摘要:在轻载机器人低速应用场合，利用库仑-黏性摩擦力模型进行关节力矩计算时，机器人关节摩擦力有明显的周期性纹波误差。针对这一问题，提出一种改进的库仑-黏性摩擦力模型，包括由库仑-黏性摩擦力模型表示的稳态摩擦力，以及与位置和速度相关的位置依赖项。对模型进行分步辨识，利用库仑-黏性摩擦力模型的特性，对稳态摩擦力参数进行辨识，通过Kmeans聚类算法、支持向量回归（SVR）以及最小二乘法求解超定方程组，进一步对模型中的位置依赖项进行辨识，实验结果验证了该模型以及辨识方法的有效性。

摘要:为研究盲孔螺纹连接的松动机制及螺纹表面的磨损机制，选取高速列车转向架轴端盖7050铝合金与45钢螺栓连接为研究对象，开展剪切激励下螺栓连接结构的松动行为研究。分析预紧力、剪切位移幅值及重复利用次数对螺栓连接结构松动行为的影响规律，利用光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）和X射线能谱仪（EDX）对试验后〖JP2〗7050铝合金内螺纹表面进行损伤形貌及化学成分分析。结果显示：随着初始预紧力的减小、剪切位移幅值和重复使用次数的增大，螺纹表面损伤加剧，螺栓连接结构松动程度增大；螺纹接触表面的主要磨损机制为疲劳磨损和黏着磨损。

摘要:为研究研磨过程中氮化硅陶瓷球的材料去除形式及磨损行为，结合陶瓷材料动态压痕断裂力学理论，进行陶瓷球研磨加工试验，采用超景深三维显微镜和扫描电镜对研磨后陶瓷球表面进行观察，同时建立单颗金刚石磨粒冲击作用有限元模型并进行仿真研究。试验结果表明：氮化硅陶瓷球表面材料去除以脆性断裂去除和粉末化去除为主，陶瓷球表面残留有大量贝壳状缺陷和呈簇状随机分布的粉末化材料区域；研磨过程中，陶瓷球表面存在擦伤、划伤和凹坑等缺陷；磨粒冲击作用时，表面材料会受微切削作用产生破碎去除，同时也会受挤压作用产生脆性断裂去除，当磨粒以滚动方式作用在陶瓷球表面时，陶瓷球表面更容易形成粉末化去除，且材料去除率更高。仿真结果表明：各磨粒冲击作用方式产生的最大等效应力由大到小的顺序为滚动磨粒变切深、滚动磨粒定切深、磨粒挤压、滑动磨粒定切深，其中，滚动磨粒变切深产生的亚表面裂纹最深。

摘要:设计研制一种封隔器胶筒密封性能试验装置。该装置可模拟油井下350 ℃高温、20 MPa高压恶劣工况，能够模拟封隔器胶筒坐封过程，能够对封隔器胶筒的密封性能进行检测。借助试验装置对不同形式的胶筒进行环空密闭试验，测试了不同形式封隔器胶筒在不同介质下环空腔内压力变化规律，得到了试验后胶筒的形变状态、腐蚀破损情况，检验了各形式胶筒在高温高压工况下的密封性能，为封隔器胶筒的设计和改进提供可靠的试验依据。

摘要:建立无限长滚子与平面的线接触等温弹流脂润滑模型，采用多重网格法研究纯滚工况下载荷和卷吸速度对润滑油膜特性的影响；采用多功能双色光弹流润滑油膜测量实验台，在相应工况下进行变载荷和变速度实验研究。数值模拟结果表明，较大的载荷可以获得更大的压力和更小的膜厚，较大的速度则主要提升了二次压力峰并增大了膜厚。实验结果表明：随着载荷的增大，整体膜厚、最小膜厚和中心膜厚均先增大后减小，但载荷较小时出现了最小膜厚和中心膜厚实验值和理论模拟值不一致的变化趋势，这可能是数值模拟分析时稳态假设与实际润滑脂流变特性、时变特性及润滑机制不符造成的；随着速度的增大整体膜厚、最小膜厚和中心膜厚都线性增大，且实验值与理论模拟值有较高的一致性。

摘要:以汽车减震器密封用的往复式骨架油封为研究对象，基于润滑理论建立密封界面内的流体润滑数值计算模型来分析往复式骨架油封的密封性能，该模型耦合了固体力学、流体力学以及变形力学分析。采用ANSYS有限元分析提取密封区的静接触压力进行固体力学分析，采用超松弛迭代法求解雷诺方程进行流体力学分析，采用影响系数法求解密封唇面的变形，其中假定密封唇面的微凹凸形貌具有正弦和双余弦分布。通过模型分析密封唇面微凹凸形貌、往复速度对密封界面内的油膜压力和厚度的影响规律。结果表明：在2种不同形式的密封唇面微凹凸形貌下，内行程中密封界面内的油膜压力大于外行程的；密封唇面微凹凸形貌以正弦函数分布，往复式骨架油封密封处发生泄漏；密封唇面微凹凸形貌以双余弦函数分布，往复式骨架油封具有良好的密封性能。

摘要:利用有限元分析软件模拟分析双唇油封主唇区域的静态接触压力分布，并与单唇油封的静态接触压力进行比较；同时分析双唇油封安装后副唇的位移和变形。结果表明：油封的腰部结构不同导致双唇油封主唇区域密封效果低于单唇油封；副唇的位移和变形导致在实际运行中副唇与旋转轴存在空隙，影响防尘效果。为改善双唇油封的性能，提出采用渐进式腰部结构代替原弓形腰部结构和采用较长的防尘唇的双唇型油封结构优化方案。结果表明：采用渐进式腰部结构的双唇油封的主唇口接触压力曲线更接近单唇油封，密封效果优于普通双唇油封；采用较长的防尘唇，且安装时使防尘唇与旋转轴之间具有一定的过盈量，可以使防尘唇在油封装配变形后仍保持与旋转轴接触，减少了防尘唇唇尖与旋转轴之间的空隙，能够有效地提升防尘效果。

摘要:为优化传统星形拧紧方法，提出一种基于弹性交互作用系数法的法兰接头拧紧方法。运用有限元方法对优化后的拧紧方法进行仿真计算，分析其拧紧效果即螺栓载荷大小和均匀性，并通过实验验证有限元仿真结果的有效性和提出的拧紧方法可行性。结果表明：运用优化后的拧紧方法能通过一轮拧紧将法兰螺栓载荷预紧到目标载荷的90%以上，拧紧效果超过传统拧紧方法六轮拧紧的拧紧效果，且螺栓力分布均匀；该方法适用于不同口径法兰和不同大小的目标载荷。法兰拧紧实验结果与仿真结果相符合，证明仿真结果的有效性和提出的拧紧方法可行性。

摘要:滚动轴承服役过程中，因滚滑现象和残余应力的存在，使赫兹接触应力不能反映材料真实的受力状态，应力分布与实验现象存在一定的偏差，因此滚滑接触下材料的内部应力计算显得尤为重要。研究一种快速、简单的材料滚滑接触内部应力的计算方法，以替代耗时长的有限元法。以现有公式为基础，通过Matlab编程计算滚滑接触下材料内部的应力场；对比不同摩擦因数下2D、3D滚滑接触内部应力场的差别。结果表明：摩擦因数越大，最大剪切应力越大，位置越接近表面，与滚动方向的夹角越小；切向摩擦力使接触点两侧最大正交切应力大小及位置发生变化；随着摩擦因数增大，一侧应力值上升，位置靠近表面，另一侧反之。提出的计算方法简单、方便，其结果为解析解，便于与残余应力或其他应力结合求出真实应力场。通过实例分析发现，真实应力场能够更好地解释实验现象，对于轴承材料组织演变的研究有重要意义。

摘要:为提高磨料水射流加工性能和延长喷嘴使用寿命，基于欧拉-欧拉方法和离散粒子模型，利用CFD仿真技术探究磨料水射流喷头内部的三相流运动，建立磨料水射流喷头的物理模型，并通过与文献实验结果对比，验证模型的可靠性。通过自定义粒子圆度系数，利用CFD模拟分析粒子圆度系数对粒子出口速度及管壁磨损率的影响。结果表明：射流压力和磨料圆度越大，磨料出口速度越大，喷嘴内磨损越小；磨料流量和磨料圆度系数越大，磨料出口速度越小，喷嘴内磨损越大；磨料尺寸越小和磨料圆度越大，磨料出口速度越大，喷嘴内磨损也越大；水射流切割过程中的深宽比随着压力增大而增大，随着横移速度和靶距的增加而减小，随着粒子圆度的增大而增大。

摘要:对7055铝合金分别进行单级固溶、双级固溶和高温预析出等固溶处理，测量不同固溶处理后试样的硬度，以及采用不同目数砂纸打磨后试样的表面粗糙度。以GCr15钢球为对偶件，采用摩擦磨损试验机研究不同目数砂纸打磨后试样的摩擦学性能，采用扫描电镜对磨痕形貌进行分析，探讨7055铝合金的磨损机制。结果表明：双级固溶处理（240 ℃×2 h+480 ℃×2 h）得到的试样性能最好，其硬度最高，表面粗糙度值较低，摩擦因数最低；而高温预析出处理（480 ℃×2 h+240 ℃×2 h）得到的试样性能最差；固溶处理后试样硬度越大，摩擦因数越低，而表面粗糙度与摩擦因数呈现出非线性关系，表面粗糙度在0.35~0.5 μm之间时试样的摩擦因数最低。表面粗糙度较高时，7055铝合金在干摩擦时主要发生黏着磨损、磨料磨损和表面疲劳磨损，表面粗糙度较低时，主要发生黏着磨损和疲劳磨损。

摘要:以Fe、C混合粉末为原料，TiH2粉末为造孔剂，通过高能球磨工艺使各粉末混合均匀，以普通粉末冶金工艺方法制备含油铁基轴承材料。用HDM-20端面摩擦磨损试验机在干摩擦工况下考察材料摩擦磨损性能，使用Image J图像分析软件对材料孔隙进行表征，用VK-S105三维轮廓扫描仪观察磨痕3D形貌，利用扫描电镜观察粉末微观形态及样品截面孔隙形态。实验结果表明：随着TiH2粉末含量增加，铁基烧结材料基体孔隙增多；球磨工艺下，基体表面孔隙大小均匀，孔隙连通性改善，材料含油率升高，摩擦学性能优良；当TiH2质量分数为2%时，材料摩擦因数较低，磨损量较少，摩擦因数波动较小，有较长时间的平稳运行过程。

摘要:为了研究载荷对新型水润滑高分子轴承材料磨损机制的影响，在CFT-1型摩擦磨损试验机上对该材料进行不同载荷下的无/有水润滑摩擦磨损试验，通过考察试样的摩擦因数、磨痕和磨损表面形貌，分析该材料的磨损机制。结果表明：在无水润滑条件下，该材料的摩擦因数随着载荷的增加呈现先降低后逐渐上升的变化趋势，磨损表面均出现塑性变形和撕裂脱落现象，磨损机制主要为黏着磨损，其中随着载荷的增大表面塑性变形趋于严重，而表面撕裂脱落在中等载荷下较为轻微，在低载荷和高载荷下较为严重；在水润滑条件下，该材料的摩擦因数随着载荷的增加也呈现出先下降低后急剧上升的趋势，磨损表面未发生塑性变形和撕裂脱落，但出现脱落的磨粒和犁沟，磨损机制主要为磨粒磨损，其中在中等载荷下，表面脱落的磨粒少、犁沟细小而浅，在低载荷和高载荷下表面脱落的磨粒多、犁沟深。

摘要:为优选透平式能量回收一体机关键零部件耐磨材料，以TC4钛合金与共聚甲醛、均聚甲醛、PEEK及改性PEEK组成的配对摩擦副作为研究对象，利用立式万能摩擦磨损试验机开展干摩擦、纯水及海水环境介质下配对材料的摩擦磨损试验，定量获得各摩擦副的摩擦因数和磨损量，并对摩擦试样的表面形貌进行分析。结果表明：在干摩擦环境下共聚甲醛摩擦因数和磨损量最小，在纯水和海水环境下改性PEEK摩擦因数和磨损量最小；TC4钛合金与均聚甲醛、共聚甲醛、PEEK配副时磨损机制为黏着磨损，主要表现形式为涂抹和擦伤，TC4与改性PEEK配副时磨损较轻微，主要表现形式为轻微磨粒磨损。

摘要:针对由气体静压轴承作为支撑的气浮精密主轴存在承载力相对较小及可控性不高的问题，结合带有周向微通槽的气体静压轴承与基于增量式PID控制的主动磁轴承，设计一款气磁混合支撑主轴。为提高小孔节流气体静压轴承的承载力，将气体静压轴承内表面的稳压室用矩形、三角形、半圆形截面动压微通槽相连通，通过FLUENT仿真分析3种截面动压微通槽对轴承承载能力的影响；以主轴的回转精度为衡量标准，在Matlab Simulink中仿真分析增量式PID控制的主动磁轴承的性能。结果表明：3种截面动压微通槽能有效提高气体静压轴承的承载能力，其中同等条件下矩形截面效果最好，可使轴承的承载力提高54%；基于增量式PID控制的主动磁轴承能够有效提高主轴的稳态响应速度及回转精度，使其在启动40 s后保持0.2 μm的回转精度。

摘要:针对泥水盾构接管用三通换向阀密封结构易发生泄漏的问题，对三通换向阀橡胶阀座的密封特性进行研究，为提高其密封可靠性采用双道密封结构。建立双道密封结构二维有限元分析模型，对比分析橡胶双道密封在不同侧向介质压力、不同压缩量及不同倒角半径下的密封特性。结果表明：双道密封结构的von Mises应力与剪切应力与所受压缩量与侧向介质力呈线性关系；侧向介质力与倒角半径对第一道密封面的接触应力影响较大；密封面左侧的接触应力较高，第二道密封面的接触应力基本不变；当所受压缩量为2.0 mm，介质压力为1.5 MPa时，双道密封结构的综合密封性能最优。

摘要:采用曲轴箱成焦性能试验仪对加氢基础油和聚ɑ烯烃（PAO）基础油、含有不同添加剂的基础油、发动机油进行试验，检测试样的成焦量、100 ℃运动黏度，分析添加剂及基础油在高温条件下的黏度变化和成焦倾向，并进行烘箱静置对比试验。试验结果表明： 250N基础油、20W-50成品油、PAO8基础油3种油样中,250N的成焦量上升较快，纯基础油100 ℃运动黏度总体呈上升趋势，20W-50成品油100 ℃运动黏度先下降最低达15.8%然后上升；二烷基二硫代磷酸锌（T203）是含添加剂基础油中成焦主要来源，其次是黏度指数改进剂，其他添加剂影响较小；以PAO为基础油的试样较250 N基础油成焦量明显下降，合成磺酸钙清净剂对250N基础油清净效果较PAO更好；黏度指数改进剂、复合剂、聚异丁烯丁二酰亚胺分散剂对油品100 ℃运动黏度变化影响较大，烘箱高温静置试验表明：乙丙共聚物黏指剂、酚型抗氧化剂使油品烘箱试验后100 ℃运动黏度下降。

摘要:为了改善传统MoS2涂层的摩擦学性能，利用中频直流磁控溅射技术在硅片和304不锈钢上沉积Si/MoS2和2种不同碳含量的C-Si/MoS2复合薄膜，利用扫描电镜(SEM)配备的EDS设备对薄膜的成分及厚度进行表征，利用真空摩擦磨损试验机（CSM）测试不同湿度条件下Si/MoS2和C-Si/MoS2的摩擦磨损性能。结果表明：2种不同碳含量的C-Si/MoS2含有相似的Si含量，Si在薄膜中以单质的形式存在；Si/MoS2薄膜随着湿度的增加，摩擦因数持续增加，同Si/MoS2薄膜相比，掺碳量49.08%（原子分数）的C-Si/MoS2薄膜摩擦性能得到优化，仅在24%湿度下摩擦因数高于纯Si/MoS2薄膜；含碳量为49.08%的C-Si/MoS2薄膜磨损程度最小，这是因为C在摩擦过程中易剪切滑移，与MoS2耦合润滑，优化了薄膜的摩擦学性能；真空下，Si/MoS2薄膜及C-Si/MoS2薄膜的磨损机制为黏着磨损，而在不同湿度条件下，由于水蒸气和氧气的作用，Si/MoS2薄膜及C-Si/MoS2薄膜均会发生氧化磨损及磨粒磨损。

摘要:为探讨陶瓷颗粒对树脂基摩擦材料力学性能的影响，以SiO2颗粒增强酚醛树脂基摩擦材料为例，利用三点弯曲实验研究颗粒特征对弯曲强度的影响，建立材料内部弹性应力场分布模型，并从细观力学角度进行分析。实验结果表明：添加二氧化硅陶瓷颗粒后，复合材料的弯曲强度降低、弹性模量升高；复合材料弯曲断裂截面显示脆性断裂特征，断裂过程中裂纹遇到颗粒贯穿通过；复合材料弯曲强度随颗粒含量增加而降低，随颗粒弹性模量增加先减小后增大。理论分析表明：陶瓷复合树脂基摩擦材料内部最大应力值位于颗粒边缘处；最大应力值随颗粒与基体弹性模量比值增大而增大；复合材料的平均应力与颗粒的含量成正相关。实验和理论研究表明，陶瓷颗粒添加引起材料内部应力集中，且与颗粒弹性模量和颗粒含量成正相关。

摘要:为研究空间用导电滑环在热真空试验过程中的摩擦力矩特性，根据滑动电摩擦理论和摩擦学理论，从同真空和温度两方面对导电滑环的环-刷摩擦副和轴承摩擦副的摩擦力矩特性进行分析。分析结果表明：真空环境主要影响环-刷摩擦副的摩擦界面特性，造成摩擦副摩擦因数增大，从而导致摩擦力矩增大；高低温环境主要影响轴承的预紧力，在高温环境下影响较小，在低温环境下导致预紧力增大，摩擦力矩显著增大。通过搭建摩擦力矩测试系统，对理论分析结果进行了验证。试验结果表明：真空和高低温环境下滑环摩擦力矩分别约为常温常压下摩擦力矩的1.2和1.4倍；滑环摩擦力矩受轴承摩擦力矩影响较大，环-刷摩擦副对摩擦力矩影响较小。

摘要:针对某型发动机高压转子连接结构的密封问题，设计一种U形金属密封环，分析研究密封环的密封和强度性能，探究结构参数（包括根部倒圆、壁厚、环高、接触面曲率半径、密封环接触面角度、密封环配合件角度）对密封环最大等效应力、最大接触应力的影响，基于ANSYS Workbench优化设计模块，采用代理模型结合遗传算法的优化技术对密封环结构进行优化。结果表明：安装压缩率范围为3.56%~6.33%时，可保证安装和工作2种工况下密封和强度的要求；最大等效应力与壁厚成正比关系，而与根部倒圆和环高成反比关系；接触面曲率半径对最大等效应力影响较小，但最大接触应力随着接触面曲率半径的增加而增加；选择合适的角度范围时，密封环接触面角度和密封环配合件角度对最大等效应力、最大接触应力影响均较小。密封环结构优化后，最大等效应力在安装和工作2种工况下分别减小了34.3%和30.4%，同时密封环质量减少了6.1%。对设计的U形金属密封环随整机进行了试验，结果表明U形金属密封环密封性能良好，验证了设计的合理性。

摘要:研究常用的三类水性润滑剂聚醚、磷酸酯以及聚酯在全合成磨削液中的抗磨、减摩、极压性能，同时考察三类润滑剂对全合成磨削液防锈性能、抗硬水性能的影响。结果表明：在全合成磨削液中，聚醚具有良好的抗磨性，但极压性不佳，磷酸酯具有良好的极压性，但抗磨性表现一般，而聚酯在抗磨和极压性能方面均表现比较突出；聚醚具有很好的抗硬水性，而磷酸酯和聚酯的抗硬水性较差；聚醚和聚酯对全合成磨削液的防锈性无影响，而磷酸酯对铸铁具有一定的腐蚀性。