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滑动摩擦结合面磨合磨损表征方法与影响因素

中国表面工程 2017年第1期30卷 125-131页

作者：李万钟徐颖强孙戬刘楷安曾天微西北工业大学机电学院西安710072 长安汽车有限公司研究总院重庆401120

定量分析研究磨合磨损的表征方法与影响因素对于获得低磨损率的稳定持续工作状态、保证摩擦副工作性能和使用寿命都具有重要意义。基于质量磨损量,构建了滑动摩擦磨合磨损的表征方法,得到一种新的磨合磨损相关参数计算模型。采用球-盘... 详细信息

定量分析研究磨合磨损的表征方法与影响因素对于获得低磨损率的稳定持续工作状态、保证摩擦副工作性能和使用寿命都具有重要意义。基于质量磨损量,构建了滑动摩擦磨合磨损的表征方法,得到一种新的磨合磨损相关参数计算模型。采用球-盘摩擦副,得到磨削抛光表面、周向纹理表面与径向纹理表面3种表面形貌的样件在不同工况下的质量磨损量,分析了法向载荷、滑动速度和初始表面状态3种因素对摩擦副结合面磨合磨损的影响,推出磨合磨损阶段的质量磨损率和磨损系数随时间的变化规律。结果表明:载荷和转速均与初始质量磨损率正相关;在磨合磨损初期,周向纹理表面的质量磨损量和质量磨损率较高;在整个磨合磨损过程中,磨削抛光表面的磨损系数较为稳定,径向纹理表面的磨损率最低,而钢球对磨件的磨损量却最大,在低速或低载时体现的尤为明显。

关键词：滑动摩擦磨合磨损磨损率表面形貌

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滑动摩擦接触对母线弯曲成形质量的影响

表面技术 2019年第1期48卷 320-325页

作者：岳学虎樊瑜瑾李鹏元昆明理工大学机电工程学院昆明650500

目的研究滑动摩擦接触对1060纯铝母线弯曲成形质量的影响,得到表面质量更好的工件,降低废品率。方法采用自行设计的V形三点式自由弯曲成形的摩擦力测试装置,通过更换不同表面粗糙度的凹模圆角、不同润滑介质以改变接触状况,进行一系列... 详细信息

目的研究滑动摩擦接触对1060纯铝母线弯曲成形质量的影响,得到表面质量更好的工件,降低废品率。方法采用自行设计的V形三点式自由弯曲成形的摩擦力测试装置,通过更换不同表面粗糙度的凹模圆角、不同润滑介质以改变接触状况,进行一系列摩擦试验。通过钨灯丝扫描显微镜获得板料弯曲件表面微观形貌图,通过MATLAB软件对所采集的数据进行曲线处理。结果得到不同粗糙度的凹模圆角以及不同润滑介质条件下的弯曲力-行程曲线。经测定,凹模圆角表面光滑时,无润滑状态下,最大摩擦力约为440 N;采用聚乙烯薄膜作为润滑介质,最大摩擦力约为100 N;采用聚四氟乙烯薄膜作为润滑介质时,最大摩擦力约为20 N。凹模圆角表面粗糙时,无润滑状态下,最大摩擦力约为235 N;采用聚四氟乙烯薄膜作为润滑介质时,最大摩擦力约为28 N。结论添加润滑介质可以有效降低板料与凹模圆角之间摩擦力大小,进而提高弯曲件表面成形质量。滑动摩擦条件下,无论光滑还是粗糙的凹模圆角,采取润滑措施均能有效提高弯曲成形工件的表面质量,且聚四氟乙烯薄膜作为润滑介质时,得到的板料表面质量最好。

关键词：滑动摩擦摩擦接触弯曲成形成形质量

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旋转滑动摩擦副摩擦噪声影响因素实验研究

中国机械工程 2020年第23期31卷 2814-2821页

作者：吴玉厚张珈翊张丽秀王俊海沈阳建筑大学机械工程学院沈阳110168 沈阳建筑大学分析与检测技术研究中心沈阳110168

为探究滑动摩擦噪声的影响因素,采用单因素实验法分析了表面粗糙度、相对速度、载荷、摩擦副材料、润滑油中石墨烯质量分数对滑动摩擦噪声的影响。实验发现:实验所测摩擦噪声可大体分为前期、中期、稳定期;表面粗糙度越小,摩擦噪声越小... 详细信息

为探究滑动摩擦噪声的影响因素,采用单因素实验法分析了表面粗糙度、相对速度、载荷、摩擦副材料、润滑油中石墨烯质量分数对滑动摩擦噪声的影响。实验发现:实验所测摩擦噪声可大体分为前期、中期、稳定期;表面粗糙度越小,摩擦噪声越小;转速升高时,摩擦噪声逐渐增大,但随着转速的增大,摩擦降噪增幅有所下降;适当增大载荷有助于降噪;石墨烯的降噪效果优异;陶瓷摩擦副比轴承钢摩擦副更具降噪优势。

关键词：滑动摩擦噪声石墨烯实验

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冰雪滑动摩擦研究现状及发展趋势

摩擦学学报 2021年第6期41卷 789-801页

作者：廖章文张胜年魏书涛张成蛟张涛姜峰华侨大学制造工程研究院福建厦门361021 脆性材料产品智能制造技术国家地方联合工程研究中心福建厦门361021 上海体育学院上海200438 三六一度(中国)有限公司福建厦门361009 南通大学安全防护用特种纤维复合材料研发国家地方联合工程研究中心江苏南通226019

随着材料、检测设备和仿真软件的发展,冰雪摩擦的研究有了进一步的突破.冰和雪都拥有独特的摩擦特性,它们的微观结构、表面薄层和测试方法一直都是科学研究的重点.本文作者综述了关于冰雪与不同固体材料表面之间的摩擦学特性,简要介绍... 详细信息

随着材料、检测设备和仿真软件的发展,冰雪摩擦的研究有了进一步的突破.冰和雪都拥有独特的摩擦特性,它们的微观结构、表面薄层和测试方法一直都是科学研究的重点.本文作者综述了关于冰雪与不同固体材料表面之间的摩擦学特性,简要介绍了冰雪微观形态、物态变化以及更深层次地从微观和纳观层面研究冰雪摩擦机理;重点介绍现有国内外在室内与室外进行冰雪摩擦测试的方法和测试装置的差异及影响,并结合减摩特性的摩擦机理研究在运动器材设计中的运用进行了简要总结.最后,在未来的发展中应更加注重这几个方向的研究,为国内冰雪摩擦领域研究及冰雪运动器材设计产业提供理论支持.

关键词：冰雪滑动摩擦机理测试方法运动器材

滑动摩擦过程中摩擦热分配的实验及有限元仿真研究

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润滑与密封 2017年第3期42卷 23-27,101页

作者：崔成根田朋溢田煜清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084

摩擦热导致的温升对摩擦副的稳定性有重要影响,而以往对摩擦热及其在界面的分配有广泛的理论研究,但多乏实验测试的验证。实际摩擦过程中由于界面变化的复杂性,摩擦热的分配情况可能与理论预测不同。使用动态热电偶和红外测温的方法对... 详细信息

摩擦热导致的温升对摩擦副的稳定性有重要影响,而以往对摩擦热及其在界面的分配有广泛的理论研究,但多乏实验测试的验证。实际摩擦过程中由于界面变化的复杂性,摩擦热的分配情况可能与理论预测不同。使用动态热电偶和红外测温的方法对摩擦表面温升进行测量,并使用有限元方法对摩擦界面温度分配进行分析。有限元计算结果表明,固定摩擦副的导热系数高于运动摩擦副时,摩擦热分配呈现明显的时变特征。实验测量与有限元分析的对比表明,材料导热系数会影响磨损界面层对摩擦热的分配;当固定摩擦副的导热系数高于运动摩擦副时,输入固定摩擦副的热量的比例会降低,反之则会升高。

关键词：滑动摩擦摩擦热分配动态热电偶红外测温

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纹理表面滑动摩擦稳态摩擦学性能

中国机械工程 2018年第10期29卷 1141-1146页

作者：李万钟徐颖强孙戬刘楷安吴正海西北工业大学机电学院西安710072 西安石油大学机械工程学院西安710065

基于稳态滑动摩擦系统模型,采用球-盘摩擦副定量分析研究法向载荷、滑动速度、初始表面纹理和摩擦副材料对稳态摩擦因数的影响,得到稳态摩擦因数在不同工况下的变化规律。结果表明:滑动摩擦的稳态摩擦因数与磨损率正相关,周向纹理表面... 详细信息

基于稳态滑动摩擦系统模型,采用球-盘摩擦副定量分析研究法向载荷、滑动速度、初始表面纹理和摩擦副材料对稳态摩擦因数的影响,得到稳态摩擦因数在不同工况下的变化规律。结果表明:滑动摩擦的稳态摩擦因数与磨损率正相关,周向纹理表面的稳态摩擦因数最大,无纹理表面的稳态摩擦因数次之,径向纹理表面的稳态摩擦因数最小;无论何种初始表面形貌,随着转速的增加,稳态摩擦因数先减小后增大,随着法向载荷的增大,稳态摩擦因数呈增长趋势;较深较宽的表面纹理具有更大的稳态摩擦因数和更大的瞬时波动;稳态摩擦因数也与摩擦副材料的选取有关。

关键词：纹理表面滑动摩擦稳态摩擦因数球盘摩擦副

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无滑动摩擦容积泵的构造

机械工程学报 2020年第3期56卷 162-168页

作者：马龙贺英周元峰张彩明南洋理工大学计算机科学与工程学院新加坡639798 山东大学软件学院济南250101 山东高校未来智能计算协同创新中心烟台264025

容积泵是一种通过改变密闭空间的容积来实现流体输送的泵。密闭空间容积的改变是通过围成它的机械部件之间的相对运动实现的。目前的容积泵无法避免这些机械部件之间的滑动摩擦。如果能设计出使用滚动摩擦代替所有滑动摩擦的结构,则可... 详细信息

容积泵是一种通过改变密闭空间的容积来实现流体输送的泵。密闭空间容积的改变是通过围成它的机械部件之间的相对运动实现的。目前的容积泵无法避免这些机械部件之间的滑动摩擦。如果能设计出使用滚动摩擦代替所有滑动摩擦的结构,则可以让摩擦力大大减小,从而提高泵的效率和寿命。避免滑动摩擦的同时保证密封却是一个很有挑战性的几何设计问题。以正八面体为基本结构,通过在它的棱和面上放置特殊形状的转子和活塞,成功实现这种构造,并使用三维几何建模软件模拟了这种结构的工作过程。该工作不仅从理论上证实了无滑动摩擦的容积泵的可实现性,对高效率容积泵的设计也有着很强的应用价值。

关键词：容积泵滑动摩擦正八面体密闭空间

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圆锥滚子轴承三线交点对其滑动摩擦的影响

轴承 2022年第7期 19-22页

作者：潘隆王金成刘高杰王朋伟洛阳LYC轴承有限公司河南洛阳471039 航空精密轴承国家重点实验室河南洛阳471039

为减小圆锥滚子轴承滑动摩擦,建立轴承力学平衡方程,求得轴向位移、径向位移和角位移引起轴承三线(内、外圈滚道素线的延长线和滚子中心线)交点的径向偏移量,并分析了外滚道锥角、内滚道锥角、滚子大端直径、内滚道大端直径、内圈大挡... 详细信息

为减小圆锥滚子轴承滑动摩擦,建立轴承力学平衡方程,求得轴向位移、径向位移和角位移引起轴承三线(内、外圈滚道素线的延长线和滚子中心线)交点的径向偏移量,并分析了外滚道锥角、内滚道锥角、滚子大端直径、内滚道大端直径、内圈大挡边宽度、外滚道小端直径对轴承三线交点径向偏移量的影响,然后以各滚子接触载荷与三线交点径向偏移量乘积的绝对值之和为目标函数,以轴承装配高为约束条件,得到了轴承优化设计方法。用该方法对30212E圆锥滚子轴承进行优化设计,优化后轴承的滑动摩擦大幅降低,说明了优化设计方法的正确性。

关键词：滚动轴承圆锥滚子轴承滑动摩擦接触载荷偏移优化设计法

滑动摩擦下复合型裂纹疲劳扩展及剩余寿命研究

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滑动摩擦下复合型裂纹疲劳扩展及剩余寿命研究

作者：李扬东北大学

学位级别：硕士

实际工程结构中不可避免的会存在或产生疲劳裂纹,疲劳断裂是机械构件失效的重要原因,给人类的生命和财产安全带来了极大威胁。2024铝合金在众多领域有着广泛的应用,尤其是航天领域中不可或缺的材料。基于疲劳裂纹对机械构件寿命的重要... 详细信息

实际工程结构中不可避免的会存在或产生疲劳裂纹,疲劳断裂是机械构件失效的重要原因,给人类的生命和财产安全带来了极大威胁。2024铝合金在众多领域有着广泛的应用,尤其是航天领域中不可或缺的材料。基于疲劳裂纹对机械构件寿命的重要影响以及2024铝合金广泛的应用,深入研究含初始裂纹的2024铝合金在滑动摩擦和拉应力复合作用下的疲劳裂纹扩展规律,对机械构件寿命预测以及可靠性的优化评估具有重要的指导意义。本文基于线弹性断裂力学理论及扩展有限元方法,以含初始裂纹2024铝合金试件在滑动摩擦和拉应力复合作用下的疲劳裂纹扩展模型为研究对象,考虑初始裂纹长度a0、拉应力σ、法向载荷P和摩擦因数fs影响因素,通过试验和仿真模拟相结合的手段研究了裂纹的疲劳扩展,主要研究工作如下:首先,利用ABAQUS有限元软件建立滑动摩擦作用下的疲劳裂纹扩展模型,模拟了裂纹在滑动摩擦与拉应力复合作用下的扩展过程,发现裂纹扩展方向发生偏折,不再沿着初始裂纹方向扩展;考虑初始裂纹长度a0、拉应力σ、法向载荷P及摩擦因数fs等因素,研究了滑动过程中应力强度因子KⅠ、KⅡ的变化规律;研究了初始裂纹长度a0、拉应力σ、法向载荷P及摩擦因数fs等因素对裂纹开裂角θ的影响。其次,设计了可控裂纹预制装置实现了初始裂纹的预制;设计了一种拉应力施加夹具;利用HSR-2M高速摩擦磨损试验机对含初始裂纹的2024铝合金试件进行摩擦试验,考虑初始裂纹长度a0、拉应力σ和法向载荷P影响因素,研究了裂纹在滑动摩擦和拉应力复合作用下的疲劳扩展速率,并根据Paris公式提出相应条件下的疲劳裂纹扩展速率模型。最后,利用试验所得疲劳裂纹扩展速率模型估算含裂纹构件的剩余寿命,并将计算结果与FRANC3D分析的寿命计算结果进行对比,验证了所提剩余寿命估算模型的有效性。

关键词：疲劳裂纹扩展滑动摩擦开裂角应力强度因子寿命估算