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2017年 41卷 (2)期

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密封环挠性安装形式对干气密封动态追随性的影响
陈源, 彭旭东, 江锦波, 孟祥铠, 李纪云
2017, (2): 139-147.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.02.001
[摘要](24) [HTML全文](9) [PDF 8018KB](3)
摘要:
基于气体润滑理论, 并通过小扰动法建立了螺旋槽干气密封微扰膜压控制方程, 在高速高压条件下获得了气膜动态特性系数; 基于动力学相关知识, 在考虑转轴轴向振动的情况下, 利用气膜轴向动态刚度和阻尼系数分别求解了静环挠性安装、动环挠性安装和两环均挠性安装的干气密封挠性环运动方程. 在不同轴向激励振幅、激励频率、挠性环质量、弹簧刚度和辅助密封圈阻尼下分别研究了三种典型结构干气密封动态追随性并进行了对比分析. 结果表明:当轴向激励频率较高或挠性环质量较大时, 静环挠性安装干气密封在刚受到外界激励时膜厚突变相对严重, 动态追随性较差; 在轴向激励频率较低且挠性环质量较小时, 静环挠性安装干气密封相比动环挠性安装干气密封表现出更好的动态追随性; 在三种密封环挠性安装形式中, 两环均挠性安装干气密封动态追随性最好, 且具有绝对优势.
稀土改性对碳纤维增强聚酰亚胺复合材料在不同温度下摩擦学性能的影响
董凤霞, 侯国梁, 刘亮, 曹凤香, 刘昊, 阎逢元
2017, (2): 148-154.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.02.002
[摘要](13) [HTML全文](8) [PDF 5286KB](0)
摘要:
采用CSEM THT07-135 高温摩擦试验机, 研究了不同温度下碳纤维增强聚酰亚胺复合材料的摩擦磨损行为, 重点考察了稀土改性对复合材料摩擦学性能的影响. 结果表明; 稀土改性处理可以提高复合材料在测试温度范围内的减摩耐磨性能. 通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)对纤维改性前后的形貌进行分析, 发现稀土溶液对纤维表面具有一定的刻蚀作用, 进而提高了其比表面积; 通过XPS测试分析, 发现改性后的碳纤维表面的O、N含量增加, 从而提高了纤维表面的极性, 最终提高了纤维与树脂间的界面结合强度和材料的耐磨性能.
Cr4Mo4V轴承钢滚动接触疲劳和磨损性能研究
郭军, 杨卯生, 卢德宏, 李新宇
2017, (2): 155-166.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.02.003
[摘要](8) [HTML全文](26) [PDF 356KB](1)
摘要:
通过球棒滚动接触疲劳(RCF)试验机,研究了Cr4Mo4V轴承钢在4050润滑油润滑和0.18滑滚比条件下的滚动接触疲劳和磨损性能. 结果表明:Cr4Mo4V钢的应力-寿命(S-N)曲线数据分散性较大,疲劳寿命随着应力增加呈下降趋势. Cr4Mo4V钢滚动接触磨损主要为磨料磨损,黏着磨损和疲劳磨损,随着应力和时间增加磨损体积增加,滚道凹槽深度达到17 μm. 通过光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察试样棒剖面与滚道交界处疲劳裂纹,发现疲劳破坏类型主要有两种:起源于表面的剥落(SOF)和起源于白蚀区的剥落(WSF). 通过滚道径向切割抛光酸蚀显示Cr4Mo4V钢滚动接触疲劳影响区,随着应力和循环接触次数的增加,在次表层依次发现黑蚀区(DER)、白蚀区(WEA)和蝴蝶组织(BW). 表面碳化物的剥落坑,黏着磨损和疲劳磨损的凹坑导致了表面起裂、白蚀区和蝴蝶组织中的碳化物和夹杂导致微裂纹的产生,链状碳化物使裂纹往深处扩展.
氨基酸离子液体作为不同摩擦副润滑剂的性能研究
郭月霞, 乔旦, 韩云燕, 冯大鹏
2017, (2): 167-175.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.02.004
[摘要](43) [HTML全文](15) [PDF 6184KB](12)
摘要:
设计合成了三种具有不同官能团结构的氨基酸类离子液体, 采用SRV-Ⅳ微动摩擦磨损试验机考察了其作为Si3N4/Si3N4和钢/钢摩擦副润滑剂的摩擦学性能, 并与丙三醇进行对比, 采用扫描电镜和X射线光电子能谱仪分析磨斑形貌和表面元素的化学状态. 结果表明: 三种氨基酸类离子液体均能适用于两种摩擦副的润滑, 并具有良好的减摩抗磨性能. 羟基和羧基官能团的存在不仅有效增强了离子液体在基底上的物理吸附作用, 同时还促使其与摩擦副发生摩擦化学反应. 比较三种离子液体的摩擦学性能发现, 同时含有两个羧基的谷氨酸四丁基磷盐离子液体的减磨性能优于其他两种只含一个羟基或羧基基团的离子液体.
干摩擦条件下超声流变压铸高铁过共晶Al-Si合金磨损性能研究
林冲, 吴树森, 吕书林, 吴和保
2017, (2): 176-184.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.02.005
[摘要](8) [HTML全文](3) [PDF 4807KB](0)
摘要:
采用销盘式摩擦磨损试验机对干摩擦条件下超声流变压铸成形Al-17Si-2Fe-2Cu-1Ni-0.8Mn合金的磨损性能进行了研究. 结果表明: 在相同载荷下, 超声流变压铸试样的磨损率比液态压铸试样小. 长板条状δ-Al4(Fe, Mn)Si2相的细化以及气孔的消除使得合金的耐磨性能得以提高. 当载荷从50 N增至100 N时, 液态压铸和超声流变压铸试样的磨损率增幅均较大; 当载荷从100 N增至150 N时, 磨损率增幅变缓; 当载荷从150 N增至200 N时, 磨损率增幅又变大. 合金在低载荷(50 N)时, 磨损机理以氧化磨损为主; 当载荷介于100~150 N之间时, 以氧化磨损和剥层磨损相结合的方式为主; 在高载荷(200 N)时, 以剥层磨损为主.
热处理工艺对铸造汽车覆盖件模具钢的耐磨性研究
刘润, 张家玮, 刘家安, 朱先勇
2017, (2): 185-191.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.02.006
[摘要](6) [HTML全文](3) [PDF 2389KB](0)
摘要:
对不同淬火、回火温度与不同磨损条件下的铸造汽车覆盖件模具钢进行了磨损试验, 研究磨损率与回火温度、摩擦参数等因素的关系, 观察摩擦表面的显微组织和摩擦学性能. 结果表明: 试验用模具钢材料的耐磨性能与材料的硬度有一定关系, 与淬火、回火温度有很大关系, 更与磨损过程中加载载荷、滑动速率和摩擦距离等因素有关. 回火温度对模具钢材料的硬度和耐磨性起到了一定的作用, 500 ℃左右时硬度最大. 600 ℃回火后, 组织中主要成分变为马氏体与托氏体. 在滑动速率较高、回火温度较低时, 随着回火温度升高, 磨损率降低速度明显; 在加载载荷较大、回火温度较低时, 随着回火温度的升高, 磨损率降低速度明显. 不同的滑动速率以及加载载荷情况下的磨损机理主要为黏着磨损和磨粒磨损等两种.
不同阴离子插层双金属氢氧化物的制备及摩擦学性能研究
马立民, 侯凯明, 杨志刚, 杨生荣, 王金清
2017, (2): 192-198.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.02.007
[摘要](11) [HTML全文](4) [PDF 4819KB](0)
摘要:
本研究中利用尿素分解法、盐酸–氯化钠混合溶液法及离子交换法得到了一系列不同阴离子插层的层状双金属氢氧化物(Co-Al LDH)材料, 利用傅立叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪及扫描电子显微镜对它们的化学组成、晶体结构及颗粒形貌进行了分析表征. 利用SRV-1型微动摩擦试验机对含有不同阴离子插层LDH的PAO-8润滑油(质量分数为0.1%)的摩擦学性能进行了研究, 证明LDH材料的少量添加即可显著提高PAO-8在高载荷(150 N)下的摩擦学性能, 同时也发现插层阴离子的种类对LDH摩擦学性能的影响具有明显差异性.
功能化苯并三氮唑离子液体作为润滑油添加剂的摩擦学性能研究
屈孟男, 马雪瑞, 何金梅, 姚亚丽, 侯琳刚, 刘珊珊, 冯娟, 刘向荣
2017, (2): 199-205.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.02.008
[摘要](6) [HTML全文](3) [PDF 4600KB](0)
摘要:
本文作者通过两步法合成一种含酯基的功能化离子液体1-乙酸乙酯基苯并三氮唑四氟硼酸盐, 采用傅里叶红外光谱仪对其进行结构表征. 采用四球摩擦磨损试验机测其在葵花籽油中的摩擦学性能, 并与基础油进行对比. 采用光学显微镜, 扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)分别对钢球磨斑表面形貌和主要元素进行观察和分析. 结果表明: 该离子液体在葵花籽油中表现出良好的减摩抗磨效果; 与基础油相比, 当离子液体质量分数为1.5%时, 摩擦系数和磨斑直径均达到最小值, 分别减少了42.9%和33.3%. XPS结果表明摩擦过程中在接触面形成一层摩擦保护膜.
柴油发动机碳烟对缸套/活塞环摩擦学性能影响的研究
苏鹏, 熊云, 刘晓, 杨鹤, 范林君
2017, (2): 206-211.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.02.009
[摘要](6) [HTML全文](3) [PDF 7893KB](0)
摘要:
通过SRV IV摩擦磨损试验机考察了柴油机碳烟对柴油机缸套/活塞环摩擦副摩擦磨损性能的影响,借助扫描电子显微镜及能谱仪、三维表面形貌仪和拉曼光谱仪探讨了碳烟颗粒的摩擦学作用机理. 结果表明:碳烟颗粒在高载荷时可以降低缸套/活塞环摩擦副间的摩擦系数,但在低载荷时对摩擦系数影响不大;碳烟颗粒会加剧缸套的磨损,其磨损形式主要为磨粒磨损. 碳烟颗粒表现出减摩性的主要原因是其外层的乱层石墨在摩擦热和剪切作用下发生了剥离并在摩擦副表面形成了润滑膜.
齿科二硅酸锂玻璃陶瓷的滑动磨损行为
王雪松, 张珍珍, 李小成, 张少锋, 贺林
2017, (2): 212-217.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.02.010
[摘要](7) [HTML全文](3) [PDF 2662KB](0)
摘要:
在人工唾液润滑条件下, 利用销—盘磨损试验机研究了齿科二硅酸锂玻璃陶瓷的滑动磨损行为. 结果表明: 二硅酸锂玻璃陶瓷的磨损过程呈现显著的跑合磨损期, 且跑合期的磨损率远大于稳定磨损期的磨损率; 减小原始表面粗糙度可缩短跑合期, 降低跑合期的磨损率. 在二硅酸锂玻璃陶瓷的显微组织中, 虽然二硅酸锂晶体相比玻璃基体具有更高的硬度, 但在跑合磨损期却更容易发生剥落磨损, 造成跑合期磨损表面粗糙度的显著变化, 这种现象可能与二硅酸锂晶体具有较低的弹性断裂应变能力(H/E比值)有关.
18Ni(300)钢高速干滑动摩擦磨损特性研究
王云鹏, 孙琨, 杨思泽, 薛进进, 方亮
2017, (2): 218-224.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.02.011
[摘要](8) [HTML全文](3) [PDF 5604KB](0)
摘要:
利用销盘高速干滑动摩擦磨损试验机, 对18Ni(300)马氏体时效钢的摩擦磨损性能进行了研究, 应用JSM-6390A型扫描电子显微镜和X-衍射方法对摩擦磨损表面进行观察, 表征其摩擦表面的微观形貌、摩擦磨损的磨屑以及由于摩擦产热而引起的氧化物, 进而推断出磨损机制. 结果表明: 摩擦副的摩擦系数随载荷和速度的增加而下降;随着转速和载荷的增加, 销表面氧化物逐渐由FeO转变为Fe3O4, 其磨损机制由黏着磨损转变为严重的氧化磨损.
纯铁在球/面接触下的冲击微动磨损行为研究
王璋, 蔡振兵, 孙阳, 吴松波, 彭金方, 朱旻昊
2017, (2): 225-232.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.02.012
[摘要](7) [HTML全文](3) [PDF 18130KB](0)
摘要:
在自制的新型试验机上,以纯铁为考察对象开展了球/平面接触模式下的冲击微动磨损试验. 在改变冲击能量、冲击质量的情况下,研究了材料的冲击力学响应和磨损机制. 结果表明:在增大冲击能量的条件下,试样受到的冲击力和能量吸收率相应增加,磨损体积、磨损率也随之提高. 冲击动能相同时,增大冲击质量(降低冲击速度),冲击力峰值和能量吸收率进一步提高,磨损程度减轻. 纯铁的冲击磨损机制主要表现为剥层磨损,且磨痕区域发生了氧化行为,越靠近边缘,氧化程度越高.
倾斜椭圆微孔端面上游泵送气体密封流体动压特性
谢静, 白少先
2017, (2): 233-239.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.02.013
[摘要](7) [HTML全文](3) [PDF 3016KB](0)
摘要:
对倾斜椭圆微孔上游泵送气体密封的流体动压特性开展研究, 对转速、密封压力、密封间隙等不同操作参数和方向因子、倾斜角、孔深以及面积比等微孔参数对密封端面动压开启力和泄漏量进行了数值分析. 结果显示: 倾斜椭圆微孔上游泵送气体密封可产生明显的流体动压效应, 文中计算条件下动压效应使得开启力的增幅可达50%;高速条件下, 倾斜椭圆微孔上游泵送气体密封可形成完全的反向泄漏.
一个基于恢复时间的新剪稀模型及其对聚合油PAO 650流变特性的模拟
杨萍, 崔金磊, 刘晓玲, 杨沛然
2017, (2): 240-247.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.02.014
[摘要](6) [HTML全文](3) [PDF 5492KB](0)
摘要:
用球-杆比拟流体层上的分子, 通过分析两流体层上球-杆的接触、通过和恢复的过程,基于球-杆恢复到原状态的时间, 建立了一个新剪稀模型. 该模型虽然在形式上与Carreau模型有相似之处, 但其公式仅含有两个流变参数,且是经由严格的理论推导得到的. 通过与Carreau模型得到的广义黏度曲线的比较, 确定了新流变公式的待定参数. 在点接触流变热弹流润滑的数学模型中使用新流变公式, 数值模拟了大黏度聚合油PAO 650的流变特性,并与该油在文献中的试验曲线进行了比对. 结果表明新流变模型能够较好地模拟大黏度聚合油的流变特性,从而证实了其正确性. 进一步, 使用新公式计算得到了更多工况下的流变特性曲线, 光滑的、合理的曲线分布说明新流变模型具有广泛的适用性.
表面粗糙度特征对齿轮接触区润滑特性的影响
杨勇, 王家序, 周青华, 李文广, 杨万友
2017, (2): 248-256.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.02.015
[摘要](8) [HTML全文](3) [PDF 7164KB](0)
摘要:
大部分工程实际粗糙表面符合非高斯分布,并对齿轮接触副润滑特性有重要影响. 将渐开线齿轮啮合过程中齿面接触等效为三维无限长线接触,建立了一个可分析直齿轮和斜齿轮的混合弹流润滑计算模型;采用基于快速傅里叶变换的数值仿真方法生成给定参数的非高斯粗糙表面;运用该模型对直齿轮和斜齿轮啮合过程进行分析,求得不同表面粗糙度特征齿轮在各个啮合点的油膜厚度、接触区载荷以及接触区比例的情况. 结果表明:对于标准差相等的非高斯粗糙表面,偏度值对齿轮润滑状况的影响与工况紧密相关,在润滑良好的条件下,偏度值越小润滑状况越优;润滑恶劣的条件下,偏度值越大润滑状况越优;而在各种工况下,峰度值对齿轮润滑状况的影响都表现出峰度值越大润滑状况越优的特点.
温度对电沉积纯银镀层和纯银/银石墨复合镀层磨损性能和行为的影响
叶志国, 何庆庆, 刘磊, 韩钰, 陈川, 马光
2017, (2): 257-262.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.02.016
[摘要](10) [HTML全文](3) [PDF 0KB](0)
摘要:
本文中使用电沉积方法在铜基表面分别制备了纯银镀层和纯银/银石墨复合镀层,研究了不同温度下两种镀层的磨损性能和行为. 研究表明:室温至120 ℃,纯银镀层磨损机理为轻微的黏着磨损,摩擦系数稳定在0.35~0.45左右,磨损率为3×10-14 m3/(N·m)左右;240~480 ℃,镀层磨损机理为明显的黏着磨损,磨损率急剧增加,摩擦系数不稳定. 纯银/银石墨复合镀层在室温至240 ℃的磨损机理为轻微的黏着磨损,平均摩擦系数在0.1左右,磨损率增加缓慢;当温度超过240 ℃时,由于抗高温石墨膜的破裂,出现了严重的塑性变形;480 ℃时,复合镀层磨损机理主要表现为明显的磨粒磨损,摩擦系数不稳定,磨损率达到46×10-14 m3/(N·m),耐磨性优于纯银镀层.
渐开线直齿轮弹流润滑条件下的多轴疲劳寿命预估
张帆, 王文中, 赵自强, 孔凌嘉
2017, (2): 263-269.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.02.017
[摘要](6) [HTML全文](3) [PDF 6108KB](0)
摘要:
本文中基于弹流润滑分析和次表面应力建立了渐开线直齿轮多轴疲劳寿命计算模型. 相对于传统的单轴疲劳模型,考虑了齿轮固定点的应力历史和材料属性对疲劳寿命的影响,并可以得到齿轮在完整啮合过程中的寿命分布. 首先建立齿轮的有限长弹流计算模型,得到齿轮啮合过程中的油膜压力和油膜厚度,再根据油膜压力计算出次表面的应力分布;通过分析齿轮计算区域随啮合过程移动的关系,得到固定点的应力历史,再根据基于应力历史的多轴疲劳寿命模型对齿轮的完整啮合过程进行寿命预估. 计算分析了不同粗糙度幅值对轮齿各点寿命大小和分布的影响. 研究表明:齿面粗糙度对疲劳寿命的影响显著,随着粗糙度幅值的增大,表层下最大应力向齿面移动,导致低疲劳寿命区向齿面发展且逐步扩展到整个单齿啮合区;而表面粗糙度降低到一定程度则对疲劳寿命的影响变得不明显.
非晶碳基薄膜材料水环境摩擦学研究进展
关晓艳, 王永欣, 王立平, 薛群基
2017, (2): 270-282.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.02.018
[摘要](8) [HTML全文](3) [PDF 10142KB](0)
摘要:
海洋资源的开发利用和人们对环保意识的提高促进了水润滑体系的快速发展. 碳基薄膜材料以其高硬度、良好的化学稳定性、生物相容性和优异的减磨耐磨性能成为水润滑体系的最佳候选材料之一. 文中综述了近年来碳基薄膜在水基润滑介质中的摩擦学性能及其润滑机理研究进展, 并对碳基薄膜在水润滑体系中的潜在应用进行了展望,指出碳基薄膜将向着适应复杂多变环境的智能化及长寿命的方向发展.

期刊介绍

  • 创刊:1955年  双月刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院水生生物研究所;中国海洋湖沼学会
  • 主编:桂建芳
  • ISSN 1000-3207
  • CN 42-1230/Q

版权所有:《水生生物学报》编辑部

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