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一种可实现超滑的混合溶液的摩擦学研究

机械工程学报 2022年第11期58卷 210-219页

作者：孟凡杰王仲楠常秋英王智源张建文耿旭北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

硼酸是一种弱酸,其化学反应生成的硼酸盐常被用作润滑脂极压添加剂。在本研究中,以硼酸作为添加剂,制备了与甘油聚醚混合形成的水溶液。随后,对混合水溶液的减摩抗磨性能和流变性能等进行试验研究,通过Hamrock-Dowson公式对成膜性能和... 详细信息

硼酸是一种弱酸,其化学反应生成的硼酸盐常被用作润滑脂极压添加剂。在本研究中,以硼酸作为添加剂,制备了与甘油聚醚混合形成的水溶液。随后,对混合水溶液的减摩抗磨性能和流变性能等进行试验研究,通过Hamrock-Dowson公式对成膜性能和润滑机理进行了分析,并讨论了溶液浓度,滑动速度,加载载荷,以及甘油聚醚分子量等参数对混合溶液摩擦性能的影响。结果表明:硼酸的加入,在降低了20%甘油聚醚溶液黏度(降低25%)的基础上,获得了稳定的最小摩擦因数为0.0045。膜厚比的计算结果显示在混合润滑条件下进入了超滑状态。分析发现:硼酸和甘油聚醚在摩擦副表面发生酯化反应,生成的含氨化合物可形成稳定的摩擦化学反应膜,同时随着甘油聚醚浓度的提高,其分子碳链末端的羟基可在摩擦副表面形成更稳定的吸附膜,表现出润滑性能的提升,生成的硼酸盐也可进一步改善抗磨性能。作为提高运动系统能量利用率的有效方法,这种改进的混合溶液的液体超滑对于传统机械工程领域和精密机械结构有着巨大的应用价值。

关键词：液体超滑甘油聚醚硼酸摩擦磨损摩擦化学膜

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润滑液对电控摩擦的影响研究

机械工程学报 2003年第2期39卷 90-92页

作者：常秋英孟永钢温诗铸清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084

研究了二氧化硅/黄铜摩擦副在不同水基润滑液中的摩擦行为对外加电场的响应,发现中性的盐类水溶液做润滑液时外加电压使摩擦副的摩擦因数大幅增加。不同的盐溶液做润滑液时,摩擦因数对外加电压的响应速度不同,其中溶解度高的长链有机钠... 详细信息

研究了二氧化硅/黄铜摩擦副在不同水基润滑液中的摩擦行为对外加电场的响应,发现中性的盐类水溶液做润滑液时外加电压使摩擦副的摩擦因数大幅增加。不同的盐溶液做润滑液时,摩擦因数对外加电压的响应速度不同,其中溶解度高的长链有机钠盐溶液做润滑液时二氧化硅/黄铜的摩擦因数对电场的响应速度快且稳定性好。而碱类和酸类溶液做润滑液时,外加电压使二氧化硅/黄铜摩擦副的摩擦因数减小。

关键词：电控摩擦电场二氧化硅润滑液

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激光表面织构对不同材料干摩擦特性的影响

摩擦学学报 2014年第4期34卷 408-413页

作者：王斌常秋英齐烨北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

采用环-块线接触摩擦磨损试验,研究了经激光处理后不同织构面密度的45钢和12Cr凹坑形织构试件的干摩擦磨损特性.借助高精度天平分析了试件磨损量,采用三维形貌仪和扫描电镜对试件表面形貌进行了分析.研究结果表明:激光表面织构化使得45... 详细信息

采用环-块线接触摩擦磨损试验,研究了经激光处理后不同织构面密度的45钢和12Cr凹坑形织构试件的干摩擦磨损特性.借助高精度天平分析了试件磨损量,采用三维形貌仪和扫描电镜对试件表面形貌进行了分析.研究结果表明:激光表面织构化使得45钢试件表面形成可以改善摩擦性能的高硬度质点;在相同试验条件下,与无织构试件相比,45钢织构环试件磨损量明显降低,而12Cr织构环试件磨损量却有所升高;织构试件的磨损量在一定范围内随着织构面密度的增加而降低;激光织构化对摩擦系数的稳定值影响不大.

关键词：激光表面织构干摩擦磨损硬度

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机油黏度对凸轮挺柱摩擦副润滑性能的影响

内燃机学报 2010年第4期28卷 380-383页

作者：常秋英杨沛然张朝辉北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 青岛理工大学机械系山东青岛266033

建立了内燃机配气机构中凸轮挺柱摩擦副的瞬态热弹性流体动力润滑的数学模型,在此基础上着重研究了机油的黏度对凸轮挺柱摩擦副润滑性能的影响。通过计算得到了不同润滑油黏度下摩擦副间的接触区压力场、油膜的温度场、油膜厚度分布和... 详细信息

建立了内燃机配气机构中凸轮挺柱摩擦副的瞬态热弹性流体动力润滑的数学模型,在此基础上着重研究了机油的黏度对凸轮挺柱摩擦副润滑性能的影响。通过计算得到了不同润滑油黏度下摩擦副间的接触区压力场、油膜的温度场、油膜厚度分布和摩擦系数。计算结果表明:在凸轮一个旋转周期内的每个时刻机油黏度越高接触区中心压力越小,润滑油膜的最小厚度越大,但是在不同时刻润滑油的温升和摩擦系数随润滑油的黏度变化并不一致。在卷吸速度为零的55°和125°附近当机油黏度为34.3mPa·s时摩擦系数约为0.34和0.17,但当机油黏度增大到80mPa·s时两个零卷吸速度处的摩擦系数都降低到0.1以下。

关键词：凸轮黏度润滑摩擦系数

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径向可倾瓦轴承的热弹流润滑分析

机械工程学报 2002年第9期38卷 77-82页

作者：常秋英孟永钢温诗铸杨沛然清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084 青岛建筑工程学院

用Newton-Raphson法一次性求出了所有瓦块的压力分布和轴心的位置,用步进扫描法对轴承进行了三维温度场分析,用20节点有限元法构造了瓦块的压力变形矩阵和热变形矩阵。

关键词：径向可倾瓦轴承热弹性流体动力润滑 Newton-Raphson法

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激光织构对干摩擦性能的影响及机理研究

兵工学报 2015年第2期36卷 200-205页

作者：齐烨常秋英王斌李娟北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 中国兵器科学研究院北京100089

采用LM-YLP-20F-Ⅱ型激光打标机进行表面织构化处理,形成具有规则排列的圆形微坑阵列。通过环-块线接触摩擦磨损试验,研究了不同面密度的激光表面织构对干摩擦磨损性能的影响,采用探针轮廓仪和扫描电镜对试件的表面形貌进行了分析。建... 详细信息

采用LM-YLP-20F-Ⅱ型激光打标机进行表面织构化处理,形成具有规则排列的圆形微坑阵列。通过环-块线接触摩擦磨损试验,研究了不同面密度的激光表面织构对干摩擦磨损性能的影响,采用探针轮廓仪和扫描电镜对试件的表面形貌进行了分析。建立了摩擦副的简化接触有限元模型,模拟摩擦副的滑动摩擦过程,从应力的角度分析表面织构对干摩擦性能的影响机理。试验结果表明:激光表面织构化对试件表面硬度影响显著;当激光织构面密度小于20%时,构成摩擦副的两试件的磨损量都小于无织构情况;当织构面密度大于20%时,与无织构情况相比,织构化试件的磨损仍降低,但对偶件的磨损反而增大。仿真结果表明:对织构化试件的对偶件来说,在一定的织构面密度范围内,在平均应力无大幅提高的前提下,织构凹坑的存在,缓解了接触区应力集中现象,从而有利于降低磨损。

关键词：材料表面与界面磨损激光表面织构干摩擦有限元仿真

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凸轮-挺柱热弹流润滑的挤压效应分析

北京理工大学学报 2016年第11期36卷 1127-1130页

作者：常秋英高凯杨沛然北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 青岛理工大学山东青岛266033

在凸轮-挺柱热弹流润滑仿真平台上研究了挤压效应对润滑油膜厚度、接触应力、润滑油温度和摩擦因数的影响.通过对比瞬态热弹流(TTEHL)仿真结果和准稳态热弹流(QTEHL)仿真结果发现,挤压效应使得膜厚、接触应力、温度和摩擦因数在相位上... 详细信息

在凸轮-挺柱热弹流润滑仿真平台上研究了挤压效应对润滑油膜厚度、接触应力、润滑油温度和摩擦因数的影响.通过对比瞬态热弹流(TTEHL)仿真结果和准稳态热弹流(QTEHL)仿真结果发现,挤压效应使得膜厚、接触应力、温度和摩擦因数在相位上滞后于准稳态仿真结果,在凸轮-挺柱的一个工作周期内,挤压效应仅仅在几个工况突变点对上述参数的大小有明显影响,尤其是在卷吸速度为0的两个位置,挤压效应对接触应力、油膜温度和摩擦因数影响最为显著.

关键词：凸轮挤压效应热弹性流体动力润滑摩擦因数

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激光表面织构对45钢干摩擦性能的影响

机械工程学报 2017年第3期53卷 148-154页

作者：常秋英齐烨王斌乔姣飞北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

利用LM-YLP-20F-Ⅱ型激光打标机在45钢试件表面加工出具有规则排列的圆形微坑阵列。通过环-块线接触摩擦磨损试验,研究了激光表面织构对不同硬度45钢试件干摩擦磨损性能的影响。考察了激光微坑内部和外部的硬度,利用扫描电镜(SEM)观察... 详细信息

利用LM-YLP-20F-Ⅱ型激光打标机在45钢试件表面加工出具有规则排列的圆形微坑阵列。通过环-块线接触摩擦磨损试验,研究了激光表面织构对不同硬度45钢试件干摩擦磨损性能的影响。考察了激光微坑内部和外部的硬度,利用扫描电镜(SEM)观察了试件的磨损形貌,探讨了激光表面织构对不同硬度45钢试件干摩擦性能的影响机理。研究表明:激光表面织构的几何形貌对摩擦副的干摩擦磨损性能影响显著;在一定条件下,激光表面织构可以改善干摩擦的磨损性能;激光织构化处理会显著改变试件的表面硬度;当试件基体硬度较低时,微坑会支撑保护基体较软的材料,降低粘着磨损;而当基体硬度较高时,高硬度微坑对对偶面的磨粒磨削会增加,从而加剧摩擦副的磨粒磨损。

关键词：表面织构干摩擦摩擦磨损试验激光加工

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用一种新的机理解释电控摩擦效应的几个规律

润滑与密封 2005年第3期30卷 70-71,77页

作者：常秋英孟永钢温诗铸清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084 清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084

用电控摩擦的机理——水的电解造成摩擦副接触点附近pH值的升高从而引起金属表面的变化,解释了电控摩擦研究中发现的几个规律(1)电控摩擦效应的电极电势或电压阈值问题;(2)辅助电极对电控摩擦的影响规律;(3)润滑液对电控摩擦的影响。通... 详细信息

用电控摩擦的机理——水的电解造成摩擦副接触点附近pH值的升高从而引起金属表面的变化,解释了电控摩擦研究中发现的几个规律(1)电控摩擦效应的电极电势或电压阈值问题;(2)辅助电极对电控摩擦的影响规律;(3)润滑液对电控摩擦的影响。通过对这些现象的圆满解释进一步验证了该机理的正确性。

关键词：摩擦效应机理电控摩擦金属表面电极电势影响规律 pH值接触点摩擦副电极对润滑液正确性