感器监测并分析铣削过程中的铣削力变化情况,重点分析y向铣削力(F_y)频谱特性.将采集到的F_y进行快速傅里叶变换,得到3种不同铣刀F_y的频谱分析图,利用表面形貌和表面粗糙度评价表面微织构铣刀的铣削性能.结果表明:相较于普通铣刀在x、y和z方向的铣削力均值,沟槽阵列表面微织构铣刀的均值分别降低了3.8%、0.29%和11.7%,V型阵列表面微织构铣刀的均值分别降低了8.5%、14.3%和12.4%;在6倍主轴频率处的F_y高频幅值的大小关系为普通铣刀沟槽阵列铣刀V型阵列铣刀;采用微织构铣刀加工的表面,其表面粗糙度比普通铣刀的小,且V型阵列铣刀加工工件的表面质量最好.研究结果将为压铸铝合金精密铣削提供理论依据.     

表面粗糙度对低速水润滑滑动轴承混合润滑性能的影响

针对船用滑动轴承在低速水润滑工况下液膜承载能力不足导致的局部固体接触碰磨问题,研究了表面粗糙度对水润滑滑动轴承混合润滑性能的影响。假设轴颈和轴承表面粗糙峰服从高斯分布,以粗糙峰高度综合标准差表征表面粗糙度,联立平均雷诺流体润滑方程和GreenwoodTripp(GT)固体表面接触方程,对比分析了全膜润滑和混合润滑下的液膜厚度和压力分布,针对几种典型转速研究了表面粗糙度对轴承的液膜承载力及其最大压力、粗糙峰接触承载力及其最大压力、偏心率和最小名义膜厚的影响。数值计算结果表明:在低速水润滑工况下,混合润滑模型的最大液膜压力比全膜润滑模型降低一个数量级以上,粗糙峰接触压力的产生使得最小名义膜厚增加;随着表面粗糙度的增加,液膜承载力、偏心率、最大液膜压力和最大粗糙峰接触压力呈减小趋势,粗糙峰接触承载力和最小名义膜厚呈增加趋势;在混合润滑下转速对最小名义膜厚和偏心率的变化曲线没有影响。该研究可对低速水润滑滑动轴承优化及可靠性设计提供一定的参考。     

切削油对工件表面粗糙度的影响

在切削加工中,合理使用发削油能显著降低工件表面粗糙度。研究表明：（１）切削油的粘度越小,刚切削油的润滑效果越好,切削力越小;（２）进给量和切削深度愈大,则切削油润滑效果愈差,切削力和工件表面粗糙度下降的幅度愈小,进给量的影响尤为明显。     

考虑表面粗糙度的叶片密封面润滑及摩擦的数值研究

为更准确地分析叶片式液压摆动油缸叶片密封面的润滑性能,利用弹性力学平面问题的基本理论建立叶片密封面接触压力数学模型并求得压力在接触面上的分布情况,然后基于瞬态平均Reynolds方程与G-W微凸体接触模型,建立叶片密封面流体动压润滑模型,分析叶片粗糙度对密封面接触压力、油膜厚度分布和摩擦力的影响。结果表明,叶片表面粗糙度增大时,密封面油膜厚度没有明显变化,但摩擦力明显增大。     

多尺度表面织构流体润滑问题的快速求解方法

为解决传统数值方法在求解多尺度织构流体润滑问题时计算速度慢、效率低、规模受限等问题,提出了有限细胞算法.针对简单的织构模型,通过对比有限元、流体力学和细胞算法的计算结果,验证了算法计算结果的准确性.通过对比不同计算规模下有限元和细胞算法的数值试验结果,发现新算法的计算速度和计算规模都有显著提升.对于大规模多尺度的织构模型,使用细胞算法进行求解,发现新算法的计算时间与网格数目成线性关系,表明细胞算法对于大规模织构问题具有良好的快速求解能力,并且为工程中类似的多尺度问题提供了具体的解决思路.     

液压缸活塞微织构化表面动压润滑性能理论研究

为研究液压缸活塞微织构化表面的动压润滑性能,在液压缸活塞表面加工开口形状为圆形、椭圆形、正方形、正六边形的微织构,利用雷诺方程对活塞表面与液压缸缸筒内圆之间的流场进行数学建模,并采用MATLAB软件进行仿真计算,研究微织构开口形状、活塞运动速度及微织构深径比对活塞表面动压润滑性能的影响。结果表明,在活塞表面加工4种不同开口形状的微织构均可改善活塞表面的动压润滑性能,其中椭圆形微织构的改善效果略差;随着活塞运动速度的提高,不同形貌微织构表面的摩擦因数均增大,活塞表面动压润滑性能变差;圆形微织构的深径比为0.009时,活塞表面的动压润滑性能较佳。     

激光表面粗糙度检测光学特性及装置的研究

就表面粗糙度检测的光学测量原理和光学设计中的某些关键技术进行了讨论，对光行传感系统，激光光源的光强波动和背景杂散光干扰的抑制等实际问题进行了一些技术性探索。     

牙轮钻头滑动轴承仿生鲨鱼皮织构化表面润滑性能

牙轮钻头在超深井和大水平井的使用受到广泛关注,由于地层环境复杂化,为了使牙轮钻头有更高的稳定工作性。通过对合金材料表面织构化处理减摩效果的研究,结合鲨鱼皮减阻润滑的优势,针对牙轮钻头薄弱环节滑动轴承摩擦结合面进行了仿生鲨鱼皮织构化处理,基于所选取仿生织构的形貌参数构建滑动轴承流动润滑理论模型,采用有限差分法求解,获取润滑油的油压分布、承载能力及滑动轴承摩擦力,并探究阶跃冲击载荷下滑动轴承动压油膜的响应情况。结果表明：牙轮钻头滑动轴承流体润滑状态下,深径比大于0.3且面积率大于0.25的仿生表面织构对油膜承载力有增强效果;仿生表面织构在较低油膜压力下对油膜摩擦力影响突出,油膜摩擦力提高了14.12%;偏心率越大仿生表面织构对油膜承载力的提升效果越好,在偏心率为0.8时承载力提高效果达到200.45%;同时仿生织构的对滑动轴承流体润滑的轴向稳定性有提升效果。牙轮钻头滑动轴承仿生织构化处理有效地改善了滑动轴承润滑性能。可见,合适的织构尺寸能进一步提高滑动轴承处于流体润滑的适用工况范围,提高牙轮钻头的使用寿命。     

混合弹流润滑系统的建模与摩擦学特性研究

为了研究粗糙表面微凸体对混合弹流润滑区摩擦学特性的影响,建立了考虑粗糙表面微凸体的弹流润滑数学模型,可呈现粗糙表面的局部接触状态。通过生成虚拟粗糙表面,分别利用K-E弹塑性接触模型和平均流量雷诺方程计算微凸体接触压力与流体动压力,并且利用快速傅里叶变换技术计算基体的弹性变形量;通过绘制润滑系统的Stribeck曲线,研究了虚拟微凸体、名义载荷、综合粗糙度和微凸体曲率半径对弹流润滑摩擦学特性的影响。结果表明:微凸体的接触压力产生基体弹性变形,使膜厚增加,导致流体动压力减小,微凸体承载比和摩擦因数增大;名义载荷增加导致低速时摩擦因数变小,润滑状态在更低速条件下从边界润滑过渡到混合润滑;综合粗糙度的减小会使Stribeck曲线向左移动;微凸体曲率半径的增大仅使润滑状态加快从边界润滑过渡到混合润滑,然而对从混合区域过渡到弹流区域几乎没有影响。     

Psychometric Properties of Geometrical Texture Features for Tactile Roughness Sensation of Fabric Surfaces

The lack of understanding of the psychometric properties on the basic texture features forming tactile texture sense hinders the development of haptic rendering technology of textiles. The differential threshold and Weber fraction were investigated for a deep understanding of how surface texture features of fabrics affect the perceived roughness sensation by the constant stimulus method and the paired comparison method. The results showed that the differential threshold for the mean deviation of surface profile was0. 86 μm,and that the differential threshold of texture spatial period(TSP) was 2. 48 mm. And also,the difference thresholds and Weber fraction were affected by the reference stimulus intensity. As there is a significant interaction between four extracted texture feature indexes,any of the indexes alone cannot represent roughness sensation of fabrics.     

微结构壁面降膜波动的统计特性

采用非接触测量法,考察了以水为实验体系,中等雷诺数Re为30～200,卡比萨数K_a=6.23×10¹⁰,刻有竖条纹和菱形条纹微结构壁面上液膜的波动统计特性,如平均液膜厚度、标准方差、波动振幅量纲一液膜衬底厚度、波动频率等,并与光滑不锈钢板上液膜特性进行比较,结果表明:即使在微结构壁面,液膜波动同样存在光滑进口区,微结构壁面上液膜的平均液膜厚度、波动振幅和波动频率均大于光滑不锈钢板,微结构壁面和光滑不锈钢板上液膜波动性的演变趋势沿流动方向及随Re变化均基本一致。     

不同分子量PDMS与铕形成配合物的光谱特性研究

Eu3 与不同分子量的聚二甲基硅氧烷(PDMS)形成的配合物PDMS-Eu(Ⅲ)受紫外光激发后,激发的PDMS将吸收的能量传递给Eu(Ⅲ),使Eu(Ⅲ)受到激发,因而使其在可见光区的发射荧光峰增强.由于PDMS-Eu(Ⅲ)中不同分子量的PDMS的构象不同,受光激发后的能量也不同,因此,含不同分子量PDMS配体的PDMS-Eu(Ⅲ)从PDMS到Eu(Ⅲ)的能量传递效率也不同,使Eu(Ⅲ)在可见光区的发射荧光峰峰强也不同.当PDMS的分子量为30 000时,PDMS-Eu(Ⅲ)的能量传递效率最高,可达48.2%,因而Eu(Ⅲ)在可见光区的发射荧光峰峰强最强.     

覆盖度对S原子在不同过渡金属表面吸附性质影响

采用第一性原理方法对不同覆盖度下S原子在Co(0001)表面吸附能、吸附引起体系表面功函和电子态密度分布变化进行计算并与S/Pd(111)等体系结果进行对比.结果表明:在Co(0001)表面S原子吸附能值随覆盖度增加而降低,在覆盖度1.0 ML时形成S2吸附结构;S原子吸附后体系功函变化和电子态密度分布变化与S/Pd(...     

聚二甲基硅氧烷/碳酸钙复合体系流变性能研究

研究了聚二甲基硅氧烷(PDMS)/碳酸钙(CaCO3)复合体系的流变行为.用平板流变仪测得修饰后的碳酸钙复合体系的动态特性发现,随碳酸钙加入量的增加,复合体系的弹性随频率的增大而减小;低频下阻尼系数值明显降低,高频下阻尼系数值基本不变;阻尼系数随频率的增加,变化幅度减小;定频率下的储存模量和损耗模量都随温度的升高而下降.同时在对含量为20%修饰后的碳酸钙复合体系定频下振幅扫描后,没有发现Payne效应的存在.从而表明,修饰后的粒子之间的作用力不大.     

不平整激励下机场道面和公路路面平整度评价综合分析

针对目前我国机场道面平整度评价主要沿用高速公路标准体系,提出一种机场道面和公路路面平整度评价的建模与分析方法.建立飞机和汽车动力学模型,选取飞机和汽车竖向加速度响应作为评价指标,提出基于Matlab/Simulink模块仿真分析的流程.以代表机型和车型作为试验对象,在不平整铺面激励下考查竖向加速度响应的差异;并解析运行速度、组成构造、前后轮距、质量分配系数、振动元件、质量和转动惯量等因素对飞机和汽车动力学响应差异的影响程度.最后,根据波音公司疲劳标准,反算机场道面国际平整度指数(IRI)与3m直尺下最大间隙的标准值,提取机场道面管理的重要的决策参数.     

不平整激励下机场道面和公路路面

针对目前我国机场道面平整度评价主要沿用高速公路标准体系,提出一种机场道面和公路路面平整度评价的建模与分析方法.建立飞机和汽车动力学模型,选取飞机和汽车竖向加速度响应作为评价指标,提出基于Matlab/Simulink模块仿真分析的流程.以代表机型和车型作为试验对象,在不平整铺面激励下考查竖向加速度响应的差异;并解析运行速度、组成构造、前后轮距、质量分配系数、振动元件、质量和转动惯量等因素对飞机和汽车动力学响应差异的影响程度.最后,根据波音公司疲劳标准,反算机场道面国际平整度指数(IRI)与3 m直尺下最大间隙的标准值,提取机场道面管理的重要的决策参数.     

聚苯乙烯/聚二甲基硅氧烷接枝共聚物的合成及性能

通过苯乙烯与聚二甲基硅氧烷大单体进行自由基本体聚合反应,合成了不同有机硅含量的聚二甲基硅氧烷接枝聚苯乙烯共聚物,通过红外、核磁、凝胶色谱、动态力学分析、热失重、透射电镜等一系列分析手段表征了该接枝共聚物。对接枝共聚物的力学性能进行测试,结果表明：共聚物的冲击强度和断裂延伸率随有机硅含量的增加而提高,热稳定性也较聚苯乙烯有一定程度的提高。