摘要:利用超声脉冲回波法可以测量机械结合面间的压力分布，但是其测量精度受界面接触条件的影响，如压力加载历史、表面粗糙度、接触介质等。根据超声在接触界面的传播机制，分析得到接触界面回波能量系数与界面接触压力之间的关系模型；搭建室内超声检测系统，加工不同粗糙度的接触表面，准备不同的润滑介质，对不同接触条件的试件进行压力加载试验，得到结合面回波能量系数随压力变化的曲线。结果表明：首次加载过程所得曲线明显区别于后几次加载，随循环次数的增加，所得曲线逐渐趋于重合；相同接触压力下，接触表面粗糙度越大，回波能量系数越大；相同接触压力下，接触介质的物质属性不同以及与不同粗糙度的表面相互作用时，回波能量系数有所不同。研究表明，载荷加载历史、接触表面形貌及接触介质都是影响超声在接触界面传播的主要因素，研究结果对结合面接触应力分布的准确测量具有参考价值。

摘要:针对圆柱滚子轴承中滚子-滚道弹流接触副，建立有限长线接触非稳态弹流润滑模型，利用追赶法、快速傅里叶变换和Newmark技术数值求解接触副在自由振动下的衰减曲线。以刚体接近距离的变化作为判断接触副振动的标准，结合弹流润滑模型和有阻尼系统的自由振动模型，给出预测滚子-滚道弹流接触副动力学参数的方法，考察初始扰动量、润滑剂黏压系数、滚子长度和载荷对刚度和阻尼系数的影响。结果表明：小扰动下，初始扰动量大小对刚度和阻尼系数的影响可忽略不计；弹流润滑下的刚度小于干接触下的Hertz接触刚度；增加润滑剂黏压系数、滚子长径比和载荷，均可增大弹流接触副的刚度系数；阻尼系数随润滑剂黏压系数的增加而减小，随滚子长径比的增加而增加，随一定范围内载荷的增加而减小。

摘要:为探究不同表面形貌对粗糙接触界面液体润滑特性的影响，基于有限差分法结合雷诺方程和膜厚方程，研究阶梯形貌、波纹形貌、随机形貌和峡谷形貌4种不同粗糙接触界面液体润滑时的载荷分布及规律。研究发现：4种粗糙表面的三维载荷分布规律都与其表面形貌相对应，在波“峰”处载荷大，摩擦力随载荷的增大而增大，在波“谷”载荷小，摩擦力随载荷减小而减小；4种粗糙表面的载荷随表面展开面积比的变化趋势却有所不同；随表面展开面积比的增大，阶梯形貌表面的载荷呈线性增大，波纹形貌表面的载荷基本不变，随机分布形貌表面的载荷呈增大趋势，峡谷形貌表面的载荷呈先增大后减小的变化趋势。研究结果可以进一步补充现有表面形貌表征和流体润滑等相关研究理论。

摘要:根据角接触球轴承自旋运动特征，同时考虑弹流润滑效应，建立角接触球轴承考虑自旋运动的弹流润滑模型；采用多重网格法求解弹性变形，利用有限差分法迭代求解雷诺方程，得到较为精确的数值解；分析不同赫兹接触压力、滚道表面粗糙度下自旋对角接触球轴承弹流润滑和油膜刚度的影响。结果表明：考虑自旋时随着Hertz接触压力、自旋角速度增大，油膜厚度减小，油膜压力增大，油膜承压区域呈细长状，并向接触中心靠近；随着滚道表面粗糙度幅值增大，油膜压力和膜厚均出现了波动，且考虑自旋运动时，轴承油膜厚度明显减小，油膜局部压力峰值更大；随着卷吸速度、润滑油黏度增大，油膜刚度减小，而考虑自旋运动时油膜刚度值更大；随着自旋角速度增大，油膜刚度逐渐增大。

摘要:为改善丁腈橡胶水润滑轴承的摩擦学性能，以丁腈橡胶为基体，通过添加不同量的超高分子量聚乙烯（UHMWPE）粉末（分别为丁腈橡胶量的12%、50%、100%）制得3种复合材料；分析不同复合材料的结构，研究其在水润滑条件下的摩擦磨损特性，并与纯丁腈橡胶和纯UHMWPE材料进行对比。结果表明：制备的UHMWPE与丁腈橡胶复合材料中，UHMWPE以分散相的形式分布在丁腈橡胶基体中，分布较为均匀；UHMWPE的加入提高了丁腈橡胶材料的自润滑性能，其中UHMWPE的添加量为丁腈橡胶的50%和100%时复合材料在低速时的摩擦因数明显减小；UHMWPE的加入提高了丁腈橡胶基体的硬度，改善了复合材料摩擦表面的挤压变形，使得复合材料的磨损量有所降低。研究表明，一定添加量的UHMWPE添加量可明显改善丁腈橡胶水润滑轴承的摩擦学性能，其最佳添加量为丁腈橡胶的50%。

摘要:采用数值模拟方法，分析在不同速度和不同结构参数条件下微凸体织构的摩擦副润滑过程,研究在流体润滑条件下摩擦副表面的微凸体织构诱导空化效应的规律。结果表明：增加表面之间相对运动速度、微凸体织构的宽度或高度、微织构前段和后端的角度，均能导致空化区域面积增加，〖JP2〗使诱导空化现象更加明显；空化效应的出现抑制了微凸体后端负压区压力的降低，使得摩擦副的承载能力提高；空化效应可使界面之间由液体润滑转变为局部的气体润滑，使得界面之间摩擦因数的数值明显减小；考虑空化效应时，具有微凸体织构的摩擦副的承载力比不考虑空化效应时提高了35~74倍，摩擦因数降低了97.5%~98.7%。微凸体织构诱导产生的空化效应对提升承载力与降低摩擦因数的作用，明显大于微织构形成的流体动压作用，因此可以认为微织构诱导产生空化效应是微织构摩擦表面的一种重要承载机制。

摘要:基于高参数旋转装备对密封低泄漏和长稳定的苛刻要求，提出一种环形微槽浮动密封；考虑偏心气膜收敛问题，定义了Rayleigh台阶对气膜周期的突变性，并应用小扰动法建立瞬态Reynold方程，获得压力和膜厚的扰动微量关系式；构建动态刚度与动态阻尼矩阵，并研究槽型结构与工况对动态特性系数的影响。研究结果表明：交叉刚度kxy和kyx的曲线与交叉阻尼cxy和cyx的曲线分别呈现对称性，主刚度kxx和kyy、主阻尼cxx和cyy的变化规律保持一致；在-20°与30°螺旋角下主刚度达到了最大值；在槽数为10时主刚度、主阻尼达到了最大值，同时交叉刚度之差与交叉阻尼之和趋于0，说明槽数为10时利于密封稳定；在转速超过38 000 r/min后密封系统有可能发生不稳定；压差对密封压力流和剪切流有明显的影响，使得密封系统处于涡动发散阶段；在大偏心下，楔形效应的增强抵抗了气膜压力与厚度分布的不均匀性，有利于涡动收敛，然而气膜厚度的增大增加了密封不稳定性的概率，从而推断出环形微槽浮动密封更适应于小膜厚、低压、高速、大偏心的服役工况。

摘要:针对干摩擦机械密封在高速运转工况下密封端面的摩擦磨损而导致密封失效问题，通过试验分析几种典型摩擦副材料组对在干摩擦下的摩擦磨损性能。选择浸锑石墨M106D和浸树脂石墨M106K分别与38CrMoAlA以及喷涂Cr2O3、Al2O3的38CrMoAlA硬环组对，采用Plint摩擦磨损试验机，监测摩擦副在高速干摩擦条件下的摩擦因数，分析轴向载荷及线速度对摩擦因数的影响，通过白光干涉仪观测试验前后端面形貌。结果表明：干摩擦下，喷涂的硬环表面石墨转移附着较少，其更耐磨、磨损程度小，浸锑石墨较浸树脂石墨磨损少；6组配对试验主要磨损形式为磨粒磨损，其中浸锑石墨/喷涂Al2O3的38CrMoAlA摩擦副摩擦因数最小；由于石墨的自润滑性，适当增加转速和轴向载荷均有利于降低端面摩擦因数。

摘要:对滚珠丝杠、滚珠蜗杆、无保持架滚柱轴承中常见的零卷吸状态下的急停问题进行热弹性流体动力润滑模拟；采用不同的初始零卷吸表面速度和急停时间，探讨线接触零卷吸条件下发生急停时油膜压力、膜厚和温升的变化。结果表明：相同急停时间下，中心压力和中心膜厚在急停过程中逐渐增大，随初始零卷吸表面速度的增加而轻微减小；初始零卷吸表面速度相同时，中心压力和中心膜厚均随急停时间的增加而逐渐增加；油膜的温度峰在急停前期缓慢下降，而在急停后期急剧下降。零卷吸工况下的急停会造成运动过程中接触区中心压力的急剧增加，会导致两接触固体间的应力远超过材料的屈服极限，使两接触表面会发生塑性变形，造成表面损伤。

摘要:型风电制动器紧急制动涉及摩擦、流体、热弹性、高能量密度摩擦副等多物理场耦合，为了进一步揭示其摩擦功传热原理，基于传热性能分析理论，推导风电高速轴制动器热-机耦合三维有限元数学模型，利用有限元分析软件Abaqua瞬态完全热力耦合法，研究风电高速轴刹车盘热应力特性。结果表明，风电制动器对偶件由于接触不均匀，导致温度在盘圆周方向推移的时效性及不对称性特征。解释了由于换热和热流输入的循环交替变化引起温度在半径方向上的温升及应力变化规律，并针对热应力集中区产生热裂纹萌生及扩展情形进行推理论证，对大型风电机高速轴刹车盘转速过高状态下的高热能摩擦作用机制研究具参考作用。

摘要:基于双向双列菱形孔织构端面流体密封的理论控制模型，采用有限元分析的方法研究菱形孔结构、排布方式和工况参数对密封性能的影响规律，研究菱形孔双向泵送作用对机械密封动压润滑性能影响规律及内在运行机制。结果表明：随外压增大，内外径处的压差逐渐增强，开启力和泄漏率逐渐增大，液膜刚度是先减再增而后减小；随转速增加，开启力、液膜刚度和泄漏率均呈快速增大的变化趋势；随着基础膜厚增大，开启力、液膜刚度先快后缓慢减小，而泄漏率则迅速增加；端面加工出的双向双列菱形孔织构可将间隙内流体进行回吸，从而减少泄漏率，提高了端面间隙的润滑性能，通过排布形式各异的菱形孔及结构参数的优化设计可实现密封特性的提升。

摘要:为提高核主泵屏蔽电机用水润滑石墨轴承的摩擦润滑性能，采用高速雕铣机在石墨试样表面加工不同形状、深度和面积占有率的凹坑织构，通过水润滑条件下的销盘摩擦试验，测试分析凹坑织构结构参数对石墨材料水润滑性能的影响。结果表明：在水润滑条件下凹坑织构具有一定的减摩效果，随着转速的增加，凹坑织构的动压效应增强，石墨试样摩擦因数减小；随着载荷的增加，石墨试样摩擦因数减小；随着凹坑深径比、面积占有率的增加，石墨试样摩擦因数均呈现先减小后增大的变化趋势，当凹坑深径比为0.5、凹坑面积占有率为3%左右时，石墨试样摩擦因数最小；相较三角形凹坑织构，正方形凹坑和圆形凹坑织构的减摩效果更好。

摘要:针对旋转组合密封性能检测问题，设计完成可对直径100 mm的轴用旋转组合密封圈进行密封性能试验的装置。采用PLC控制驱动，实现系统数据采集和压力转速自动调节控制，可对密封件在不同转速、压力下的扭矩、泄漏量等指标进行测试。利用该试验装置对某型号旋转组合密封件进行试验研究，试验结果表明：在定转速情况下，组合密封启动摩擦力矩随压力增加而增加；相同压力下，组合密封圈在低转速情况下，摩擦力矩随转速增加而增加，当转速增加到一定数值后，摩擦力矩增幅出现下降趋势。同时测试结果也表明该装置功能完善，操作简便，自身回转阻力小，在高压下工作稳定可靠。

摘要:当柔性薄壁轴承工作时，受长短轴交替产生的冲击成分以及背景噪声的影响，很难从振动信号频谱中提取出故障频率。针对这问题，提出奇异值分解（SVD）与多点最优调整的最小熵解卷积(MOMEDA)相结合的柔性薄壁轴承故障特征提取方法。该方法用SVD算法对原始信号作降噪处理，获得重构信号，应用MOMEDA对重构信号进行增强，突出周期性故障脉冲，通过对处理后的信号进行频谱分析，从而提取出相应的故障频率。通过频谱中的主导频率与柔性薄壁轴承的故障特征频率的对比，可以判断故障位置，实现轴承的故障诊断。试验数据分析结果表明，该方法可以有效提取轴承内、外圈的故障频率。

摘要:为提升石墨材料在高强度机械密封工况下的机械性能和密封性能，以煤炭加工的附加值产品（煤焦和沥青）为原料制备多孔石墨材料，然后通过高压浸锑制备煤基浸锑石墨密封材料；比较浸渍前后石墨材料的机械性能、微观结构差异、元素组成变化、摩擦磨损性能，分析浸渍锑后石墨材料性能的增强机制。结果表明：高压浸锑后石墨材料的机械强度和耐磨性能得到明显提升，其中密度增加了26.6%，抗压强度增加了114.3%，硬度增加了63.3%，气孔率下降了94%，绝对磨损量减少89.3%，平均摩擦因数降低了46.4%。高压浸锑后石墨材料中的孔隙被金属锑填充，并连接在一起形成条状，在摩擦磨损过程中充当骨架作用，从而提高石墨材料的抗磨性能；在浸锑石墨密封材料，微细网状的金属充填物可以减少材料的磨粒磨损，从而维持润滑膜的稳定，因而其可以作为高温等恶劣工况下的密封材料使用。

摘要:对频繁发生振动报警问题和运营正常的某型号电力机车分别进行车轮非圆化磨耗测试，对比分析运营正常和发生异常振动报警车轮的非圆化磨耗特征。测试结果表明：运营正常的机车车轮非圆化磨耗形式主要以低阶为主，而频繁发生振动报警的机车车轮非圆化磨耗除低阶磨耗外，还存在明显的16~25阶非圆化磨耗，这是造成机车异常振动的根本原因。建立机车车辆-有砟轨道耦合动力学模型，研究车轮非圆化磨耗对轮轨动态相互作用的影响，系统地调查分析轮轨动态相互作用随车轮非圆化磨耗特征的变化规律。结果表明：严重的车轮非圆化磨耗会加剧轮轨动态冲击作用，轮轨系统动力学响应随非圆化磨耗幅值的增大而增大，但随非圆化磨耗阶次的增长而呈非线性变化趋势。

摘要:假肢与肢体间的接触损伤是冲击和磨损共同作用导致的，而目前的皮肤磨损测试机不能模拟肢体与皮肤的真实摩擦情况。为此，研制一种生物肢体皮肤冲击磨损舒适度试验机。该试验机由肢体固定装置、挤压磨损装置、冲击嵌套磨损装置和支撑平台组成，能用于模拟假肢与肢体之间在挤压磨损以及冲击-嵌套磨损时摩擦磨损的运动状态，从而对皮肤与假肢接触产生的复杂应力条件下的磨损情况进行研究，为假肢的设计以及磨损情况分析提供依据。

摘要:采用焦炭、MoS2和石墨作为减摩剂制备树脂基摩擦材料，通过正交试验和极差分析法，研究3种减摩剂对材料摩擦磨损性能的影响及其协同作用规律。结果表明：在实验用量范围内，焦炭能够提高材料整体摩擦因数，降低材料总磨损率；MoS2能够降低材料中低温摩擦因数，提高高温摩擦因数，但材料的总磨损上升；石墨能够降低材料整体摩擦因数，对材料总磨损率影响不明显。以材料摩擦因数标准差为实验指标时，发现3种减摩剂之间存在强烈的协同作用，且作用程度随着温度的升高而加强，其中焦炭和石墨的协同作用最为强烈；以材料总磨损率为实验指标时，发现3种减摩剂之间的协同作用在中低温下变化趋势一致，在高温下变化趋势不同。

摘要:为探究聚脲润滑脂高温下长期工作容易发生硬化现象的原因，从稠化剂原料有机胺的结构与组成等方面分析其对聚脲润滑脂高温性能的影响；通过使用锥入度测试、热重分析、红外测试等表征手段，对制备的二脲基、四脲基、六脲基润滑脂高温硬化的机制进行探究。结果表明：多脲基稠化剂的热稳定性要明显高于普通二脲基润滑脂，其中六脲基润滑脂在高温下硬化程度最小；多芳烃胺类对聚脲润滑脂的高温硬化现象有明显改善作用，不同的有机单胺中，使用芳香胺和烷基胺复配得到的六脲基润滑脂，其耐高温性能更好；不同有机二胺中，以二氨基二苯甲烷制备的润滑脂样品耐高温性能最好。随着工作温度的升高，聚脲的N-H和C＝O官能团会被破坏，脲基结构改变是导致聚脲润滑脂在高温下出现硬化现象的原因。

摘要:为研究仿生表面织构占比和宽度对尾轴承润滑特性的影响，基于柔度矩阵法和润滑理论，计入内衬弹性变形，建立表面微凹槽织构水润滑尾轴承的流固耦合模型，通过试验验证模型的正确性和合理性。设计矩形、圆形、等腰三角形3种不同截面形状的微凹槽表面织构水润滑尾轴承，对比分析凹槽占比和宽度对尾轴承承载力和摩擦性能的影响。结果表明：在同等条件下，局部凹槽尾轴承承载力和摩擦性能显著优于全局凹槽尾轴承；凹槽占比约为0.31时，矩形微凹槽尾轴承承载力达到最大值，摩擦因数达到最小值，因此在设计、使用水润滑尾轴承，尤其是赛龙内衬水润滑尾轴承时，建议凹槽占比取值为0.30~0.32，此时可获得最佳润滑性能；随凹槽宽度的增大，局部矩形凹槽尾轴承润滑效果显著优于等腰三角形和圆形凹槽尾轴承。

摘要:为监测某风场5台风机的齿轮箱润滑油的运行状态，对影响齿轮油衰变和齿轮箱寿命的指标，如齿轮油黏度、黏温性能、水分、酸值和污染物等进行监测，分析在用润滑油在不同运行时间下各个指标的变化情况。结果表明：在不同运行时间下各齿轮油的运动黏度有一定变化，但未发生明显衰变，对齿轮箱不会产生较大影响；酸值和水分的测试结果也显示齿轮油尚未发生明显的劣化；在不同运行时间下齿轮油的动力黏度变化不大，表明齿轮油并未受到严重的剪切作用，其结构没有发生明显的变化；温度对齿轮油有重要的影响，随着温度的降低，齿轮油的动力黏度逐渐变差，因此，齿轮箱的运行应控制在合适温度范围内。污染度测试结果表明，齿轮油的污染度已超标，最高达到22/20/17，最低为18/16/11，可采用更换过滤器或者安装旁路过滤系统的方式来控制该风场风机齿轮箱润滑油的污染度，以延长齿轮箱的使用寿命。

摘要:在重载滑动干摩擦条件下，对比不同织构密度的钛合金表面的摩擦学性能；在耐磨性最好的织构密度钛合金表面再制备碳基薄膜，并与直接在钛合金表面制备的碳基薄膜的摩擦学性能进行对比。结果表明：3种低织构密度条件下，TC4钛合金的摩擦因数减小、磨损率降低；随着织构密度的增大，钛合金材料的摩擦因数变化极小，磨损率有所增加；在织构密度5.95%的钛合金表面制备的碳基薄膜，因织构微凹处产生的小微湍流，减少了摩擦阻力，使得其摩擦因数相比直接在钛合金表面制备的碳基薄膜的摩擦因数有所减小。织构化碳基薄膜的磨损率比钛合金的磨损率降低了99.31%，比直接在钛合金表面制备碳基薄膜的磨损率也降低了约60%，这是因为高接触应力摩擦过程中触发石墨化转变，被磨损的石墨化颗粒碎片嵌入织构微凹中，抑制了摩擦接触界面的磨损行为。