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基于动态环境变量的太阳电池模型研究

太阳能学报 2018年第7期39卷 1893-1899页

作者：张彦袁成清武汉理工大学能源与动力工程学院可靠性工程研究所武汉430063 武汉理工大学船舶动力工程技术交通行业重点实验室武汉430063 武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心武汉430063

为研究动态环境变量与太阳电池输出特性的关系,在分析太阳电池工程数学模型的基础上,根据MPPT算法和电池外特性,提出2种新的电池模型表征思路。建立动态环境变量与开路电压U（oc）、短路电流I（sc）、最大功率点电压Um、最大功率点电流I... 详细信息

为研究动态环境变量与太阳电池输出特性的关系,在分析太阳电池工程数学模型的基础上,根据MPPT算法和电池外特性,提出2种新的电池模型表征思路。建立动态环境变量与开路电压U（oc）、短路电流I（sc）、最大功率点电压Um、最大功率点电流Im和最大功率点功率Pm这5个太阳电池输出特性参数之间的联系,并在Matlab/Simulink平台上搭建对应的仿真模型。同时,通过温度变化对太阳电池输出特性影响的试验,说明模型的有效性。试验结果表明基于MPPT算法的太阳电池模型相较于基于外特性的仿真模型计算结果误差率更低,但计算过程更复杂。

关键词：动态环境太阳电池仿真模型输出特性

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基于磨粒表面信息的磨损表面特征评估

中国机械工程 2007年第13期18卷 1588-1591页

作者：袁成清严新平武汉理工大学武汉430063

建立了基于磨粒表面信息的磨损表面评估方法。首先选择合理的磨粒和磨损表面特征参数,通过识别磨粒类型,获得磨损过程中具有典型性和代表性的磨粒类型,然后选取这些具有代表性的磨粒类型,得到磨粒的表面特征向量,进而来研究磨损表面和... 详细信息

建立了基于磨粒表面信息的磨损表面评估方法。首先选择合理的磨粒和磨损表面特征参数,通过识别磨粒类型,获得磨损过程中具有典型性和代表性的磨粒类型,然后选取这些具有代表性的磨粒类型,得到磨粒的表面特征向量,进而来研究磨损表面和磨粒表面的映射关系,实现基于磨粒表面信息的磨损表面特征评估。实例表明,根据磨粒表面特征评估磨损表面特征是可行的。

关键词：磨损磨粒表面特征评估

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海洋环境下的材料摩擦学研究进展与展望

摩擦学学报 2013年第3期33卷 311-320页

作者：董从林白秀琴严新平袁成清武汉理工大学能源与动力工程学院可靠性工程研究所湖北武汉430063 武汉理工大学船舶动力工程技术交通行业重点实验室湖北武汉430063

海洋是人类赖以生存的载体,与人类未来发展休戚与共.海洋科学领域的发展常常依赖于海洋专用材料的研究和进展.海洋极端环境下的摩擦磨损是制约海洋材料应用与推广的关键问题之一,主要表现在材料在海洋苛刻环境下的腐蚀行为、电化学腐蚀... 详细信息

海洋是人类赖以生存的载体,与人类未来发展休戚与共.海洋科学领域的发展常常依赖于海洋专用材料的研究和进展.海洋极端环境下的摩擦磨损是制约海洋材料应用与推广的关键问题之一,主要表现在材料在海洋苛刻环境下的腐蚀行为、电化学腐蚀以及材料在载荷和腐蚀环境下的耦合摩擦学行为.本文中分析了海洋环境的特点及其关键摩擦学问题,阐述了海洋环境下的材料摩擦学的研究内涵,对金属材料、高分子材料、陶瓷材料在海洋环境下的摩擦学问题进行了探讨,并结合海洋材料摩擦学现有研究进展及发展趋势,对海洋环境下的材料摩擦学相关研究前景进行了展望.

关键词：海洋环境腐蚀磨损摩擦学材料

钝化处理1Cr18Ni9Ti不锈钢在H2O2水溶液中的摩擦学性能初探

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摩擦学学报 2009年第1期29卷 17-24页

作者：王集辉顾卡丽吴莉李解袁成清李健武汉材料保护研究所湖北武汉430030 武汉工程大学湖北武汉430074 武汉理工大学湖北武汉430063

为研究1Cr18Ni9Ti不锈钢钝化膜在H2O2水溶液中的摩擦学性能,对1Cr18Ni9Ti不锈钢表面进行了酸洗钝化处理,利用CS300电化学测试系统和XPS对不锈钢表面钝化膜的电化学行为、元素组成和化学状态进行了分析;用SST销-盘式摩擦磨损试验机研究了... 详细信息

为研究1Cr18Ni9Ti不锈钢钝化膜在H2O2水溶液中的摩擦学性能,对1Cr18Ni9Ti不锈钢表面进行了酸洗钝化处理,利用CS300电化学测试系统和XPS对不锈钢表面钝化膜的电化学行为、元素组成和化学状态进行了分析;用SST销-盘式摩擦磨损试验机研究了1Cr18Ni9Ti不锈钢盘与GCr15钢球摩擦副在不同浓度H2O2水溶液中配副时的摩擦学性能;用TR240形貌轮廓仪和扫描电子显微镜(SEM)观察分析了盘试样磨损处的轮廓形貌、磨痕面积和微区结构.结果表明,1Cr18Ni9Ti不锈钢经钝化工艺处理后,耐腐蚀性能显著提高,且表面形成一层富氧、富铬、贫铁的钝化膜,其主要成分是Cr2O3;钝化后的1Cr18Ni9Ti不锈钢在过氧化氢溶液中的摩擦系数较钝化前均出现不同程度的降低,耐磨性提高;钝化或未钝化的1Cr18Ni9Ti不锈钢在过氧化氢溶液中的磨损机理均表现为黏着磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损,但在90%H2O2水溶液中,盘磨损表面的黏着作用明显减轻.

关键词： 1Cr18Ni9Ti 过氧化氢(H2O2) 钝化腐蚀磨损

仿生微胶囊复合水润滑轴承材料的摩擦性能研究

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摩擦学学报 2018年第1期38卷 28-36页

作者：杨宗榕郭智威袁成清武汉理工大学船舶动力工程技术交通行业重点实验室湖北武汉430063 国家水运安全工程技术研究中心可靠性工程研究所湖北武汉430063

水润滑尾轴承在低速重载的工况下常出现严重磨损的情况.为降低润滑不良造成的尾轴承磨损,本文中通过观察铁犁木表面结构,分析其自润滑机理,设计出仿生微胶囊复合水润滑轴承材料.复合材料以高密度聚乙烯为基底材料,含基础油的仿生微胶囊... 详细信息

水润滑尾轴承在低速重载的工况下常出现严重磨损的情况.为降低润滑不良造成的尾轴承磨损,本文中通过观察铁犁木表面结构,分析其自润滑机理,设计出仿生微胶囊复合水润滑轴承材料.复合材料以高密度聚乙烯为基底材料,含基础油的仿生微胶囊为添加剂,采用共混的方式加工成型.使用CBZ-1船舶轴系摩擦磨损试验机研究了仿生微胶囊复合材料在不同试验工况下的摩擦性能.通过分析复合材料的磨损量和表面形貌参数,得出复合材料的磨损机理.结果表明:试验工况条件下,仿生微胶囊复合材料能够提升材料的摩擦学性能,其中当仿生微胶囊质量分数为3%时提升效果最明显.该研究为仿生水润滑材料的结构设计以及性能提升等提供试验依据.

关键词：水润滑尾轴承仿生微胶囊高密度聚乙烯摩擦磨损性能

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老化状态下的UHMWPE干摩擦行为研究

摩擦学学报 2018年第4期38卷 468-477页

作者：常铁袁成清郭智威武汉理工大学能源与动力工程学院湖北武汉430063 国家水运安全工程技术研究中心可靠性工程研究所湖北武汉430063

利用CBZ-1摩擦磨损试验机对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)在老化状态下的干摩擦性能进行分析与研究.考察了试样在不同老化状态的硬度及不同滑动速度下所产生的摩擦热,利用扫描电镜(SEM)观察了试样的磨损形貌,通过表面轮廓仪分析对偶件的表... 详细信息

利用CBZ-1摩擦磨损试验机对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)在老化状态下的干摩擦性能进行分析与研究.考察了试样在不同老化状态的硬度及不同滑动速度下所产生的摩擦热,利用扫描电镜(SEM)观察了试样的磨损形貌,通过表面轮廓仪分析对偶件的表面粗糙度,探讨了不同老化状态试样的磨损机理.结果表明:老化对不同分子量UHMWPE干摩擦性能产生了明显的影响;随着老化温度的升高及老化时间的延长,UHMWPE干摩擦性能逐渐恶化;在一定的老化状态下,高转速所产生的摩擦热会进一步加剧UHMWPE摩擦性能的恶化;在40℃,60℃以及120 h,240 h的老化条件下UHMWPE磨损机制以疲劳磨损与磨粒磨损为主.在80℃以及480 h,600 h的老化条件下,磨损机制主要是黏着磨损与疲劳磨损.

关键词：超高分子量聚乙烯干摩擦老化磨损机制

钢背UHMWPE纤维织物复合材料的摩擦学性能分析

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中国表面工程 2021年第1期34卷 25-34页

作者：林羽东郭智威袁成清武汉理工大学能源与动力工程学院武汉430063 国家水运安全工程技术研究中心可靠性工程研究所武汉430063

纤维织物增强钢背复合材料因具备优异的力学与摩擦学性能在航空航海等领域备受关注,在无油或少油工况下具有较好的应用前景。使用改性处理的超高分子量聚乙烯(Ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)纤维织物作为增强材料,... 详细信息

纤维织物增强钢背复合材料因具备优异的力学与摩擦学性能在航空航海等领域备受关注,在无油或少油工况下具有较好的应用前景。使用改性处理的超高分子量聚乙烯(Ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)纤维织物作为增强材料,利用环氧树脂热压在不锈钢环上制备UHMWPE纤维织物增强钢背复合材料,研究其与45钢盘在环-环端面干摩擦状态下的摩擦学特性,考察纤维织物层数与摩擦转速对材料摩擦学性能的影响,对磨损前后复合材料厚度及45钢质量进行测取,利用表面轮廓仪与扫描电子显微镜对复合材料及对偶件磨损面进行观察与分析。结果表明,三种织物结构均能改善不锈钢的摩擦磨损特性,其中一层织物结构所表现的综合摩擦特性最好,在试验工况下摩擦因数与磨损率平均降低了77.7%与67.2%,在试验工况下主要发生磨粒磨损;二层与三层织物由于具备下层织物的支撑,故在较高转速下能保持材料自身良好的摩擦学特性,二层织物在试验工况下摩擦因数与磨损率平均降低了71.5%与65.7%,三层织物则为73.1%与60.3%,由于摩擦热量的积聚同时伴有树脂碎屑与破碎纤维的加入,其在高速下主要经历黏着磨损与疲劳磨损。试验表明,织物结构于干摩擦工况下表现出较优的摩擦特性与可靠性,能较好地胜任无油或少油作业。

关键词： UHMWPE 纤维织物钢背摩擦磨损复合材料

缸套微观形貌对缸套-活塞环振动及润滑性能的影响

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兵工学报 2012年第2期33卷 149-154页

作者：刘鹏袁成清郭智威武汉理工大学能源与动力工程学院湖北武汉430063 武汉理工大学船舶动力工程技术交通行业重点实验室湖北武汉430063

摩擦副表面的微观几何形貌对缸套-活塞摩擦副性能有着较大影响,而该摩擦副的润滑性能直接与机身振动相关。通过在缸套表面加工坑、槽,在专用摩擦磨损试验机上进行试验,监测柴油机机身振动信号,对比分析不同转速、不同缸套条件下的活塞... 详细信息

摩擦副表面的微观几何形貌对缸套-活塞摩擦副性能有着较大影响,而该摩擦副的润滑性能直接与机身振动相关。通过在缸套表面加工坑、槽,在专用摩擦磨损试验机上进行试验,监测柴油机机身振动信号,对比分析不同转速、不同缸套条件下的活塞横向撞击情况,同时获取不同缸套的缸套-活塞环的摩擦学信息,并分析缸套形貌对摩擦性能的影响机理。结果表明,在缸套内表面加工一定的坑和槽,可以有效改善缸套-活塞环在高转速情况下的摩擦性能。

关键词：动力机械工程柴油机缸套-活塞环振动摩擦

表面织构对内燃机缸套-活塞环系统摩擦性能的影响

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摩擦学学报 2017年第4期37卷 465-471页

作者：苗嘉智郭智威袁成清武汉理工大学能源与动力工程学院湖北武汉430063 国家水运安全工程技术研究中心可靠性工程研究所湖北武汉430063

设计了一种微凹坑表面织构,通过数控精密机械加工的方法制备于缸套切片表面,利用往复式摩擦磨损试验机研究了微凹坑织构在不同工况下的摩擦性能和对内燃机缸套-活塞环摩擦副摩擦性能的影响.试验数据表明:与无织构化表面相比,微凹坑织构... 详细信息

设计了一种微凹坑表面织构,通过数控精密机械加工的方法制备于缸套切片表面,利用往复式摩擦磨损试验机研究了微凹坑织构在不同工况下的摩擦性能和对内燃机缸套-活塞环摩擦副摩擦性能的影响.试验数据表明:与无织构化表面相比,微凹坑织构的平均摩擦系数均有不同程度的变化,最大降幅达41.83%,最大增幅达33.68%.当微凹坑织构工作在合适的工况条件时,其摩擦性能比无织构化表面有明显的改善.对于某种具有固定几何参数的表面织构,存在一个合适工况条件使其能够最有效地改善摩擦学性能,该工况可为进一步研究提供依据并便于实际应用.此外,转速是影响表面织构改善表面润滑性能的主要因素,试样在不同转速下具有不同的接触电阻阻值变化规律和不同的摩擦系数变化趋势.而在不同转速下,载荷的变化对表面摩擦性能的影响规律也具有明显的差异性.

关键词：微凹坑织构缸套-活塞环摩擦磨损接触电阻