旋转激励振动载荷对平面摩擦副的影响实验

振动可以减小摩擦,利用自制的旋转激励环境下摩擦力测试实验装置研究了旋转激励振动载荷的幅值和频率对不同材料平面摩擦副摩擦力的影响。实验表明:旋转激励振动载荷降低了平面摩擦副的摩擦系数。相同激振频率下,随着名义振幅的增大,摩擦系数不断减小,且二者呈现近似线性关系。相同名义振幅条件下,Q235A-Q235A平面摩擦副摩擦系数减小率最大,Q235A-花岗岩平面摩擦副摩擦系数减小率次之,Q235A-400目砂纸平面摩擦副摩擦系数减小率最小。相同名义振幅下,随着激振频率的增大,摩擦系数亦呈现减小的趋势;在激振频率为15 Hz以前,摩擦系数减小速率较快,当激振频率超过15Hz后,摩擦系数减小速率变慢。     

基于Hertz-Mindlin接触模型的摩擦界面颗粒剪切膨胀特性研究

为了研究颗粒流在平行板之间的剪切膨胀特性,文章针对平行板颗粒流的理想状态,利用离散元法(discrete element method,DEM)建立了颗粒物质剪切流的二维数值Hertz-Mindlin接触模型,并分别从驱动面摩擦因数和剪切膨胀个数出发,通过改变颗粒的内外参数变化来探究颗粒流的剪切膨胀特性。结果表明:载荷增大则驱动面摩擦因数减小,速度增大则驱动面摩擦因数增大;随着载荷的增加,剪切膨胀个数先增大后减少,即剪切膨胀出现的可能性降低并最终消失;而随着速度的增大,剪切膨胀个数呈先增大后趋于稳定的趋势;颗粒层数的增加使得剪切膨胀个数不断增加,而随着颗粒粒径的减小,剪切膨胀个数呈现递减趋势。     

数控机床进给系统的摩擦力特性

基于FANUC数控系统FOCAS函数集提出了实现进给系统伺服电机的力矩电流和工作台位置实时采集的方法.利用三次样条函数,给出了力矩电流和工作台位置离散数据连续化的处理方法,进而提出了进给系统摩擦力辨识算法.利用试验结果,分析了进给系统摩擦力的均值特性和频谱特性,结果表明:由于丝杠螺母副与两端轴承不同轴,其摩擦力局部均值呈现悬链形式,其总体均值在低速进给时较大,随进给速度增加迅速下降;当进给速度达到一定值后,随进给速度增大,摩擦力略有增加.在进给系统工作过程中,滚动体在丝杠滚道内的周期运动、丝杠波纹度、滚动体进出丝杠螺母副及导轨滑块内循环轨道将激励起摩擦力对应的基频和倍频波动.     

游离磨粒研磨过程三体界面的摩擦学特性测试和分析

为研究研磨加工中第三体对摩擦界面作用过程的影响,探索颗粒物质性质在该过程中的体现,文章研制了能够实现不同工况下摩擦界面间摩擦力的实时准确测量的小型面接触摩擦测试系统。选择不同粒径氧化铝粉末配制研磨液,在不同载荷和研磨液质量分数时进行试验。结果表明：磨粒粒径、载荷和研磨液质量分数对摩擦界面的摩擦特性有较大影响,摩擦界面间的摩擦力随着磨粒粒径的变大或加载载荷的增大而变大。对于研磨液,质量分数最小时测得的摩擦力最大,而质量分数为10％和20％时,测得的摩擦力变小并且相差不大,说明了摩擦界面间的颗粒可能起到了润滑作用。     

颗粒物质表面摩擦性质研究

颗粒物质的摩擦性质与普通的固态物质有很大的区别.通过两颗粒层表面间的相互摩擦实验发现:(1)表面粘有固定颗粒的滑块与离散颗粒层表面发生相对运动时,最大静摩擦力随颗粒层中颗粒尺寸的增大而减小;(2)滑块受到的滑动摩擦力与颗粒层数有关,颗粒层数小于三层时,滑块受到的滑动摩擦力随颗粒层数增加而增加,当颗粒层数大于等于三层时,滑块受到的滑动摩擦力不再增加.通过拟合得到最大摩擦力F与尺寸R满足F=A Bexp(-R/C)关系.     

PEEK复合材料摩擦副的摩擦磨损分析

分析了PEEK复合材料的摩擦磨损机理,并作为自润滑材料运用于无油十字滑块压缩机的滑块-滑道摩擦副中.对影响滑块-滑道摩擦副寿命的诸多因素如滑动速度、工作载荷,表面工作温度等进行了分析,从而在设计中时这些参数进行合理而正确的选取.实验研究表明,PEEK复合材料作为自润滑材料用于滑块-滑道摩擦副是可行的.     

分子动力学在纳米摩擦学中的应用研究

应用分子动力学方法模拟铜针尖原子在其基体上的摩擦过程。针尖原子的受力和以下参数有关：温度、接触面积、滑动速度、随着温度的升高，摩擦力增大；接触面积增大，摩擦力增大；针尖为软针尖、滑动速度小于一定范围时，随着速度的增大，摩擦力逐渐增大，当超过该范围时，随着滑动速度的增大，摩擦力反而减小。     

铜基粉末冶金摩擦材料的湿式摩擦性能

采用粉末冶金方法制备铜基湿式摩擦材料,利用金相技术分析材料表面的微观结构,并用MM-1000摩擦试验机研究制动条件对动摩擦因数影响的变化规律。研究结果表明：添加短切炭纤维增强的材料能有效提高材料的能量许用负荷和摩擦因数;摩擦副的制动速度为1500r／min和2500r／min时,摩擦因数随制动压力的增加而减小;摩擦副的制动速度为3500r／min时,摩擦因数随制动压力的增大呈现先降低而后增大的趋势;当制动压力为1．0MPa和1．5MPa时,摩擦因数随制动速度的提高而缓慢减小;当制动压力为2．0MPa和2．5MPa时,摩擦因数随制动速度的增加呈现先减小而后急剧增大的趋势。     

密集颗粒体-机械表面摩擦测试仪研究

文章研制了密集颗粒体与机械表面摩擦作用测试仪,用以模拟楔形滑块摩擦副中,工件表面与颗粒介质的摩擦作用。摩擦测试仪用步进电机控制平移台做直线运动,使表面试件与颗粒体发生摩擦运动,通过扭矩传感器和拉压力传感器分别测出试件受到的剪切阻力与法向支撑力,信号经放大滤波,实时显示并记录下来。摩擦测试仪能实现不同速度、迎角、表面造型、颗粒粒径等条件下,试件受力的精确测量。经过标定与分析,测试仪具有高灵敏度、高线性度、低迟滞误差、操作便捷等特点。     

基于乳化液的ZCuPb20Sn5和ZL108摩擦磨损特性研究

为了考察ZCuPb20Sn5和ZL108在乳化液润滑条件下的摩擦磨损性能,在MMW -1摩擦磨损试验机上对两种材料进行了销盘摩擦副和止推圈摩擦副的试验研究,得出了在不同载荷和转速下,两种材料的磨损量、磨损率、摩擦力及摩擦系数等实验结果,采用MATLAB三次样条拟合工具分别得出了摩擦系数和磨损率与载荷和速度之间的关系曲线...     

液固二相流润滑下活塞环/缸套摩擦特性研究

文章基于Reynolds方程及颗粒承载模型,引入颗粒直径及浓度等参数,建立一种分析液固二相润滑下活塞环/缸套摩擦副润滑状态的模型,分析了不同颗粒直径和浓度对承载、油膜厚度及摩擦力的影响。当粒径小于最小油膜厚度时,液固二相流体的粘度、膜厚及摩擦力增加;粒径大于膜厚时,颗粒由于承载使油膜压力减小,经粘压效应,降低了二相流体的粘度、膜厚及摩擦力。     

船用柴油机十字头滑块摩擦动力学影响因素分析

针对船用低速柴油机的十字头滑块-导板摩擦副,基于所建立的摩擦动力学模型和数值求解方法,分析滑块-导板配合间隙、润滑面积、滑块型线、曲轴偏置和十字头销偏置对十字头滑块摩擦动力学特性的影响.研究结果表明:增大滑块-导板的间隙可以有效减小摩擦损失,但同时也会显著增加滑块的最大敲击能,从而加剧发动机的振动和噪声.曲轴向主推力侧偏置可以降低滑块的摩擦损失和发火上止点后的侧向力,同时最大敲击能也有所降低.十字头销向主推力侧偏置则使滑块的摩擦损失增大,发火上止点后的侧向力也有所上升.     

OTS/MPS复合自组装分子膜的摩擦特性分析

采用自组装技术制备了OT纠MPS和MPS／OTS复合自组装分子膜，在原子力／摩擦力显微镜上对薄膜的摩擦特性进行了测试．结果表明，OTS／MPS复合自组装分子膜的摩擦力随着载荷和滑动速度的增加而基本保持不变；MPS／OTS复合自组装分子膜的摩擦力随着载荷的增加而保持不变，随着滑动速度的增大而增大．OTS／MPS复合自组装分子膜既保持了一定的键合强度，又增加了自组装分子的流动性，使摩擦力显著降低。     

直线运动滚动导轨副的法向接触力学模型

借助赫兹点接触形成椭圆接触区域的计算机制,考虑外加法向工作总载荷和法向预紧力,构建了直线运动滚动导轨副的运动结合部法向接触力学模型;采用第一类与第二类完全椭圆积分解算了椭圆离心率。给出一个滚珠斜向下压缩力与外加法向工作总载荷的隐函数方程,并重点推出了单个滚珠法向压缩量、滚珠法向接触刚度、滑块总压缩量、滑块整体法向接触刚度的解析解。数值仿真结果表明:单个滚珠的压缩量随着沟道曲率半径系数的增加而增加;滚珠的法向接触刚度随着单个滚珠压缩量的增大而向上凸弧式增大,但随着沟道曲率半径系数的增大而减小;滑块的总压缩量随着外加法向工作总载荷或沟道曲率半径系数的增大而增大,但随着预紧力、每列滚珠总数或接触角的增加而减小;当外加法向工作总载荷远远小于最大外加法向工作总载荷时,可视滑块整体法向接触刚度为常值;当外加法向工作总载荷接近最大外加法向工作总载荷时,外加法向工作总载荷对滑块整体法向接触刚度有显著影响,滑块整体法向接触刚度随着外加法向工作总载荷的增加而迅速减小;滑块整体法向接触刚度随着预紧力、每列滚珠总数或接触角的增加而提升,但随着外加法向工作总载荷或沟道曲率半径系数的增加而减小。结合部法向接触力学模型的建立将有助于分析直线运动滚动导轨副运动接触表面间的实际接触状态。     

均分散二氧化硅微球生长速度与粒径的相关性

分散体系形成过程中，颗粒生长速度与颗粒尺寸的关系是决定分散体系颗粒大小分布的十分重要的因素。本文利用均分散体系颗粒大小均一这一重要特征，提出了适用于确定均分散体系颗粒生长速度与颗粒尺寸相关性的方法，并研究了二氧化硅微球的生长速度与其粒径的关系。研究表明，二氧化硅微球的生长速度与其粒径无关，符合表面反应控制生长机理。     

纳米尺度下对黏滑现象的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟的方法研究了硅针尖在金刚石基底滑动的黏滑现象,讨论了纳米尺度下温度、滑动速度、载荷等因素对黏滑摩擦的影响.模拟结果表明,在纳米尺度下,原子排列规则的两固体间的滑动摩擦力呈现出周期性的锯齿型变化.摩擦力曲线的波动周期取决于滑动过程中基体沿滑动方向的晶格常数,同时受接触面原子排列结构变化的影响.在较低温度范围内,滑动摩擦力随温度的升高近似呈线性减小,对滑动摩擦力的波动周期和振幅影响不大.在一定速度范围内,滑动摩擦力主要受黏着作用的影响,滑动摩擦力的大小随速度的增大近似呈线性增大.在一定载荷范围内,滑动摩擦力随载荷的增大近似呈线性增大,振动周期变大.     

均分散二氧化硅微球生长速度与粒径的相关性

分散体系形成过程中，颗粒长生速度与颗粒尺寸的关系是决定分散系颗粒大小分布的十分重要的因素，本文利用均分散体系颗粒大小均一这一重要特征，提出了适用于确定均分散体系颗粒生长速度与颗粒尺寸相关性的方法，并研究了二氧化硅微球的生长速度与其粒径的关系，研究表明，二氧化硅微球的生长速度与其粒径无关，符合表面反应控制生长机理。     

录音带的表面形貌和微摩擦特性研究

利用原子力／摩擦力显微镜研究了进口Ｓｏｎｙ，ＴＤＫ和较Ｎａｔｕｒｅ，Ｔｏｐ，ＺＺＺ录音带的表面开貌及纳米级载荷下的微摩擦性能。实验结果表明：３种国产带的粗糙度和粒度与进口Ｓｏｎｙ和ＴＤＫ带相当；Ｓｏｎｙ带的微摩擦力大于同样载荷下Ｎａｔｕｒｅ带，且其摩擦系数也略大于Ｎａｔｕｒｅ带。微摩擦力与表面形貌斜率间有较好的对应关系；摩擦力随载荷、表面形貌斜率及表面粘着力的增加而增大。     

湿式离合器接合特性仿真与分析

为了研究湿式离合器的接合特性,考虑摩擦副表面温度、相对速度、粗糙度以及载荷对摩擦系数的共同影响,基于流体动力润滑理论、粗糙表面弹性接触理论、吸附热理论以及传热学理论建立了湿式离合器接合过程数学模型。分别讨论了接合压力、摩擦副表面粗糙度、摩擦材料渗透性对接合过程中油膜厚度、相对角速度以及传递转矩的影响规律。结果表明：增大接合压力,转矩响应、相对角速度减小速度以及油膜厚度减小速度都会加快,接合时间缩短,最小油膜厚度减小;减小摩擦副表面粗糙度,转矩响应减慢,但相对角速度减小速度和油膜厚度减小速度都会加快,接合时间缩短,最小油膜厚度减小;增大摩擦材料渗透性,转矩响应和相对角速度减小速度以及油膜厚度减小速度都会加快,接合时间缩短,但最小油膜厚度变化较小。     

粒度对吸附影响的量子化学研究

以CO在纳米金刚石表面的吸附为体系,以球形原子簇模拟球形纳米颗粒,用量子化学方法(AM1)研究了吸附剂粒度对吸附影响的规律。结果表明:纳米金刚石的粒径对CO在其表面的吸附影响很大;吸附能的绝对值随粒径的增大而减小,且随着粒径的增大吸附能绝对值减小的趋势逐渐趋于平缓,当粒径很大时,吸附能的绝对值趋于零;吸附能绝对值的对数与粒径成线形关系。这些结论与热力学分析和实验结果相一致,进而说明用量子化学方法来预测和分析纳米粒子的吸附是可行的。