2009年29卷4期

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有限元模拟TIN 膜/碳钢基材体系的摩擦磨损试验
杨洪刚, 李曙, 刘阳, 王鹏
2009, 29(4):293-298.
[摘要](1208) [PDF 978KB](1589)
摘要:
对TIN 膜/碳钢基材体系摩擦磨损过程的有限元模拟表明:磨痕边缘的多种应力集中?磨痕内外的张应力?膜/基界面切应力,都将影响体系的摩擦学行为.用销/盘试验验证了有限元模拟结果,根据对膜层中裂纹的萌生?扩展和体系的损伤?破坏情况分析,摩擦磨损过程分为磨合?稳定磨损?膜层失稳?体系失效阶段提出了小载荷摩擦磨损下过软基材的膜/基体系失效机制,即膜层在集中应力和张应力作用下发生裂纹萌生和扩展的脆胜破坏,其中,由于体系变形引起的磨痕边缘应力集中对膜层早期损伤进而导致体系磨损失效具有最重要作用

油酸修饰纳米氟化钙的萃取法制备及其摩擦学性能
王李波, 王晓波, 张明
2009, 29(4):299-305.
[摘要](1421) [PDF 1421KB](2184)
摘要:
采用萃取法制备了油酸修饰的纳米CaF2 ,用X 射线衍射(XRD )对纳米CaF2 粉体样品进行物相分析,同时用透射电子显微镜(TEM )及傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR )进行表面形貌和成分分析,并在四球摩擦磨损试验机上评价了CaF2 :在润滑脂中的摩擦学性能结果表明,制备的纳米CaF2 :粒径在23 nm 左右,油酸以化学吸附的方式吸附在CaF2 纳米核表面;作为添加剂油酸修饰纳米CaF2 在润滑脂中具有良好的抗磨胜能和极压性能,在高载荷时具有良好的减摩性能SEM , EDS 和XPS 分析表明在摩擦过程中形成了由CaF2 ?CaO ?氧化铁和有机添加剂所组成的边界润滑膜,从而使OA -CaF2 :具有良好的摩擦学性能

沥青路面形貌对抗滑性能影响的理论分析
曹平, 严新平, 白秀琴
2009, 29(4):306-310.
[摘要](1066) [PDF 376KB](2008)
摘要:
在分析沥青路面形貌特点和轮胎与路面摩擦力产生机理的基础上,根据汽车轮胎学?豁弹性理论及橡胶摩擦理论,从理论上分析了沥青路面形貌对抗滑性能的影响结果表明:沥青路面宏观构造凸出体的高度和密度,微观构造微凸体的高度?密度和尖锐度对沥青路面抗滑性能具有明显影响沥青路面宏观构造凸出体的高度和密度增大,沥青路面抗滑性能增强;微观构造微凸体高度和密度增加,沥青路面抗滑性能增强具有尖锐微凸体的沥青路面比具有平钝微凸体的沥青路面拥有更好的抗滑性能

TIN / Ti 复合膜与多层膜对Ti811 合金高温摩擦性能及微动疲劳抗力的影响
张晓化, 刘道新, 王小锋, 唐宾
2009, 29(4):311-318.
[摘要](1308) [PDF 1328KB](1834)
摘要:
在Ti811钛合金表面分别利用真空阴极电弧沉积技术和磁控溅射技术制备了TIN / Ti 复合膜,利用磁控溅射技术制备了TIN / Ti多层膜,测试了膜层的剖面成分分布?膜基结合强度?膜层显微硬度和韧性,对比研究了不同结构膜层对钛合金基材摩擦学性能和高温微动疲劳抗力的影响结果表明:TIN / Ti 复合膜和多层膜均有效提高了钛合金表面的硬度和耐磨性能;电弧沉积TIN / Ti 膜层对钛合金高温微动疲劳抗力的改善程度高于磁控溅射TIN / Ti 膜层,原因归于电弧沉积TIN / Ti 膜层强韧性好?结合强度高,且膜层中的钦颗粒有良好的减摩润滑作用;磁控溅射TIN / Ti 多层膜对钛合金高温微动疲劳抗力的改善程度高于磁控溅射TIN / Ti 复合膜层,原因是前者韧性高?减摩润滑作用显著

碳纳米管复合膜的制备及其摩擦学性能
亓永, 程先华
2009, 29(4):319-323.
[摘要](1024) [PDF 602KB](1642)
摘要:
通过混酸对碳纳米管(CNTS)纯化,然后应用稀土溶液对纯化CNTS进行功能化,采用分子自组装技术在羟基化的玻璃基片表面制备了碳纳米管复合膜运用原子力显微镜(AFM )及扫描电子显微镜(SEM )观察了薄膜的表面形貌,使用X 射线光电子能谱仪(XPS)分析了薄膜表面典型元素的化学状态,并采用UMT -ZMT 摩擦试验机评价了薄膜的摩擦磨损性能研究结果表明:通过硅烷偶联剂3 -巯丙基三甲氧基硅烷(MPTS )的磺酸基化学吸附功能,稀土改性后的碳纳米管可以成功组装到氧化后的硅烷化表面当组装碳纳米管复合膜后,基片表面的摩擦系数由无膜时的085 降到了010 ,表明复合膜可以降低基片的摩擦系数,并且在较低载荷下具有较好的耐磨性能,显示了其在微机构表面改性方面良好的应用前景

纳米氧化锆填充 U H MWP E人工髋臼的生物磨损行为研究
王世博, 葛世荣, 刘洪涛, 张德坤, 周权
2009, 29(4):324-328.
[摘要](1512) [PDF 664KB](1826)
摘要:
采用热压工艺制备了超高分子量聚乙烯(UHMWPE ) /纳米氧化错(ZrO2 : )髋臼复合材料,利用UMT 试验机测试复合材料的硬度和剪切冲压性能,利用人工髋关节模拟磨损试验机考察了复合材料在小牛关节液润滑条件下的摩擦磨损性能结果表明,填充ZrO2 :提高UHMWP 复合材料的表面硬度?断裂载荷和断裂功,降低其磨损率ZrO2 / UHMWPE 复合材料的磨粒尺寸随着ZrO2 :含量的增加而升高UHMWP 复合材料耐磨性能与其大变形行为相关,复合材料的磨损率与大变形行为参数断裂载荷和断裂功呈反比线性关系

具有可变均压槽的气体静压推力轴承性能研究
张君安, , 张文豪, 廖波, 刘波
2009, 29(4):329-334.
[摘要](1265) [PDF 816KB](2039)
摘要:
具有可变均压槽的气体静压推力轴承,是作者提出的一种新结构轴承本文建立了这种新结构轴承的性能计算方法,用有限差分法耦合求解气体静压推力轴承的雷诺方程和弹性薄片的变形控制方程,得到轴承的各项性能参数,并通过试验加以对比验证,计算结果与试验具有较好的一致性结果表明该新型气体静压推力轴承的设计方案能够提高轴承的刚度

凹坑表面活塞与缸套挤压润滑油的流固耦合数值模拟
徐涛, 左文杰, 徐天爽, 葛长江
2009, 29(4):335-340.
[摘要](1182) [PDF 765KB](1733)
摘要:
在准油膜润滑条件下,采用Counling Euler Lagrange ( CEL )方法对凹坑表面活塞-缸套挤压润滑油过程进行了流固耦合数值模拟润滑油动力学方程由Euler 坐标系下的Navier -Stokes(N -S )方程来描述,活塞-缸套采用Lagrange 坐标系下的线弹性力学方程来描述罚函数约束方法将Lagrange 结构的物理量传递给润滑油流体单元,实现流体和固体的直接耦合仿真结果表明:CEL 模型较好地追踪了挤压过程中润滑油的自由液面;凹坑表面裙部将润滑油挤压到贮油凹坑中,而光滑裙部只有挤压过程,无法贮存润滑油;随着润滑油的逐渐排出,接触应力逐渐增大,光滑裙部的接触应力增大尤为明显;凹坑中贮存的润滑油承载比稳定在0.3 ,该油膜具有-定的承载能力数值模拟结果和试验数据的变化趋势吻合

高温发汗润滑膜覆盖率预测模型的研究
燕松山, 刘佐民
2009, 29(4):341-345.
[摘要](1459) [PDF 580KB](1350)
摘要:
本文基于高温发汗自润滑材料的特征,建立了其润滑膜的覆盖率模型利用广义W -M 函数产生的粗糙表面,讨论了摩擦表面粗糙度?环境温度及材料参数等因素对发汗润滑膜覆盖率的影响研究表明:通过降低摩擦表面粗糙度?提高基体材料孔隙率,固体润滑剂熔浸深度和环境温度可以增加摩擦表面边界润滑膜覆盖率,改善摩擦副的摩擦学性能研究为高温发汗自润滑材料润滑控制及其摩擦副的设计提供理论依据

基于Hertz 理论圆柱和平面之间的滑动接触分析
冯剑军, 谭援强
2009, 29(4):346-350.
[摘要](1778) [PDF 501KB](3189)
摘要:
当圆柱与平面之间产生摩擦滑动接触时,基于Hertz 理论,推导了平面内应力分量的计算公式,分析了应力的分布,描述了应力分布的特点在接触表面上,存在最大拉应力和最大压应力;最大拉应力出现在拖动边的边缘,而最大压应力发生在导向边的区域因此,如果接触平面因拉或压应力引起失效,首先会出现在接触表面;第一型裂纹的产生及扩展首先会发生在拖动边的边缘剪应力,主剪应力及von-Mi ??等效应力(当摩擦系数较小时)的最大值均会出现在接触体内,存在于导向边.因此,塑性滑移开始首先会发生在接触体内,然后,才扩展到接触表面这些结论为工程应用研究提供了依据

滤波截止频率对粗糙点接触机理影响研究
孟凡明, 王文中, 胡元中, 王惠
2009, 29(4):351-356.
[摘要](1266) [PDF 961KB](2031)
摘要:
使用基于决速傅里叶变换和共扼梯度法的接触程序,分析了滤波截止频率对粗糙点接触机理的影响计算结果表明:粗糙表面形貌数据再处理时使用的滤波器滤波截止频率,对力-接近量关系有着明显的影响;滤波截止频率越小,接触面积越大,接触压力越小;滤波截止频率的改变会导致Von Mises?应力的显著改变,这种改变在接触面上特别明显因此,在实际研究粗糙表面的接触机理时,选择合适的滤波截止频率是非常必要的

真空低温环境下超声马达驱动特性研究― 空载特性
曲建俊, 周宁宁, 丁熠
2009, 29(4):357-361.
[摘要](1276) [PDF 463KB](1703)
摘要:
利用自制的一套真空低温超声马达摩擦驱动特性测试系统,选取了4 种工程塑料作为超声马达转子摩擦材料,测试出超声马达在真空低温环境下的空载转速,研究了真空度?环境温度和摩擦材料等因素对行波超声马达空载特性的影响结果表明,随着真空度的增加,马达的空载转速下降;随着环境温度的降低,马达的空载转速下降比较了所选4 种工程塑料的驱动特性,筛选出一种在真空低温环境下空载特性较好的超声马达转子摩擦材料

化学镀Ni -Cu -P 镀层在3 种腐蚀介质中冲蚀行为的研究
何素珍, 黄新民, 郑华明, 李鹏, 林志平, 单传丽
2009, 29(4):362-367.
[摘要](1208) [PDF 581KB](2044)
摘要:
通过改变冲蚀介质的种类与浓度?冲蚀介质流速?冲蚀时间?冲蚀攻角等,研究了化学镀Ni-Cu -P 合金镀层的耐冲蚀性能结果表明:在(wt%) 2 %的氢氧化钠介质中,化学镀Ni-cu -P 合金镀层耐冲蚀性能最佳;在稀盐酸中冲蚀有以下规律:随着盐酸浓度的增加,冲蚀失重逐渐增加;随着冲蚀速度的增大,试样的冲蚀失重逐渐增加,二者之间符合指数关系,冲蚀失重的变化有-临界液体流速;在攻角为45 ?时冲蚀失重最大相比化学镀Ni -P 镀层,化学镀Ni -Cu -P 镀层具有更好的耐冲蚀性能

干摩擦条件下3Cr13 涂层的加速磨损机理研究
濮春欢, 徐滨士, 王海斗, 朴钟宇
2009, 29(4):368-373.
[摘要](1120) [PDF 946KB](1780)
摘要:
在MM200 摩擦磨损试验机上对高速电弧喷涂3Crl3 涂层在干摩擦条件下的加速磨损机理进行了研究涂层在加速磨损过程中经历了跑合磨损?稳定磨损?剧烈磨损这三个不同的阶段采用扫描电镜?x 射线衍射仪?显微硬度仪和纳米压痕仪对涂层磨损各阶段的截面形貌?残余应力?硬度和纳米力学性能进行了表征结果表明:在加速磨损寿命3个阶段中,涂层的磨损机制和影响残余应力的主导因素是动态变化的,过分的冷作硬化加剧了涂层的失效,涂层磨损寿命长短关键在于稳定磨损时间的长短

非平衡磁控溅射沉积MoS2-Ti 复合薄膜的结构与真空摩擦磨损性能研究
周晖, 桑瑞鹏, 温庆平, 郑军, 张凯锋
2009, 29(4):374-378.
[摘要](1191) [PDF 909KB](1728)
摘要:
采用非平衡磁控溅射法制备Mo S2-Ti 复合薄膜,采用SEM ?XRD 和XRF 对薄膜的结构进行表征,在真空球-盘摩擦试验机上评价试验载荷?转速以及基底材料种类对薄膜真空摩擦磨损性能的影响结果表明:Mo S2 -Ti 复合薄膜表面致密均匀,断面为细柱状结构,呈MoS2 (002 )基面择优取向,薄膜中T ,含量为8wt. % ,S: MO原子比为1.8 在真空度优于5xl0-3,Pa ?室温环境中,当试验载荷从5N 增加至20N 时,薄膜的摩擦系数和耐磨寿命都呈减小趋势,摩擦系数变化符合赫兹接触理论模型;当试验速度从250 r / min 提高至1 000 r / min 时,薄膜的摩擦系数逐渐减小,耐磨寿命变化量较小;不同基体材料上薄膜的摩擦系数平均值均为0.02 , 9Crl8 ?45 “钢和40Cr ,基材上薄膜耐磨寿命区别不大,在20 -25 km 之间,磨损形式为磨粒磨损,30CrMnsi 上薄膜耐磨寿命明显下降,只有10.3km ,磨损形式为黏着磨损,研究结果表明如果基底材料与摩擦对偶间发生黏着磨损,会明显降低其表面沉积薄膜的耐磨寿命

砂轮约束磨粒喷射加工表面的分形及摩擦特性研究
刘枫, 巩亚东, 单玉桥, 蔡光起
2009, 29(4):379-384.
[摘要](1389) [PDF 702KB](1609)
摘要:
对砂轮约束磨粒喷射精密光整加工(Abrasive Jet Precision Finishing , AJF )表面进行分形维数和摩擦磨损特性研究试验在MB1332A 外圆磨床上完成,加工式样为Ra 为0.6 um 左右的45 “钢.加工表面形貌和微观几何参数用MICROMESVRE2 表面轮廓仪测量;应用分形维数和功率谱密度函数评价磨削加工和光整加工表面的微观形貌特征;利用MG -2000 型销盘式高速高温摩擦磨损试验机研究表面形貌和分形维数对摩擦系数和磨损性能的影响试验结果表明:磨粒喷射精密光整加工使工件表面高度特性参数大幅度降低,轮廓波动平均间距减小,波纹细密性提高随着加工循环的增加,Ra值由0.6 um 下降到0.2um 左右.光整加工表面摩擦系数和磨损量与磨削加工表面相比明显降低,摩擦磨损试验结果和分形维数变化相吻合

汽车制动噪声的研究
刘伯威, 杨阳, 熊翔
2009, 29(4):385.
[摘要](1191) [PDF 415KB](2623)
摘要:
近年来,随着人们环保意识的增强,汽车制动产生的噪声污染备受关注本文分析了汽车制动噪声产生的特点,并从实验和理论两方面系统回顾了制动噪声的研究工作,重点对各种制动噪声的机理进行了分析和评述最后,指出目前制动噪声研究工作的不足,并对未来的研究工作提出了一些展望和建议

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