2003年23卷5期

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MOSi2及其复合材料摩擦学性能研究
2003, 23(5):361-366.
[摘要](1017) [PDF 327KB](1526)
摘要:
通过热压烧结制备了MoSi2及3种MoSi2基复合材料,考察了其相组成和结构,测定了其硬度和断裂韧性,评价了其摩擦磨损行为,并探讨了力学性能、摩擦界面特性和偶件材料特性等对MoSi2及其复合材料摩擦学行为的影响.结果表明:MoSi2同GCrl5钢和WC-Co硬质合金配副时表现出较高的摩擦系数,其磨损强烈依赖于偶件材料特性;第二相的引入对MoSi2的磨损行为具有显著影响,其中SiC第二相可以改善MoSi2的摩擦磨损性能;摩擦界面特性和偶件材料特性则对MoSi2及其复合材料的摩擦磨损性能具有决定性影响.

氮化钛沉积膜的摩擦性能研究
2003, 23(5):367-370.
[摘要](985) [PDF 292KB](1658)
摘要:
采用等离子电弧沉积法在9Crl8钢表面制备了厚约0.5μm的TiN薄膜,通过显微硬度测试以及纳米压痕和纳米划痕试验,对比考察了9Crl8钢及其表面T|N薄膜的机械和摩擦性能.结果表明,9Crl8钢及其表面T.N沉积膜的纳米硬度分别为8GPa和38GPa,弹性模量分别为250GPa和580GPa,9Crl8、TiN和有机薄膜的摩擦系数分别为0.40、0.12和0.10;TiN沉积膜可显著提高基体钢的承载和耐磨能力.

Ti6A14V表面微弧氧化陶瓷涂层的结构和摩擦学特性
2003, 23(5):371-375.
[摘要](1061) [PDF 349KB](1290)
摘要:
采用交流微弧氧化法,在Na2SiO3-(NaPO3)6-Na3MoO4溶液中制备了Ti6A14V表面氧化物陶瓷涂层,用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和球-盘摩擦磨损试验机研究了涂层的结构、形貌及摩擦学性能,用纳米压痕仪测定了涂层致密层的硬度,用扫描电子显微镜观察涂层磨损表面形貌,用能谱仪分析涂层磨屑的元素组成.结果表明:厚约20pm的涂层致密均匀,主要由锐钛矿和金红石相氧化钛组成;涂层致密层的硬度约为13.5GPa;在0.5N低载荷和摩擦循环次数小于2000次条件下,涂层同GCrl5钢对摩时的摩擦系数仅为0.18~0.20,较基底Ti6A14V与其对摩的摩擦系数低得多.摩擦过程中较软的GCr15钢球材料向涂层表面转移,涂层的磨损机制主要是轻微磨粒磨损与粘着磨损.

Fe3Al/A12O3梯度复合涂层的摩擦磨损性能
2003, 23(5):376-379.
[摘要](1135) [PDF 303KB](1568)
摘要:
利用等离子喷技术在钢表面制备了Fe3Al/Al2O3梯度涂层以及Fe3Al-Al2O3双层涂层和Fe3Al—Fe3Al/50%Al2O3-Al2O3三层涂层,采用MRH-3型环一块摩擦磨损试验机对比考察了涂层摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌.结果表明,梯度涂层成分沿涂层厚度方向存在差异,相应的耐磨性能和磨损机制亦有所不同,梯度涂层的主要磨损机制包括颗粒脱落、裂纹萌生与扩展、微区脆裂层状脱落、塑性变形和粘着损伤等.

锡青铜网增强锡青铜基自润滑复合材料的机械和摩擦学性能研究
2003, 23(5):380-384.
[摘要](1025) [PDF 270KB](1590)
摘要:
采用粉末冶金工艺制备了锡青铜网增强的锡青铜基自润滑复合材料,考察了锡青铜网对复合材料机械性能和摩擦学性能的影响.研究表明:锡青铜网对研制材料的增强作用主要是由于锡青铜网与基体界面相容性良好,热膨胀系数相近,界面结合强度高,从而减少了增强体与基体之间的裂纹或空隙,且网状金属丝间的筋结与支撑提高了材料的断裂能所致;加入一定量的金属网片提高了材料的耐磨性,但金属网片含量过高会导致转移膜的破坏,从而增大摩擦系数,降低复合材料的强度和耐磨性能.

填充聚醚醚酮复合材料在水润滑下的摩擦学特性研究
2003, 23(5):385-389.
[摘要](1006) [PDF 365KB](1413)
摘要:
研究了水润滑下炭纤维、石墨及聚四氟乙烯填充聚醚醚酮复合材料与不锈钢对摩时的摩擦磨损性能,利用扫描电子显微镜观察分析了磨损表面和磨屑形貌,利用X射线能量色散谱仪分析了磨损表面的元素组成.结果表明:炭纤维含量对摩擦副的摩擦系数影响不大,磨损率随着炭纤维含量的增加而减小;随着载荷增大,摩擦系数先降低而后升高,当载荷较小时,填充聚醚醚酮复合材料的磨损率随载荷增大而缓慢增加,当载荷超过一定值后,磨损率急剧增加;填充聚醚醚酮复合材料在较低载荷下主要呈现疲劳磨损特征,在较高载荷下主要呈现微切削特征.

氟代二酮的摩擦学特性及抗磨机理研究
2003, 23(5):390-393.
[摘要](953) [PDF 215KB](1568)
摘要:
采用Optimal SRV型微动摩擦磨损试验机评价了氟代二酮作为润滑油及其添加剂的摩擦学性能,并通过钢盘磨损表面的X射线光电子能谱和扫描电子显微镜分析探讨了氟代二酮的减摩抗磨作用机理.结果表明,氟代二酮的摩擦学性能受其化学结构和试验载荷的影响;烷基芳基二酮的抗磨效果最好;摩擦过程中氟代二酮在摩擦副表面发生了摩擦化学反应,形成了由化学反应膜和吸附膜构成的边界润滑膜,从而起到减摩抗磨作用.

环烷酸稀土化合物的摩擦学性能研究
2003, 23(5):394-397.
[摘要](912) [PDF 275KB](1480)
摘要:
用四球摩擦磨损试验机考察了环烷酸稀土化合物在26#白油中的摩擦学性能,探讨了其同硫系、磷系添加剂的复配作用,并用Auger电子能谱仪和X射线光电子能谱仪研究了钢球磨斑表面边界膜的化学组成和元素分布.结果表明:在边界润滑条件下,环烷酸稀土化合物作为润滑油添加剂具有良好的抗磨性能和承载能力,并具有一定的减摩能力;环烷酸稀土与硫系添加剂复配后极压性能大幅度提高,而与磷系添加剂无协同作用.稀土添加剂在摩擦表面形成富稀土边界膜是该添加剂具有优异摩擦学性能的主要原因.

分子沉积膜纳米压痕过程的分子动力学模拟
2003, 23(5):398-401.
[摘要](991) [PDF 275KB](1250)
摘要:
在利用联合原子模型并考虑静电力作用的基础上,采用分子动力学模拟方法研究了金探针作用下分子沉积膜的纳米压痕过程,并对其纳米力学行为进行了理论分析.结果表明,分子沉积膜在探针压下过程中出现了明显的接触跳跃现象,探针下面的膜的分子倾角和法向载荷呈现出相同的滞后趋势,这可能是探针和分子沉积膜之间粘着力作用的结果.

计算机磁头/磁盘超薄气膜润滑压强的算子分裂算法
2003, 23(5):402-405.
[摘要](1093) [PDF 306KB](1439)
摘要:
以任意拉森数的超薄气体润滑方程为基础,采用算子分裂法和非结构三角网格的有限元法计算Ω型磁头的空气轴承气垫面(ABS)气膜压强分布、气浮力和纵倾力矩;在分析比较流量系数的各种算法的基础上,确定采用多项式拟合数据库计算流量系数.计算结果表明:采用算子分裂法可以有效克服在高轴承数时的数值不稳定性,消除数值振荡;在小轴承数时,气浮力随轴承数增加而增大,当轴承数增大到某一数值后,气浮力趋近某一稳定值,此时气膜压强分布与磁头造型基本一致;气膜的纵倾力矩在轴承数的某一临界值附近出现最大值.

基于表面凹陷现象的非牛顿热弹流润滑分析
2003, 23(5):406-410.
[摘要](816) [PDF 247KB](982)
摘要:
求出了非牛顿流体点接触热弹流润滑问题的完全数值解,并对玻璃一钢点接触的表面凹陷现象进行了理论及实验分析,结果表明:牛顿流体模型过高地估计了温度-粘度楔效应,而Ree-Eyring非牛顿流体模型能更好地解释温度-粘度楔效应.

同心旋转圆柱间强弹性流的非线性稳定性分析
2003, 23(5):411-415.
[摘要](1198) [PDF 234KB](1362)
摘要:
基于Oldroyd-B型粘弹性流体模型,采用同心旋转圆柱间非线性动力系统分析了流体的弹性对轴对称Taylor涡稳定性的影响.分析结果表明,对于弱弹性流体,Taylor涡出现时,系统存在超临界分岔;而对于强弹性流体则出现亚临界分岔.在小间隙大扰动条件下,采用有限差分法分析了非线性效应对系统稳定性的影响.数值计算结果表明,随着流动速度的增加,润滑油膜的失稳结构与流体的弹性有关,对于弱弹性流,流体以同宿轨道分岔失稳;强弹性流则出现倍周期分岔,直至发生混沌,流场最终发展为湍流.

单节流孔静压球面气体轴承动态特性的有限元分析
2003, 23(5):416-420.
[摘要](1331) [PDF 314KB](1483)
摘要:
采用分布参数和小参数摄动方法简化动态雷诺润滑方程,推导了用于计算小孔节流方式的单节流孔静压球面气体轴承气膜动态特性的一系列计算公式,并通过动态压力分布方程的有限元求解得到了气膜的动态刚度、动态阻尼曲线以及轴承的稳定工作范围图谱,进而给出了静压气体轴承的稳定性判据.结果表明,小孔节流方式静压气体轴承的稳定性主要取决于节流气腔的容积、供气压力和承载质量.

润滑对球轴承振动特性的影响
2003, 23(5):421-425.
[摘要](1008) [PDF 245KB](1902)
摘要:
采用专门设计制作的试验轴承和微机数字式振动测量分析系统,研究了润滑对中心轴向载荷作用下深沟球轴承振动和噪声的幅值及频率特性的影响.结果表明:充分润滑能够有效地降低轴承的振动和噪声水平;润滑不充分或润滑剂不清洁可使振动和噪声加剧,诱发接触谐振和啸声,并使接触表面产生轻微损伤;无润滑时轴承振动急剧增高,并造成磨损失效;同时,润滑油膜的“刚化效应”使轴承弹性接触振动的固有频率提高.

粗糙磨损表面特征的双谱分析
2003, 23(5):426-430.
[摘要](1169) [PDF 294KB](1357)
摘要:
采用双谱分析技术,结合表面粗糙度偏斜度评定参数的定义,给出了偏斜度函数的双谱表达式;在对工程粗糙表面的偏斜度进行理论研究的基础上,分析了精密车削和磨削加工试件磨损前后表面高度分布的偏斜度.结果表明,可以用双谱和偏斜度函数对粗糙磨损表面非对称高度分布进行直观和便捷的评价.

基于神经网络的多种油样分析技术融合诊断
2003, 23(5):431-434.
[摘要](1137) [PDF 220KB](1452)
摘要:
针对4种最常用的油样分析技术(铁谱、光谱、颗粒计数及理化指标分析)的信息融合问题,依据基于规则的专家系统方法,建立了各油样分析技术的子专家诊断系统;依据专家经验建立各子专家系统的诊断结果与故障论域中各故障模式的关系,得到了用于神经网络学习的训练样本.在此基础上,通过对神经网络进行训练,并将待分析油样的各子专家系统诊断结论输入训练成功的网络,即得到融合诊断结果.实例分析表明所建立的分析方法便捷有效.

导弹发射装置滑轨表面MoS2干膜防护高温高速两相燃气流应用研究
2003, 23(5):435-440.
[摘要](1170) [PDF 238KB](1934)
摘要:
选用多种MoS2干膜润滑材料,对滑轨式武器发射系统的高能有烟发动机两相燃气流高温烧蚀、熔融残渣的高速热冲蚀以及粘渣-烧蚀耦合破坏作用进行有效的润滑和防护试验,分析了烧粘现象和残渣组成,采用发动机试车台模拟试验及国军标环境条件试验评估了多种MoS2干膜润滑材料的防护特性.结果表明:国产MoS2干膜防护涂层兼有一定的润滑及防腐蚀功能,能显著改善滑轨表面的润滑性能和抑制高温高速燃气流的烧粘-腐蚀破坏作用;滑轨表面烧粘-腐蚀程度与发动机推进剂的铝粉性质及含量(残渣量)直接相关,各种防护涂层的主要破坏形式为烧蚀、热冲蚀以及粘渣破坏,由于残渣含腐蚀物,有必要在烧粘后及时清洗并施行二次防护,其中热固型MoS2干膜的防护性能优于常温固化型MoS2干膜,但由于燃气严重的热冲蚀,还需采用常温快速固化的MoS2干膜进行现场修补.

水煤浆喷嘴热冲蚀磨损机理研究
2003, 23(5):441-444.
[摘要](1009) [PDF 311KB](1496)
摘要:
采用1Crl8Ni9Ti不锈钢、YG8硬质合金和Al2O3/(W,Ti)C陶瓷3种材料制备了水煤浆喷嘴,考察了其在水煤浆雾化和燃烧过程中的热冲蚀磨损机理.结果表明:喷嘴材料的硬度对水煤浆喷嘴的热冲蚀磨损行为具有重要影响;在相同条件下,高硬度的Al2O3/(W,Ti)C陶瓷喷嘴的冲蚀率最低,YG8硬质合金次之,硬度较低的1Crl8Ni9Ti不锈钢喷嘴的冲蚀率最高;在热冲蚀磨损工况下,1Crl8Ni9Ti不锈钢水煤浆喷嘴主要呈现微切削特征,YG8硬质合金水煤浆喷嘴主要呈现晶粒剥落特征,而Al2O3/(W,Ti)C陶瓷水煤浆喷嘴主要呈现研磨损伤和热崩特征.

Cu-Al-Be形状记忆合金湿磨粒磨损性能研究
2003, 23(5):445-447.
[摘要](1074) [PDF 239KB](1418)
摘要:
采用销-盘式二体磨损试验研究了CuAlBe形状记忆合金的湿磨粒磨损行为.结果表明,CuAlBe形状记忆合金的磨损性能不完全取决于材料硬度,具有热弹性马氏体组织的A合金的抗磨性优于高硬度B合金.在湿磨粒磨损条件下,A合金具有β′1 β双相组织,在磨粒的交变应力作用下,由于β相应力诱发马氏体相变、β′1相马氏体变体择优取向并产生形状记忆效应,使应变弹性回复,并钝化裂纹尖端,使得A合金具有优良的抗磨粒磨损性能.

激光淬火和冲击复合强化处理40Cr钢的耐磨性能研究
2003, 23(5):448-450.
[摘要](1040) [PDF 241KB](2040)
摘要:
对激光淬火40Cr钢强化区域进行激光冲击复合强化处理,并分别同激光淬火和氮化处理40Cr钢对比考察了激光淬火和冲击复合强化处理40Cr钢的表面硬度和耐磨性.结果表明:经激光淬火和冲击复合强化处理的40Cr钢的硬度比激光淬火处理40Cr钢的硬度高11%;同氮化和激光淬火处理40Cr钢相比,复合强化处理40Cr钢的耐磨性分别提高了约4.3倍和1.6倍.

冰雪路面汽车轮胎摩擦特性研究进展
2003, 23(5):451-456.
[摘要](1022) [PDF 351KB](2437)
摘要:
简要总结了中、高模量材料同冰雪之间的摩擦机理及相关理论,系统分析了影响冰雪路面上橡胶块和轮胎摩擦行为的因素;指出在一定工作条件下,轮胎性能和设计参数,包括胎面胶的低温模量、轮胎结构和胎面花纹等是影响轮胎摩擦牵引力的重要因素,其影响程度取决于运行条件;并就轮胎摩擦特性、全天候轮胎研制及轮胎力主动控制等方面的研究方向和热点提出了建议.

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