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氮化硅陶瓷轴承球的滚动摩擦磨损特性与损伤行为

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摩擦学学报 2024年

作者：魏万鑫苏云峰樊恒中宋俊杰张永胜胡丽天中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室

Si3N4陶瓷轴承球相比于钢球具有极限转速高，承载能力强，耐高温和耐酸碱腐蚀的优点，并表现出一定的自润滑性能，以绝对的优势作为滚动体被广泛用于高速轴承中，已成为高速、高精密轴承的关键部件。本文中通过模拟轴承真实服役工况的... 详细信息

Si3N4陶瓷轴承球相比于钢球具有极限转速高，承载能力强，耐高温和耐酸碱腐蚀的优点，并表现出一定的自润滑性能，以绝对的优势作为滚动体被广泛用于高速轴承中，已成为高速、高精密轴承的关键部件。本文中通过模拟轴承真实服役工况的运动方式，开展Si3N4陶瓷轴承球的滚动摩擦损伤特性研究，分别考察Si3N4陶瓷轴承球与轴承钢滚道在无润滑和脂润滑条件下的滚动摩擦磨损状态和表面损伤行为，剖析Si3N4陶瓷轴承球滚动摩擦损伤行为演变规律与损伤机制。结果表明：Si3N4陶瓷轴承球与滚道在滚动摩擦磨损过程中，润滑脂的引入显著降低了滚动摩擦系数，尤其缓解了Si3N4陶瓷轴承球的疲劳损伤行为；无润滑条件下，Si3N4陶瓷轴承球滚动摩擦损伤机制主要为疲劳损伤和黏着磨损，且伴有摩擦化学反应；脂润滑条件下，Si3N4陶瓷轴承球滚动摩擦损伤机制主要为磨粒磨损和微脆性断裂。

关键词：氮化硅陶瓷轴承球滚动摩擦磨损表面损伤

仿生侵蚀介质对滚刀/大理岩滚动摩擦磨损行为的影响

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表面技术 2023年

作者：杨康辉吴志鑫苏叶茂刘少锐郑靖周仲荣中铁工程服务有限公司西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室摩擦学研究所

目的对比去离子水和仿生侵蚀介质两种工况下滚刀/大理岩摩擦副在不同法向载荷作用下的滚动摩擦磨损行为，阐明仿生侵蚀介质对大理岩破碎去除和滚刀磨损的影响规律和作用机制，为化学手段辅助提升全断面隧道掘进机（TBM）破岩效率提供... 详细信息

目的对比去离子水和仿生侵蚀介质两种工况下滚刀/大理岩摩擦副在不同法向载荷作用下的滚动摩擦磨损行为，阐明仿生侵蚀介质对大理岩破碎去除和滚刀磨损的影响规律和作用机制，为化学手段辅助提升全断面隧道掘进机（TBM）破岩效率提供参考。方法表征自制仿生侵蚀介质对大理岩和H13钢滚刀的腐蚀性，基于自制滚压破岩模拟试验机研究滚刀/大理岩摩擦副的滚动摩擦磨损行为。结果仿生侵蚀介质对滚刀无明显腐蚀性，但会诱导大理岩表面产生次生裂隙和溶蚀孔，弱化岩石表面力学性能。法向载荷为45N、75N和105N时，相比去离子水工况，仿生侵蚀介质工况下的大理岩磨损体积分别提高25.3%、9.3%和17.5%，滚刀破岩比能分别下降28.3%、11.4%和20.0%，其中，45N时岩石表面破坏主要为矿物颗粒破碎剥落，75N时岩石去除量明显增大、表面形成密实核，105N时岩石表面发生显著开裂和去除。结论仿生侵蚀介质能促进大理岩破碎去除，降低滚刀磨损和破岩比能。仿生侵蚀介质的作用受岩石破坏形式影响，法向载荷较低时，岩石表面破坏以矿物颗粒剥落和密实核形成为主，仿生侵蚀介质仅作用于岩石表层、效果有限；高载时，岩石表面产生裂纹和开裂，利于仿生侵蚀介质向岩石内部渗透，刀具的破岩效率显著提高。

关键词： TBM滚刀大理岩仿生侵蚀介质滚动法向载荷摩擦磨损

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转速对水环境下纯铜滚动载流摩擦损伤的影响

摩擦学学报 2021年第3期41卷 365-372页

作者：孙逸翔宋晨飞李家伟张燕燕张永振机械科学研究总院集团有限公司武汉材料保护研究所有限公司湖北武汉430030 河南科技大学高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室河南洛阳471000

使用滚动载流摩擦试验机研究了水环境下转速对纯铜滚动载流摩擦性能和表面损伤的影响.转速从30 r/min增至480 r/min,水下摩擦系数从1.06降低至0.49,且水下摩擦系数远高于干态摩擦系数;水下接触电阻从0.57Ω升高至6.4Ω,且水下接触电阻... 详细信息

使用滚动载流摩擦试验机研究了水环境下转速对纯铜滚动载流摩擦性能和表面损伤的影响.转速从30 r/min增至480 r/min,水下摩擦系数从1.06降低至0.49,且水下摩擦系数远高于干态摩擦系数;水下接触电阻从0.57Ω升高至6.4Ω,且水下接触电阻比干态下更高.分析可能的机制如下:低转速时水主要表现出毛细作用,导致摩擦系数较高,材料表面发生明显的层片状剥落;高转速时水体现出部分润滑作用,摩擦系数降低,但"水压"作用导致材料表面发生疲劳剥落.不同转速下疲劳损伤形式转变是摩擦系数降低和水压作用增强竞争的结果.本文试验条件下表面损伤形式转变的临界转速在200~240 r/min之间.载流摩擦表面发生了电化学氧化,但由于低转速表面剥落严重,导致表面O:Cu原子个数比较低,接触电阻较低.

关键词：载流摩擦水环境滚动接触电阻转速

不同转速下纯铜滚动载流摩擦副的电弧行为及电损伤

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机械工程学报 2021年第15期57卷 168-176页

作者：李家伟张燕燕宋晨飞孙逸翔陈天骅张永振河南科技大学高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室洛阳471023 机械科学研究总院集团有限公司武汉材料保护研究所有限公司武汉430030

采用FTM-CF100型滚动摩擦磨损试验机,以铜盘对滚摩擦副为例研究了转速对滚动载流摩擦性能规律和损伤机制的影响,重点关注了滚动摩擦电弧行为和摩擦副表面电损伤。随着转速的增加,平均滚动载流摩擦因数逐渐减小且总是高于机械摩擦因数,... 详细信息

采用FTM-CF100型滚动摩擦磨损试验机,以铜盘对滚摩擦副为例研究了转速对滚动载流摩擦性能规律和损伤机制的影响,重点关注了滚动摩擦电弧行为和摩擦副表面电损伤。随着转速的增加,平均滚动载流摩擦因数逐渐减小且总是高于机械摩擦因数,实时电流更容易出现剧烈波动。同时,高转速下电弧出现的初始时间更早,燃弧率和电弧能更高。高转速下不稳定的接触可能提供了放电间隙,容易诱发电弧。一旦形成电弧,表面损伤机制从低转速时的机械损伤主导转变为机械损伤和电弧烧蚀并存。电弧放电导致实时电流剧烈波动,电弧烧蚀导致摩擦表面氧化严重,接触电阻上升。

关键词：滚动载流摩擦转速电弧

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基于边界积分方程求解二维移动滚动接触问题

科学技术与工程 2023年第2期23卷 471-477页

作者：舒小敏米栋中国航发湖南动力机械研究所株洲412002

工程机械中,由于接触体之间的相对运动造成的损伤或疲劳一直是研究的重点。然而相对运动中,接触相对位置不断变化。为保证接触区应力精确模拟,需对所有可能接触区网格进行加密。为避免这一问题,采用网格更新法,保证仅当前时刻可能接触... 详细信息

工程机械中,由于接触体之间的相对运动造成的损伤或疲劳一直是研究的重点。然而相对运动中,接触相对位置不断变化。为保证接触区应力精确模拟,需对所有可能接触区网格进行加密。为避免这一问题,采用网格更新法,保证仅当前时刻可能接触区网格需加密,并保证接触区节点一一对应。同时采用旋转坐标系法,推导出边界积分方程移动滚动前后时刻的等价性,避免积分重复计算。基于上述方法,提出二维移动滚动接触问题解方法并利用数值算例证明本文方法的有效性。

关键词：移动滚动接触边界积分方程

纯铜滚动载流摩擦副在不同载荷和电压作用下的失效研究

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机械工程学报 2019年第9期55卷 63-70页

作者：宋晨飞孙毓明张燕燕孙逸翔张永振河南科技大学高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室洛阳471023 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室兰州730000 机械科学研究总院武汉材料保护研究所武汉430030

采用FTM-CF100载流摩擦试验机,以纯铜对滚配副为例研究了滚动载流摩擦副的失效行为和失效机制。随着测试时间的增加,摩擦因数首先保持平稳然后逐步上升,传导的电流在初期较快增加后保持稳定,在此过程中摩擦因数和电流的波动性增加。经... 详细信息

采用FTM-CF100载流摩擦试验机,以纯铜对滚配副为例研究了滚动载流摩擦副的失效行为和失效机制。随着测试时间的增加,摩擦因数首先保持平稳然后逐步上升,传导的电流在初期较快增加后保持稳定,在此过程中摩擦因数和电流的波动性增加。经过至少180 min运行后,保持电压不变时最终得到的摩擦因数和电流随载荷的增加而增加,且高载荷有利于获取较低的载流/摩擦波动性;保持载荷不变时高电压下摩擦因数更高而且波动性更大,均高于无电流情形。滚动载流摩擦副性能失效表现为摩擦因数的大幅上升以及电流波动性恶化,增加载荷和电压均加速失效过程。结合微观表征,推测在高压力和电阻热的作用下表面微凸峰易发生形变,造成载流摩擦表面粗糙度下降,因而真实接触面积增加从而电流上升;但此时铜材料易产生黏着,引起摩擦因数的升高;载流摩擦表面的局部氧化和氧化磨粒导致了载流/摩擦的波动性加剧。

关键词：滚动载流摩擦失效

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胡萝卜片微波-热风滚动床干燥物料特性研究

农业机械学报 2019年第6期50卷 352-358页

作者：吕为乔宿佃斌王天行赵丹马季威李栋中国农业大学工学院北京100083 中国农业机械化科学研究院北京100083

为了改善微波干燥果蔬的物料特性,通过搭建的微波热风滚动床干燥(Microwave hot-airflow rolling drying, MARD)试验台,研究了胡萝卜片在MARD不同干燥阶段的热像变化,通过低场核磁共振分析与成像(Low-field nuclear magnetic resonance ... 详细信息

为了改善微波干燥果蔬的物料特性,通过搭建的微波热风滚动床干燥(Microwave hot-airflow rolling drying, MARD)试验台,研究了胡萝卜片在MARD不同干燥阶段的热像变化,通过低场核磁共振分析与成像(Low-field nuclear magnetic resonance analysis and imaging, NMR/MRI)研究了胡萝卜片在MARD不同干燥阶段水分状态和水分分布,试验还测得在对应干燥阶段胡萝卜片介电常数ε′和介电损耗因子ε″的变化规律。通过分析物料的脱水过程和干燥品质发现,MARD过程干燥速度逐渐降低,物料温度分布均匀,随着干燥进行温度稳定在设定范围;NMR波谱下的水分信号量逐渐降低且主峰向左移,水分的活跃程度降低;MRI信号显示,MARD干燥过程中水分分布均匀;随着MARD进行,物料介电常数ε′和介电损耗因子ε″显著降低,边缘部位介电损耗比心部低,随着干燥的进行,这种差别逐渐减小,说明由介电特性差异导致的微波干燥不均的影响在MARD过程中减弱。

关键词：胡萝卜片微波干燥滚动热风介电特性

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载荷和电压对纯铜滚动载流摩擦学性能的影响

摩擦学学报 2018年第1期38卷 67-74页

作者：岳洋孙逸翔孙毓明宋晨飞逄显娟张永振河南科技大学高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室河南洛阳471023 机械科学研究总院武汉材料保护研究所湖北武汉430030 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州730000

基于FTM-CF100型滚动载流摩擦试验机,研究了纯铜滚动载流摩擦副在不同载荷和外加电压下的性能变化规律,并利用扫描电子显微镜、白光干涉三维形貌仪等对摩擦表面进行微观分析,揭示了稳态运行时性能变化的机理.研究表明:增加载荷和增加电... 详细信息

基于FTM-CF100型滚动载流摩擦试验机,研究了纯铜滚动载流摩擦副在不同载荷和外加电压下的性能变化规律,并利用扫描电子显微镜、白光干涉三维形貌仪等对摩擦表面进行微观分析,揭示了稳态运行时性能变化的机理.研究表明:增加载荷和增加电压均促进粗糙接触表面发生形变,真实接触面积的增加降低了接触电阻,摩擦区域粗糙度的改善提高了动态摩擦系数和动态电阻的稳定性.但电阻热促进材料黏着,因而同一载荷下载流摩擦系数高于单纯机械摩擦系数,且随外加电压的增加持续增加.

关键词：载流摩擦滚动摩擦系数接触电阻

滚动编制政府投资规划和资本预算增强积极财政政策实施力度

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宏观经济管理 2017年第12期 17-19页

作者：范必中国国际经济交流中心

2009年以来，我国一直实施积极财政政策。这对于稳增长、调结构发挥了重要作用。但是，在实际执行中，存在着政府投资总量不清、进度不明，分散融资、碎片化使用，资金沉淀、债务风险累积等问题，削弱了积极财政政策的效能。

关键词：积极财政政策资本预算投资规划政府力度编制滚动 2009年