2010年30卷6期

显示方式:          |     

激光多孔端面气体非接触机械密封稳定性分析
白少先, 彭旭东, 孟祥铠
2010, 30(6):521-526.
[摘要](1613) [PDF 3565KB](1595)
摘要:
基于气体润滑理论,采用与螺旋槽端面密封的对比分析方法,研究了均匀分布激光加工多孔端面气体非接触机械密封的稳定性,数值分析了密封间隙、不对中角度和外界扰动对开启力、泄漏量、气膜刚度以及密封间隙扰动振幅等密封参数的影响规律。结果表明:多孔密封中的动压效应微弱,开启力与气膜刚度与转速无关,密封端面开启时容易发生接触磨损;多孔密封端面压力分布均匀,不对中引起的开启力波动幅度小,但是角向容易产生自激振动,密封环外侧容易发生接触磨损;多孔密封轴向气膜刚度较小,具有更小的扰动振幅,密封端面开启后有利于保持密封间隙的稳定,减少密封端面的接触摩擦。

扭动微动条件下含水气氛对氧化行为的影响
蔡振兵, 杨莎, 林修洲, 何莉萍, 朱旻昊
2010, 30(6):527-531.
[摘要](1552) [PDF 3238KB](965)
摘要:
对7075铝合金/GCr15摩擦副在不同湿度条件下扭动微动的损伤行为、氧化行为进行了研究。建立了7075铝合金在不同湿度条件下的扭动微动运行工况微动图。采用SEM、XPS对不同湿度环境下的磨损机制、氧化行为及其影响因素进行了分析。结果表明:湿度对7075的扭动微动运行存在显著影响,随着湿度的增加,摩擦扭矩明显降低;部分滑移区的磨损发生在接触边缘,损伤轻微;混合区和滑移区发生强烈的塑性变形,损伤严重,其主要磨损机制是磨粒磨损和剥层;潮湿空气增加了界面滑移,反应生成的氧化磨屑起到了润滑剂的作用,减轻了磨损。

表面修饰空心微珠作为润滑脂添加剂的摩擦学性能
崔 健, 陈国需, 赵立涛, 周 骥, 龚 斌
2010, 30(6):532-536.
[摘要](1371) [PDF 3146KB](1500)
摘要:
制备不同质量分数的表面修饰空心微珠的复合钙基润滑脂,用以考察空心微珠在润滑脂中的减摩抗磨性能。采用面-面接触式万能摩擦磨损试验机对润滑脂体系的减摩抗磨性能进行对比研究。利用扫描电子显微镜和X射线能谱仪对摩擦表面形貌进行分析。结果表明:添加空心微珠能有效改善润滑脂的减磨抗磨性能;在转速为1200转/分、载荷为200N、空心微珠质量分数为1%时,摩擦系数降低37.5%,磨损量降低33%。

润滑条件下短纤维增强镁基复合材料的摩擦磨损行为研究
胡斌, 彭立明, 丁文江
2010, 30(6):537-542.
[摘要](1275) [PDF 3864KB](1289)
摘要:
采用挤压浸渍预制件工艺制备了氧化铝短纤维增强镁基复合材料,并探讨了纤维取向对润滑条件下复合材料摩擦磨损行为的影响。结果表明:挤压浸渍工艺制备的镁基复合材料具有纤维二维择向分布,不同纤维分布对复合材料在润滑条件下的耐磨性能和磨损机制有较大影响。滑动方向垂直于纤维排列方向时,复合材料的磨痕深度小于平行方向,但相对应的钢球的磨损量则高于平行方向。滑动方向垂直于纤维排列方向时复合材料的磨损机制主要包括纤维破碎和基体的磨粒磨损;滑动方向平行于纤维排列方向时复合材料的磨损机制主要表现为纤维剥落和磨粒磨损。

摆动工况下有限长线接触弹流的实验研究
华同曙, 陈晓阳, 丁建宁
2010, 30(6):543-547.
[摘要](1412) [PDF 2885KB](1364)
摘要:
针对对数型凸度滚子,在自制的滚子接触光弹流试验装置上开展了摆动工况弹流的实验研究。在2种不同摆动频率下,测量了弹流润滑油膜厚度和形状。结果表明:在一定载荷范围内,对数凸型滚子弹流润滑状态下的油膜厚度沿轴向呈均匀分布。摆动工况下润滑油膜的变化受到楔形效应和挤压效应的共同作用;低频时卷吸速度变化较小,以挤压效应为主;高频时卷吸速度变化较大,楔形效应增强。在卷吸速度为零时,油膜被封入接触区内,高频时形成的凹陷更为明显。

脂肪酰基胱氨酸在矿物润滑油中的生物降解及摩擦学性能
黄伟九, 邓长江, 余瑛, 陈波水
2010, 30(6):548-553.
[摘要](1404) [PDF 3636KB](1265)
摘要:
本文通过生物降解和摩擦学试验研究了脂肪酰基胱氨酸对石蜡矿物润滑油生物降解和摩擦学性能的影响,通过观察石蜡油降解过程中微生物菌体形态变化分析了添加剂促进润滑油生物降解的机理。结果表明:脂肪酰基胱氨酸能显著地提高石蜡基础油的生物降解性能,有效提高基础油的承载能力和减摩抗磨性能。试验菌种B1502在不含添加剂的石蜡油培养液中12 h即有芽孢形成,48 h菌体全部转变为芽孢;在含添加剂的石蜡油培养液中,试验菌种168 h始终保持营养体的形态,未观察到芽孢形成。添加剂促进石蜡油生物降解的作用机理是为降解润滑油的微生物提供前期生长所需的营养成分以维持其旺盛的生长状态,使中后期石蜡油分解代谢相关酶的表达水平或活性增加,起到促进石蜡油生物降解的作用。

钴、钙和铜的高铼酸盐的高温减摩行为初探
刘林林, 李曙, 刘阳
2010, 30(6):554-560.
[摘要](1615) [PDF 4290KB](1519)
摘要:
利用UMT-2M摩擦试验机,测试了升温和降温过程中,在Si3N4陶瓷球/GH126镍基高温合金盘间,分别添加钴、钙和铜的高铼酸盐粉末的摩擦系数变化。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM-EDS)对磨屑成分和磨痕形貌进行了分析,并用UMT-R1测量了摩擦表面间的接触电阻。结果表明:随温度上升,加高铼酸盐的摩擦系数均有不同程度降低。降温时钴和钙的高铼酸盐在高温下形成的减摩膜能够保持到低温,仍显示出良好的润滑效果,二者可望在宽温度范围内作为变温中运行部件的润滑添加剂。

连续加载条件下纳米Al2O3/FeS固体润滑复合涂层的摩擦学性能
乔玉林, 胡春华, 赵玉强, 杨善林
2010, 30(6):561-566.
[摘要](1341) [PDF 3581KB](1295)
摘要:
在连续加载条件下,考察了纳米Al2O3/FeS固体润滑复合层在不同温度时的减摩抗磨性能;利用X射线光电子能谱(XPS)分析了不同温度下磨损表面所含元素及其化学价态。结果表明:纳米Al2O3/FeS固体润滑复合层在室温至150℃范围内,具有优异的减摩性能和抗磨性能;磨损表面存在S元素,并以硫化物和硫酸盐形式存在,但未发现Al元素,表明磨损表面形成了主要由硫化物和硫酸盐组成的摩擦化学反应膜。

对数滚子的热弹流凸度量设计研究
孙浩洋, 陈晓阳, 张宏信
2010, 30(6):567-571.
[摘要](1616) [PDF 2906KB](1459)
摘要:
基于最佳凸度量取值区间的概念,针对性能最优的对数轮廓滚子,提出了根据热弹流理论进行凸度设计的方法。使用该设计方法研究了对数滚子凸度量修正系数随工况参数的变化规律。定义了轴向膜厚分布系数和轴向压力分布系数,通过限制二者许用值的方法确保压力分布和膜厚分布的轴向均匀性,而轴向膜厚分布系数和轴向压力分布系数的许用值分别与最佳凸度量取值区间的下限和上限相对应。研究指出:轻载时凸度量修正系数的下限随载荷的增加而增加;重载时凸度量修正系数的下限随载荷的增加而趋于稳定,凸度量修正系数的上限随载荷的增加而增大;速度参数对最佳凸度量取值区间的影响不显著。

纳米Fe3O4在板带钢冷轧轧制液中的摩擦学性能
王一助, 孙建林, 王冰, 朱广平
2010, 30(6):572-576.
[摘要](1665) [PDF 3166KB](1949)
摘要:
在超声波作用下,将经油酸表面修饰平均粒径为20 nm的纳米Fe3O4微粒分散于板带钢冷轧轧制液中,在MRS-10A四球摩擦磨损试验机上考察了其对钢/钢摩擦副摩擦磨损性能的影响;利用x射线衍射仪和透射电镜分析了纳米Fe3O4的相组成和微结构,采用光学显微镜观察了磨损表面形貌。利用四辊冷轧试验机进行了轧制液润滑下的板带钢冷轧试验,考察了纳米Fe3O4添加剂对板带钢冷轧润滑的效果。结果表明:纳米Fe3O4作为轧制液添加剂能有效提高钢/钢摩擦副的抗磨性能、降低摩擦系数,同时表现出良好的板带钢冷轧润滑效果;含纳米Fe3O4的轧制液可明显降低带钢最小可轧厚度,并改善轧制带钢板面质量。

含二硫化钼、石墨和三氧化二锑的水性环氧树脂粘结固体润滑涂层的摩擦磨损性能
王月梅, 周惠娣, 陈建敏, 陈 磊, 冶银平
2010, 30(6):577-583.
[摘要](1328) [PDF 4353KB](1601)
摘要:
以水作为分散介质,制备了含MoS2、石墨和Sb2O3等组分的水性环氧树脂粘结固体润滑涂层;其具有价格低廉、无毒、不燃等优点,并且不含挥发性有机化合物(VOC),是一类具有很好发展前景的环保型固体润滑涂层。采用MFT-R 4000型往复摩擦磨损试验机考察了所制备的水性环氧树脂粘结固体润滑涂层的摩擦磨损性能;利用扫描电镜和X射线光电子能谱仪分析了涂层磨损表面和转移膜的形貌,以及涂层磨损表面典型元素的化学状态,进而探讨了其润滑失效机理。结果表明:所制备的水性环氧树脂粘结固体润滑涂层具有良好的减摩抗磨性能;Sb2O3与MoS2之间,以及石墨与MoS2之间具有一定的协同减摩抗磨作用。相应的协同减摩抗磨作用分别源于机械相互作用以及水蒸气吸附导致的石墨层间吸引力减弱;而涂层发生润滑失效的主要原因为疲劳磨损和微断裂。

曲线半径对钢轨磨损影响的数值计算与试验分析
王彩芸, 王文健, 郭俊, 刘启跃
2010, 30(6):584-587.
[摘要](1548) [PDF 2938KB](1848)
摘要:
用数值计算方法详细分析了静态接触情况下,轮轨接触质点间蠕滑力、黏滑区的分布和摩擦功随曲线半径的变化,利用模拟试验研究了曲线半径对钢轨试样磨损特性的影响。结果表明:钢轨磨损量随曲线半径的增大呈非线性减小,在小于1200m的小曲线半径范围内,钢轨磨损量值随曲线半径的减小而急剧增大;随着曲线半径的增大,轮轨接触斑中最大滑动量逐渐减小,滑移区的面积减小,而黏着区的面积增大;轮轨接触斑上摩擦功随曲线半径的增大非线性的减小。

NiAl-Cr(Mo)-CrxSy自润滑复合材料的摩擦磨损特性
王振生, 周兰章, 郭建亭, 张光业, 李会强, 胡壮麒
2010, 30(6):589-595.
[摘要](1244) [PDF 4987KB](1526)
摘要:
采用滑动磨损试验方法测试了NiAl-Cr(Mo)-CrxSy自润滑复合材料与SiC陶瓷配副在110~960 ℃的摩擦磨损特性。结果表明:200~400 ℃,纳米CrxSy晶粒在复合材料摩擦表面形成较完整的润滑膜,产生自润滑性能;700~900 ℃,复合材料摩擦表面生成了1~3 μm厚、完整的玻璃陶瓷润滑膜,产生了自润滑耐磨性能。2种润滑膜材料均可向SiC表面转移,消除了复合材料/SiC的摩擦状态。随着温度的升高,2种润滑膜材料的强度降低,SiC微凸体压入润滑膜,导致润滑膜的剥落加剧,复合材料的摩擦系数与磨损率升高。

基于有限元模拟的SUS304奥氏体不锈钢摩擦耦合变形过程的应力分析
伍婵娟, 周升, 付艳超, 韦习成
2010, 30(6):596-600.
[摘要](1411) [PDF 2993KB](2354)
摘要:
采用ANSYS/LS-DYNA软件对SUS 304奥氏体不锈钢薄板的摩擦耦合变形过程进行了数值模拟。采用隐式-显式序列求解法和分段线性塑性材料模型,分析了钢带摩擦耦合变形时的应力分布规律及载荷、下压量和滑动速度等因素对钢带剪应力、主应力及等效应力的影响。结果表明:摩擦耦合变形的试验参数显著影响钢带的应力分布,验证了钢带在低于其屈服强度的应力条件下发生塑性变形的摩擦诱发效应。对奥氏体不锈钢摩擦诱发马氏体转变行为的研究及其摩擦学性能的改善具有一定的指导意义。

氧化锆陶瓷/碳纤增强聚醚醚酮在水润滑下的摩擦磨损特性研究
唐群国, 陈晶申, 金文浩
2010, 30(6):601-606.
[摘要](1424) [PDF 3640KB](1593)
摘要:
在材料端面摩擦试验机上对氧化锆陶瓷与碳纤增强聚醚醚酮(CFRPEEK)配副在水润滑条件下的摩擦磨损特性进行了试验研究,探讨了滑动速度和接触压力对材料摩擦磨损的影响规律。发现氧化锆陶瓷与CFRPEEK配副在水润滑条件下的摩擦系数随速度增加而减小,在速度较低时,存在明显的磨合过程;速度较高时,摩擦系数较小且随滑动过程变化很小,CFRPEEK的磨损率随速度变化不大。压力为0.4和0.5MPa时,CFRPEEK 的摩擦系数和磨损率均较小,但当压力达到0.8MPa时,摩擦系数显著增加且剧烈振荡,并发生严重磨损。CFRPEEK的磨损机理主要是黏着磨损,氧化锆陶瓷磨损的主要机理是应力引起的点蚀。

Au纳米颗粒织构化表面的黏着和摩擦学行为研究
张晓亮, 钟小华, 易戈文, 贾均红
2010, 30(6):607-613.
[摘要](1320) [PDF 4322KB](1634)
摘要:
利用自组装技术在单晶硅(100)面制备了Au纳米颗粒织构化表面(nanoparticle-textured surfaces,NPTS),采用原子力显微镜(AFM)和UMT-2MT摩擦磨损试验机考察了Au纳米颗粒织构化对表面微/纳尺度黏着与摩擦性能的影响机理。结果表明:在颗粒堆积密度较低的表面,接触力学符合连续接触力学模式;在颗粒堆积密度较高的表面,形成多峰接触,有效地减少了接触面积,降低了黏着和摩擦。与光滑硅表面相比,组装时间为3.0 h的Au纳米颗粒织构化表面的黏着力降低了77%,在试验载荷为7 nN时,其摩擦力降低了42%。

链长对离子液体纳米薄膜微/纳摩擦学性能的影响
赵文杰, 黄德明, 王立平, 薛群基
2010, 30(6):614-619.
[摘要](1348) [PDF 3597KB](1496)
摘要:
采用浸渍-提拉法在单晶硅片表面成功制备了纳米厚度的具有不同烷基链长的离子液体超薄膜,系统考察了烷基链长对离子液体超薄膜微/纳摩擦学性能的影响。用Mettler热重分析仪测定了离子液体在氮气气氛条件下的热稳定性,采用多功能X射线光电子能谱分析了离子液体超薄膜表面的化学组分,并用接触角仪测定了其亲/疏水性质,薄膜的表面形貌、粘着和纳米摩擦学性质采用原子力显微镜进行了测定,采用微摩擦试验机评价了薄膜的微摩擦学性质。结果表明:离子液体的侧链烷基链长对其作为超薄膜的纳米摩擦学和粘着性质有重要的影响,随着烷基链长的增加,粘着力和纳米摩擦力大幅度降低,但对其微摩擦性能影响不大。同时根据试验结果提出了离子液体超薄膜减摩抗磨机理。

水下湍流减阻途径分析
胡海豹, 宋保维, 黄桥高, 刘占一
2010, 30(6):620-629.
[摘要](1506) [PDF 5771KB](3459)
摘要:
综述了壁湍流边界层分层结构及近壁区湍流猝发过程,对现有典型水下湍流减阻技术进行了较深入地总结。根据各类减阻方法的特点对水下湍流减阻方法进行了分类,并分析了各类减阻方法对壁湍流流场的影响特征,总结了维持或延长层流、干扰湍流“猝发”、壁面隔离、增大湍流阻尼和改变壁面物性等5种水下湍流减阻可行途径,为开展水下湍流减阻研究及发现新的减阻方法提供参考。

First slide
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中科院兰州化学物理研究所
  • 编:薛群基
  • 址:兰州市天水中路18号
  • 邮政编码:730000
  • 话:0931-4968238
  • 电子邮件:tribology@licp.cas.cn
  • 国际标准刊号:ISSN 1004-0595
  • 国内统一刊号:CN 62-1095/O4
  • 邮发代号:54-42
  • 价:38元
  • 价:228元