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2017年 41卷 (5)期

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考虑股线接触与摩擦行为的710 mm2碳纤维复合芯导线(ACCC)股线损伤分析
陈平, 马勇, 万建成, 江明, 汤广瑞, 周亚傲
2017, (5): 565-573.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.05.001
[摘要](73) [HTML全文](43) [PDF 3109KB](4)
摘要:
利用扫描电镜观察710 mm2碳纤维复合芯导线(ACCC)过滑车试验后股线的磨损形貌,分析滑车底径对股线损伤的影响及股线损伤机制. 同时,考虑股线间的接触与摩擦行为,建立导线全尺寸模型进行导线过滑车非线性动力学有限元分析. 试验结果表明:导线过滑车后股线出现塑性变形与磨损,在股线表面初始磨损处以黏着磨损的形式扩展,且股线损伤随滑车底径的增大有所改善;数值分析表明:股线等效塑性应变与摩擦能量损耗开始于导线过滑车时的弯曲过程,且随滑车底径增大而减小,股线损伤的模拟结果与试验情况吻合. 在此基础上,研究股线间摩擦系数对股线损伤影响,得到股线损伤随摩擦系数的减小而减小. 研究初步认为滑车底径为30倍导线直径时股线损伤在可接受范围内.
树脂基复合材料摩擦片摩擦学性能研究
杜嘉俊, 朱永梅, 谭雪龙, 周元凯, 唐文献
2017, (5): 574-580.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.05.002
[摘要](101) [HTML全文](58) [PDF 5301KB](2)
摘要:
摩擦片的摩擦磨损性能严重影响盘式制动器的使用寿命和客车行驶的安全性. 以灰铸铁HT250圆盘为对偶件,利用销盘式摩擦磨损试验机,在不同温度下对树脂基复合材料摩擦片的摩擦系数和磨损率进行研究,同时应用JSM-651010LA型扫描电子显微镜、HGP-7500型光电直读光谱仪和HXD-1000TMSC型显微硬度测试仪对摩擦磨损表面进行观察和测量,表征其摩擦表面的微观形貌和测定微观硬度,进而推断其磨损机理. 结果表明:在不同温度下,平均摩擦系数和磨损率均随着温度的升高先增加后降低;随着温度升高,摩擦层的面积和其微观硬度的变化和平均摩擦系数、磨损率的变化规律基本相同;在高温摩擦磨损过程中,黏着磨损占主导作用,同时伴随着切削磨损.
不同配副下ZrB2-SiC复相陶瓷的摩擦学性能
海万秀, 陈浩, 吕晋军, 刘利盟, 江涌, 陈宇红, 吴澜尔
2017, (5): 581-586.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.05.003
[摘要](17) [HTML全文](11) [PDF 6876KB](1)
摘要:
以微米级ZrB2和SiC粉末为原料,采用热压烧结制备ZrB2-SiC复相陶瓷,考察了SiC含量,摩擦对偶,速度和载荷对ZrB2-SiC复相陶瓷摩擦磨损特性的影响. 结果表明:ZrB2-SiC复相陶瓷的摩擦系数和磨损率对SiC含量和摩擦对偶的变化较为敏感,速度和载荷变化,摩擦系数和磨损率的波动较大;以WC为对偶,速度0.1 m/s,载荷5 N时的ZrB2-SiC复相陶瓷的平均摩擦系数和磨损率分别仅为0.4和2.41×10–4 mm3/(N·m). ZrB2-SiC复相陶瓷的磨损机制以机械磨损为主,伴有轻微摩擦氧化,摩擦层的形成有利于摩擦系数的减小.
基于分子动力学方法的多层石墨烯超滑失效机理分析
陈晶晶, 王成鑫, 林强
2017, (5): 594-601.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.05.005
[摘要](15) [HTML全文](15) [PDF 6088KB](1)
摘要:
本文作者采用混合势函数(Lennard-Jones势和REBO势),基于Verlet算法动态模拟了金刚石探针(100)与多层石墨烯间的压入和滑动摩擦过程,分析了不同压深下多层石墨烯的摩擦力及平均摩擦系数变化的特点,统计了不同压深下的层间键合作用、层内断键数量以及实际原子接触面积,阐述了多层石墨烯超滑失效的机理. 结果表明:压深对多层石墨烯间的超滑失效有着重要影响,探针压深增加导致的摩擦力振幅上升与悬空石墨烯压缩应变增加产生的影响非常相似;6.1 Å是石墨烯超滑失效的临界压入深度值,压深小于6.1 Å时,石墨烯有着明显的超滑特性,且摩擦力变化周期不受压深的影响,并等于石墨烯晶格常数;压深大于6.1 Å后,摩擦力变化完全失去周期性,探针在滑动中需要克服的势垒急剧上升,摩擦力显著增大,超滑明显失效. 当压深为6.1 Å时,石墨烯层间开始出现键合作用,层内也出现断键现象,且随压深的增加越加剧烈,层内的断键和层间键的形成是引起石墨烯超滑失效和摩擦力突变的主要原因,而实际原子接触面积与此突变的相关性很小.
椭圆微孔端面机械密封泄漏率与几何收敛点的关系
张科, 吉华, 李岩霖, 战琳月, 陈志
2017, (5): 602-609.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.05.006
[摘要](8) [HTML全文](5) [PDF 3098KB](1)
摘要:
采用解析法和数值计算相结合的方法,解释椭圆微孔端面机械密封的方向角所引起的几何特性改变如何影响到泄漏率. 首先,得到了不同方向角下,椭圆沿速度方向上的几何收敛点的解析解. 然后,基于质量守恒的JFO空化边界条件建立数值计算模型,分析了液膜的压力分布,并使用最高压力点的坐标来近似表征高压区的位置,得到了方向角与最高压力点的关系. 接着,通过对比,发现几何收敛点和最大压力点位置一致,并分析了原因. 最后,分析了在不同结构参数和操作参数下方向角对泄漏率的影响规律,通过分析得到,方向角的改变,使几何收敛点的位置发生改变,从而改变高低压区的分布,当高压区靠近泄漏出口时,泄漏率大;当高压区远离泄漏出口时,泄漏率小.
合成酯型摩擦改进剂的制备及摩擦学性能研究
赵燕, 李维民, 王晓波, 王静
2017, (5): 610-617.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.05.007
[摘要](10) [HTML全文](6) [PDF 1972KB](1)
摘要:
通过酯交换以及酯化反应制备了一种新型合成酯型润滑添加剂(SE). 采用四球试验机对比考察了SE与甘油单油酸酯(GMO)在聚α烯烃(PAO)基础油以及发动机油中的摩擦学性能. 研究了不同添加浓度、载荷和温度对其摩擦学性能的影响规律. 结果表明:SE在PAO以及发动机油中均具有良好的减摩、抗磨损性能,其中SE的减摩性能优于GMO而抗磨损性能则相反,同时对SE与GMO在PAO中的摩擦学机理进行了探讨. 加压差示扫描量热试验表明由于受阻酚官能团的存在,SE在PAO以及发动机油中均表现出一定的抗氧化性能.
热处理对Al-Si-Cu合金力学性能、显微组织与磨损性能的影响
刘光磊, 张令喻, 李茂军, 万浩, 丁冉, 司乃潮
2017, (5): 618-624.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.05.008
[摘要](29) [HTML全文](12) [PDF 12668KB](1)
摘要:
研究了不同热处理条件下Al-Si-Cu合金的力学性能、显微组织及磨损性能. 结果表明:与铸态合金相比,T6态合金的晶粒最为细小,Si、Al2Cu和AlFeMnSi第二相尺寸变小、变圆整且分布均匀,其力学性能和耐磨性能最好. 当载荷小于500 N时,T6态和铸淬态合金的耐磨性能相当,二者表现为磨粒磨损;载荷为500~1 000 N时,Si相受水平方向塑性流变应力作用均匀分布在磨面表面,改善了润滑效果使摩擦系数降低,虽然开始向黏着磨损机制转变,但合金仍保持了较好的耐磨性能;载荷大于1 000 N时,Si相和Al2Cu相周围出现了微裂纹和严重的撕裂状的塑性变形,摩擦系数增大,逐步向剥层磨损转变,合金耐磨性能显著下降.
润滑条件下铜锌合金表面粗糙度对磨损率的影响
刘麟, 杨超, MartinDienwiebel
2017, (5): 625-630.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.05.009
[摘要](53) [HTML全文](26) [PDF 852KB](2)
摘要:
采用基于原位全息显微技术和放射性核素技术的试验装置对润滑条件下的CuZn36和100Cr6进行了摩擦磨损试验,分析了CuZn36在试验过程中的摩擦磨损特性,以及摩擦系数、磨痕表面粗糙度和实时磨损率之间的关系,进而建立了关于表面粗糙度的磨损模型,并通过拟合优度方法对磨损模型进行了评价. 结果表明:在试验磨合的初始阶段,CuZn36表面平整性被迅速破坏而产生了较高的磨损率,随着试验的进行,磨痕表面的强化层逐渐形成,表面粗糙度和实时磨损率逐渐降低并趋于稳定. 磨损模型的拟合优度R2的计算结果为90.23%,说明建立的磨损模型能够对给定工况下的实时磨损率进行较为准确的预测.
花状O-MoS2添加剂的制备及摩擦学性能研究
孙天华, 杨生荣, 马立民, 杨志刚, 王金清
2017, (5): 631-638.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.05.010
[摘要](20) [HTML全文](10) [PDF 9112KB](2)
摘要:
利用一步水热法制备了氧并入二硫化钼(O-MoS2)纳米花,该纳米花由大量O-MoS2纳米片组装而成. 由于氧元素的并入,使得MoS2中(002)晶面间距从6.15 Å增大至10.5 Å. 利用SRV-I微振动摩擦磨损试验机考察了O-MoS2纳米花作为添加剂在PAO-8基础油中的摩擦学性能,结果表明:O-MoS2纳米花的加入可显著改善PAO-8油的减摩抗磨性能,这主要是由于膨胀的层间距有利于MoS2沿(002)晶面发生滑移. 其中,当O-MoS2纳米花的添加含量为0.1 mg/mL时,润滑油的抗磨损性能最佳.
CrAlN涂层海水环境腐蚀磨损行为研究
汪陇亮, 孙润军, 单磊, 王永欣
2017, (5): 639-646.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.05.011
[摘要](12) [HTML全文](7) [PDF 2428KB](1)
摘要:
采用多弧离子镀在316不锈钢上沉积CrAlN涂层,用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征涂层的成分和结构,纳米压痕和划痕仪分别测试涂层的硬度和结合力. 通过球-盘往复式摩擦磨损试验机在海水环境下测试涂层腐蚀磨损性能,并用电化学工作站实时监测其摩擦过程中的电化学特性. 结果表明:CrAlN在有摩擦的条件下,涂层极化曲线的阳极区域存在较为明显的钝化区,抑制了涂层进一步腐蚀. 在阳极电位下,涂层的摩擦系数随着加载电位的增加显著降低. 随着加载电位的升高,涂层的磨损量也相应地增大. 在阳极电位0.5 V下的磨损量是阴极电位–1 V下的2.99倍. 在0 V时,磨损促进腐蚀的损失量,约占总损失量的 13.71%. 在–1 V,–0.5 V,–0.25 V,OCP,0 V下的磨损机理主要为磨粒磨损和塑性变形,而在0.25 V,0.5 V下的磨损机理主要为疲劳点蚀.
沟槽表面填充材料对界面摩擦振动噪声的影响
王东伟, 莫继良, 张琦, 朱章扬, 周仲荣
2017, (5): 647-655.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.05.012
[摘要](17) [HTML全文](10) [PDF 12404KB](1)
摘要:
采用机械加工方式,在基体(蠕墨铸铁)表面加工出平行且等间距的沟槽,并在沟槽中分别填满铝材料和锻钢材料,对该填充材料试样和基体试样进行界面摩擦噪声试验,并采用数值模拟方法加以分析,得出界面摩擦振动噪声行为在不同沟槽填充材料下的变化特性,并将不同界面摩擦磨损行为与振动噪声动态关联起来. 试验及数值模拟结果表明,在沟槽中填充铝材料加剧界面磨损,增大摩擦系数,并加速系统不稳定振动的产生,增大噪声强度,而在沟槽中填充钢材料能有效延缓界面不稳定振动和摩擦尖叫噪声信号的产生. 此外,计算结果表明,界面磨擦磨损行为导致的界面接触非线性特性是产生多频率不稳定振动和噪声的重要因素.
船舶水润滑尾轴承当量半径等效计算及其摩擦学性能研究
吴祖旻, 盛晨兴, 郭智威, 李福弘
2017, (5): 656-662.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.05.013
[摘要](30) [HTML全文](18) [PDF 1158KB](2)
摘要:
水润滑尾轴承摩擦磨损性能是影响船舶工作性能的主要因素之一,合理预测水润滑尾轴承工作过程中的摩擦系数对其性能评估具有重要意义. 目前对于水润滑尾轴承摩擦系数的理论计算公式已经存在. 但由于销盘试验下无法有效获取当量半径,公式在销盘试验条件下的实用性不佳. 对此在总结了边界润滑条件下,水润滑尾轴承摩擦机理的基础上,通过在CBZ-1销盘试验机上进行大量试验来进行当量半径等效参数计算公式的总结与摩擦系数经验公式的验证. 研究结果表明:(a) 在使用理论摩擦系数计算公式的前提下,当量半径等效参数公式拟合合理,具备较高准确性;(b) 试验材料的理论摩擦系数与实际摩擦系数误差较小,为同类型试验摩擦性能研究提供了理论与试验基础;(c) 水润滑尾轴承材料在工作过程中的摩擦力来源主要分为滞后摩擦力、犁沟摩擦力以及黏着摩擦力. 当其处于边界润滑状态下时,滞后摩擦力为主要的摩擦力来源. 该研究为水润滑尾轴承的等效当量半径在销盘试验条件下的应用提供了试验基础.
Al元素对Ni基合金摩擦学性能的研究
杨素兰, 王文珍, 马勤, 贾均红
2017, (5): 663-669.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.05.014
[摘要](35) [HTML全文](31) [PDF 13367KB](3)
摘要:
利用高能球磨和真空热压烧结技术制备了NiCrMo和NiCrMoAl两种不同的合金. 研究了Al元素对合金的微观组织结构和机械性能的影响,考察了不同温度(RT~900 ℃)条件下合金的摩擦磨损性能,并对磨损机理进行分析. 结果表明:Al元素的加入减少了合金粉末的团聚,促进了烧结过程中合金晶粒的长大,提高了合金的致密度和硬度;尤其在高温摩擦环境中,与NiCrMo合金相比,含有Al元素的NiCrMoAl合金能在摩擦表面形成由MoO3、NiO和NiMoO4等组成的摩擦层,且没有Cr2O3硬质相的生成,极大提高了其高温下的摩擦学性能.
均压槽结构形状对静压干气密封性能影响分析
赵艳凤, 彭旭东, 江锦波, 陈源, 赵文静
2017, (5): 677-685.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.05.016
[摘要](100) [HTML全文](34) [PDF 1746KB](5)
摘要:
静压干气密封(DGS)中的均压槽起着均布压力和二次节流的作用,开展了典型形状均压槽静压DGS的性能对比和结构优选. 基于静压气体润滑理论,建立了圆形、椭圆形、扇形和环形等四种典型均压槽静压型DGS的几何模型和数学模型,采用有限差分法求解获得了四种均压槽静压型DGS端面的膜压分布和稳态密封性能参数,分析了径向开槽比和周向开槽比对四种均压槽静压型DGS密封性能的影响规律;以获得较大的密封开启力和气膜刚度为目标,计算得到了均压槽径向开槽比和周向开槽比的优选值范围. 结果表明:当均压槽径向开槽比0.15<Wd<0.45时,环形均压槽静压型DGS可获得较大的开启力和气膜刚度,其他三种均压槽静压型DGS的径向开槽比优选值范围为0.3<Wd<0.45;扇形和椭圆形均压槽静压型DGS具有相似的密封性能,其密封性能仅次于环形均压槽静压型DGS;当均压槽周向开槽比0.6<Lθ<1.0时,扇形均压槽静压型DGS可获得较大的开启力和气膜刚度.
大气环境空间用铜基摩擦材料摩擦学行为及可靠性寿命研究
钟爱文, 姚萍屏, 肖叶龙, 张忠义, 周海滨, 樊坤阳, 贡太敏, 赵林
2017, (5): 686-694.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.05.017
[摘要](16) [HTML全文](10) [PDF 12594KB](4)
摘要:
本文中采用自主开发的空间摩擦试验机,模拟空间用摩擦副大负荷服役条件(400 N)进行摩擦循环试验,考察了大气环境下空间用铜基粉末冶金摩擦材料的摩擦磨损特性,探讨了摩擦副的可靠性寿命并揭示了其摩擦磨损机理. 研究结果表明:摩擦副在模拟大负荷摩擦循环试验中,可划成三个阶段:第一阶段属可靠性使用阶段,摩擦系数合适而稳定,磨损机理以磨粒磨损和氧化磨损为主;第二阶段,摩擦特性发生失稳,摩擦系数周期性变化,磨损机理以氧化磨损为主,接触疲劳磨损为辅;第三阶段,摩擦系数波动较大,磨损机理转变为严重的接触疲劳磨损和氧化磨损,材料失效.
摩擦电物理和摩擦电化学机理的研究进展
江泽琦, 方建华, 陈飞, 王鑫, 陈波水, 谷科城, 吴江, 王九
2017, (5): 695-706.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.05.018
[摘要](19) [HTML全文](9) [PDF 2627KB](3)
摘要:
本文作者按照摩擦系统中的不同润滑状态,综述了干摩擦、边界润滑、薄膜润滑和流体润滑四种润滑状态中的摩擦电物理和摩擦电化学现象及相关机理的研究进展,总结了相关研究领域中当前存在的问题并指出了今后值得深入探索的几个方向,以期为摩擦学工作者从电磁学的角度完善和发展摩擦学的理论和实践提供有益的借鉴和参考.

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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