十二烷基改性硅油的合成及其润滑性能

为了考察分子结构中的聚合度和链节比对十二烷基改性硅油的黏温性能和润滑性能的影响,以含氢硅油(PHMS)和1 十二烯为原料,通过改变PHMS的运动黏度(ν25)、含氢量(w(H)),合成了系列十二烷基改性硅油(CH3)3SiO(CH3C12H25SiO)n((CH3)2SiO)m Si(CH3)3.结果表明,长链烷基硅油中链节比对其性能的影响比聚合度的影响显著,当链节比(n∶m)为0.32、聚合度(m n)≥52时,十二烷基改性硅油具有良好的黏温性能和润滑性能,其黏度指数为410,磨痕直径为0.35 mm.     

内燃机主轴承弹性流体动力润滑计算分析

建立了内燃机主轴承弹性流体动力润滑计算的数学模型和有限元模型.依此模型,对某四缸柴油机的5个主轴承进行了计算,分别算出其在一个工作周期内的油膜压力、油膜厚度、摩擦功耗和轴心轨迹.通过对计算结果的分析表明,第3号主轴承所受到的载荷最小,平均油膜厚度最小,平均油膜压力和摩擦功耗最大.第3号主轴承的润滑状况不佳.应对其进行摩擦学优化设计.     

混合润滑状态下渐开线直齿轮啮合效率分析

针对齿轮通常在混合润滑状态下工作的实际情况,对齿轮啮合面进行受力分析,结合弹流润滑和边界润滑两种摩擦系数,建立了混合润滑状态下的动态摩擦系数数学模型.建立了以瞬时压力角为变量的齿轮滑动摩擦功耗和滚动摩擦功耗数学模型,避免了现有的沿啮合线积分的功耗模型存在原理误差的问题.最后,对提出的混合润滑状态下渐开线直齿轮啮合功耗进行仿真,并与弹流润滑仿真、实验数据进行比较分析,验证了混合润滑状态下渐开线直齿轮摩擦系数模型以及啮合效率模型的可行性.     

考虑局部固体接触的滑动轴承主刚度和主阻尼研究

针对存在局部固体接触的滑动轴承动特性问题,提出了根据分布参数润滑模型的轴承主刚度和主阻尼系数的简化算法。在流固耦合基本润滑方程中,通过引入润滑区与接触区的个数、面积和位置等分布特征参数,得到了滑动轴承分布参数润滑模型。以水润滑轴承为例,减少分布特征参数数目,并采用分解和合成的计算策略,得到了轴承主刚度和主阻尼系数的简化计算式。通过无转速情况下的加载试验,获得了典型载荷范围内轴承的结构静刚度,这与假设承载区圆心角为60°的理论值相差15.5%,并由引入无线传感技术的多因素试验获得了阻尼数据。研究结果表明:该模型及简化算法适用于小膜厚(10μm)轴承进行试验数据分析或设计计算,为部分液膜润滑轴承刚度试验与理论值相差较大(甚至成倍)的问题提供了一条研究思路。     

卷吸速度方向与椭圆短轴成一夹角的弹流润滑渐近网格加密算法

针对数值求解卷吸速度方向与椭圆短轴成一夹角的重载薄膜弹流润滑问题,提出将渐进网格加密(progressive mesh densification,PMD)算法的思想应用于此类问题的求解,建立了此类问题雷诺方程的离散差分格式,运用快速傅里叶变换算法计算点接触弹性变形,采用PMD网格跳转方法加速迭代收敛,最后得到此类问题的完全数值解和油膜形状分布图,并与前人的实验数据进行了对比分析。结果表明:在重载薄膜润滑条件下,数值求解结果与前人的实验结果相一致;与直接在最终网格上进行迭代相比,文中提出的方法可以在粗糙网格上迅速消除误差,为高密度网格提供更好的初值,从而使计算收敛速度提高1倍以上,证明了PMD算法在求解此类问题时具有良好的收敛性和有效性。     

会仙湿地水体百草枯污染及其固定/转化率

采用微量热法结合高效液相色谱法,研究会仙湿地上覆水、周边居民饮用水百草枯污染状况,同时测定百草枯对湿地底泥微生物代谢活性的影响及对百草枯(0~120μg/g)的固定/转化率。结果表明,居民饮用水尚检测不出百草枯,但湿地上覆水已检出(1~16.8μg/kg);相同实验条件下,微生物热功率生长曲线表现出相似性,均出现第二指数生长期;只有120μg/g(干土)者使微生物生长曲线明显往后推移;外加入的百草枯的转化率为52%~55%(96h),意味着通过淋溶冲刷至流动水体中的量高达40%~50%。研究结果说明,百草枯对会仙湿地区域中哺乳动物和人类的健康可能存在潜在的安全隐患,建议将百草枯纳入附近水质指标检测范围。     

有边界润滑的往复运动摩擦副中的表面膜

为了研究摩擦副中表面膜的形成条件、化学成分和状态等,用接触电阻考察了全配方机油润滑条件下往复运动的缸套/活塞环摩擦副中表面膜的形成过程,并采用Auger电子能谱仪(AES)、X射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)系统研究了表面膜的成分、厚度、化学价态等特性。分析表明缸套试样上表面膜厚约1μm,含有以无定型状态存在的大量碳、氧化物及少量复杂的摩擦化学反应产物。研究表明,接触电阻法可实时监测表面膜的形成过程。     

粘弹性非Newton介质润滑流变特性的频域分析

为了解粘弹性非Newton介质在径向轴承润滑中的效果,定义了差分粘度和剪切频率表示非Newton介质的流变特征。差分粘度的幅频响应特性表明,非Newton介质的粘度变化不仅受润滑材料动态参数的影响,而且与润滑所处的剪切频率有关。基于非Newton介质的普遍Reynolds方程,对非Newton介质的径向轴承润滑进行数值计算,在不同的动态参数和剪切频率范围的影响下,非Newton介质润滑的承载力、摩擦力等并不总是高于或低于Newton介质的润滑结果。这一结果对选择合适的材料参数和工作转速以改善非Newton介质的润滑效果具有指导意义。     

解理云母表面粘着特性的实验

为了解粘着行为的机理,对法向力测量系统进行了改进,利用应变测量和动态应变仪连续采集信号实现对分离力的实时动态测量,理论分辨率达到0.023mN。利用该系统对新鲜解理云母作为接触副的趋近分离实验现象进行了测量,发现新鲜解理云母直接接触时的分离力随着接触次数的增加而减小。在中间层存在水膜时,分离力增加约3倍,这验证了弯月面力对粘着力有显著影响,同时证明系统的动力学特性能够导致突跳现象的发生,且不一定伴随表面的破坏或塑性变形。