摘要:以高速圆锥动静压轴承为研究对象，在油膜静、动特性有限元计算基础上建立同时考虑单位承载力下功耗、平均温升和失稳转速的多目标优化模型。根据工况要求，按照重要程度对各优化目标设定不同的加权系数，采用复合形法对优化模型进行了求解。结果表明，当半锥角和封油边宽度明显减小、浅腔包角减小时，圆锥轴承各优化目标均有所改善，单位承载力下功耗和平均温升得到了有效降低，失稳转速则得到提升。研究表明，通过对单位承载力下功耗、平均温升和失稳转速等优化目标设定不同的加权系数，可实现更低温升、更高转速或者更低功耗等设计目标。

摘要:考虑活塞的二阶运动，建立考虑固体颗粒影响的发动机缸套-活塞环动力学模型，将含有固体颗粒的环组气体视为混合气体，进行环组气流分析；分析固体颗粒对于活塞环扭转运动的影响，研究其对环槽气体流量及漏气的影响。研究发现，当含有固体颗粒时，活塞环的扭转运动加剧，环槽气体流量增大，从而导致漏气量增大，对发动机性能产生不利影响。

摘要:垫片密封泄漏预测模型一般基于Hagen-Poiseuille定律。该定律适用于气体或液体的单组分泄漏预测，而对于双组分或多组分介质的泄漏，其适用性有待进一步研究。在考虑泄漏通道亲疏水特性的基础上，采用格子玻尔兹曼方法（LBM）模拟矩形微通道内的双组分渗流过程，获得不同密度的双组分介质在毛细管内流动的基本规律。研究发现，通道的亲水和疏水特性对双组分渗流的影响显著，具体表现为黏滞在亲水性壁面上的重组分使流动通道的截面积缩小，从而使轻组分的流量下降。研究表明，双组分在亲水性壁面通道内的流动不同于一般的双组分混合流动，因此在利用Hagen-Poiseuille定律预测渗流时需对公式进行修正。

摘要:以螺旋槽动静压气体轴承气膜为研究对象，基于计算流体力学与六自由度耦合方法，模拟支撑气膜的流动以及刚体转子的运动，通过分析轴心轨迹及其频谱特征，研究定子轴线偏移、倾斜、定子尺寸误差以及粗糙度等加工及装配特征对动静压气体轴承运动状态的影响规律。结果表明：装配误差对轴承稳定性影响较大，当转速达到30 000 r/min，定子轴线偏移误差以及定子轴线倾斜误差分别达到2 μm以及2°时，转子振幅明显增加，轴承运动状态均为极限环运动，处于临界稳定状态，因此为保证气体轴承运动稳定性，应确保气体轴承的轴线装配精度；而在轴承对中稳定情况下，加工误差对轴承稳定性影响不大。研究结果为球面螺旋槽动静压气体轴承的加工及装配工艺提供了理论参考。

摘要:研究O形密封圈在偏心情况下采用二维模型计算接触应力结果的准确度。通过利用有限元分析软件ABAQUS对O形圈的偏心情况进行二维和三维数值仿真分析，针对不同O形圈直径在不同偏心量的情况下分别进行接触应力的二维和三维计算与对比。结果表明：在O形密封圈偏心的情况下，与三维模型相比，二维模型计算的接触应力在最大压缩量处往往偏大，在最小压缩量处往往偏小，且偏心量的增大和O形圈直径的减小均导致二维模型的计算误差增大。对二维模型接触应力计算误差随偏心量和O形圈直径的变化曲线分别进行拟合，得到二维模型接触应力计算误差的预测公式，可用于O形圈二维模型接触应力预测值的修正。

摘要:选取地铁刚性接触网中现役的浸金属碳滑板与铜银合金接触线为接触副，模拟地铁弓网的实际运行状况，在环-块式试验机上研究直流电流为200~400 A、法向载荷为15~40 N、滑动速度为40~120 km/h工况下浸金属碳滑板载流摩擦磨损性能。结果表明：摩擦因数随电流和滑动速度的增大而减小，随法向载荷的增大而增大；磨损量随电流和滑动速度的增大而增大，当电流较小时（如200 A），磨损量和法向载荷之间存在一个阈值，当电流较大时（如400 A），磨损量随法向载荷的增大而减小；滑板温度随电流的增大而增大，随法向载荷增大而减小，当电流较小时（如200 A），滑板温度随速度的增大而增大，当电流较大时（如400 A），滑板温度随速度的增大而减小；当电流为200~300 A时，其磨损机制主要为机械磨损，当电流为300~400 A时，其磨损机制主要为氧化磨损和电弧烧蚀。

摘要:为实现磷化铟高质量表面的绿色加工，使用动态磁场集群磁流变抛光对单晶磷化铟进行正交抛光实验，研究各工艺参数（抛光盘转速、工件转速、磁极转速和偏摆速度）对抛光速率及抛光表面粗糙度的影响。利用回归分析法建立反映材料去除率及表面粗糙度与抛光工艺参数关系的回归方程。结果显示：在抛光工艺参数中，工件转速对材料去除率影响最大，偏摆速度影响最小；对表面粗糙度影响最大的是抛光盘转速，磁极转速影响最小；在优化工艺参数（抛光盘转速40 r/min、工件转速500 r/min、磁极转速30 r/min、偏摆速度200 mm/min）下对单晶磷化铟抛光3 h后，表面粗糙度由Ra33 nm降至Ra 0.35 nm，材料去除率为2.5 μm/h，表明采用动态集群磁流变抛光的方法加工单晶磷化铟，可以得到高质量加工表面；建立的材料去除率及表面粗糙度回归模型，拟合优度判定系数分别为0.984 2和0.937，表明利用回归分析法建立的磷化铟磁流变抛光的材料去除率及表面粗糙度回归模型，能够有效地预测磷化铟集群磁流变抛光效果。

摘要:为提高空气静压轴承工作的稳定性，设计一种环形多孔节流空气静压轴承，建立其物理模型，并采用大涡模拟方法对轴承节流孔出口处附近计算区域的气膜流场进行分析。结果表明：空气静压轴承气膜压力在节流孔的出口附近气膜间隙上出现分离，但在远离节流孔的出口气膜压力曲线是重合的；节流孔数为9时轴承节流孔出口处的最大压降幅度为节流孔数为1时的26%左右，最大速度突升幅度为节流孔数为1时的43%左右，表明增加节流孔的孔数可以显著减小节流孔的出口附近压力的突降、速度的突升，提高轴承工作稳定性；在空气静压轴承工作过程中，节流孔出口处附近压力和速度的突变会产生微振动现象，而采用环形多孔节流可显著降低微振动现象。

摘要:随着流体动压润滑向纳米尺度发展，离子双电层对润滑性能的影响不能忽视。考虑到润滑过程中摩擦副相对速度是可变的，提出一种考虑离子动态输运特性与流场及电场耦合的离子双电层润滑模型，分析摩擦副相对运动速度和Zeta电势差对润滑膜的影响。分析结果表明：摩擦副相对运动造成了电势不均衡分布，平衡电势偏向于运动壁面Zeta电势，且相对速度的增大加剧了不均衡性；Zeta电势差对润滑液体承载能力影响显著，当Zeta电势差从0开始增大时，双电层电黏度效应及润滑液体承载能力先增大后减小。提出的模型实现了速度可变的双电层润滑瞬态仿真，为变工况下的双电层润滑性能分析奠定理论基础。

摘要:水润滑轴承在工作中存在表面粗糙峰接触等摩擦问题，而合理的长径比可以改善轴承润滑状态。以重载水润滑轴承为研究对象，建立水润滑轴承混合润滑热模型，通过有限差分法计算求解，研究长径比对重载水润滑轴承性能的影响。结果表明：在相同载荷条件下，增大长径比可增强水膜承载力、提高最小膜厚进而改善轴承润滑状态，可使轴承压力分布均匀、削弱应力集中效应从而提高轴承使用寿命；低速时增大长径比可降低摩擦因数，但高速时摩擦因数随长径比的增大而增大；增大长径比还可降低轴承温度，但不利于水流的轴向端泄排出。

摘要:以动环端面带微米级双向螺旋槽与圆弧槽结构的干气密封为研究对象，考虑密封界面热传导建立不同微结构密封副干摩擦工况下的热力学模型，采用完全热力耦合方法进行摩擦传热分析。研究结果表明：动环端面微结构的存在，使接触面局部产生高温热点，热点区域主要集中于开槽区域周围，高温热点沿周向周期性分布，双向螺旋槽界面热点较集中；动静环接触面最高温度随转速的增大、运行时间的延长上升趋势越明显；微槽深度对界面最高温度的影响在起始阶段不明显，随着滑动过程的进行，浅槽界面最高温度逐渐高于深槽界面；相同转速、槽深情况下，圆弧槽界面温升低于双向螺旋槽界面；碳石墨静环接触面等效应力分布情况与高温热点区域具有相似性，接触面局部温差产生的热应力是导致应力集中的主要因素。

摘要:针对润滑油高温润滑性能突变失效问题，设计制备3种高温自适应的微纳米级别的银吡唑甲基吡啶配合物（配合物1[Ag(LMe)\]2(BF4)2，配合物2[Ag(Li-Pr)n](BF4)n和配合物3[Ag(LMe)(NO3)]2）；考察银吡唑甲基吡啶配合物作为润滑油添加剂的摩擦学性能，并分析其摩擦磨损机制。结果表明：配合物1、2在200~400 ℃温度区间内表现出良好的抗磨减摩性能，而配合物3由于严重的团聚现象，并没有起到预期的抗磨减摩效果；具有层状结构的配合物1的抗磨减摩效果最好，其质量分数为0.5%时的润滑油的润滑性能最好。热重分析结果表明，银吡唑甲基吡啶配合物在高温下生成的银微粒能够有效填补摩擦表面的凹坑，使摩擦副的磨损形式由二体磨损向三体磨损，降低材料表面的磨损程度。因此银吡唑甲基吡啶配合物可作为可控后备润滑添加剂。

摘要:为解决橡胶密封圈表面缺陷人工检测效率低，缺陷提取困难等问题，提高橡胶密封圈缺陷在线检测速度及准确率，提出一种基于机器视觉的橡胶密封圈表面缺陷检测方法。该方法采用多相机多线程图像采集模式，采集橡胶密封圈的上下表面不同位置的局部图像；对图像自适应中值滤波后进行边缘增强，并使用高斯差分算子提取轮廓粗边缘，利用Zernike 矩获取亚像素边缘位置；针对边缘存在不连续点问题，使用Ceres库多项式拟合，估计断点位置，并更新所有边缘位置；根据边缘位置寻找出整张图像中橡胶密封圈表面图像区域，并将该环形兴趣区域映射到矩形区域中；将获得的图像进行奇异值分解（SVD），并通过连通域分析，提取出图像中的奇异区域，即存在缺陷的位置。经实验验证，基于奇异值分解的橡胶圈表面缺陷检测方法鲁棒性好、效率高，可以快速准确地寻找出橡胶密封圈表面缺陷信息。

摘要:为研究轮缘润滑对重载列车曲线通过性能的影响，建立重载列车-轨道三维耦合动力学模型，该模型主要包含重载列车系统模型、有砟轨道系统模型和考虑多点接触和复杂接触状态的轮轨滚动接触模型。利用该模型对比分析惰行工况和驱动工况下，轮缘润滑对重载列车曲线通过时轮轨动态相互作用的影响。研究结果表明：轮缘润滑对机车曲线通过时的轮轨动力相互作用影响显著，在机车轮对通过小半径圆曲线过程中，当存在轮缘润滑时，外侧轮缘位置处的轮轨纵向蠕滑力明显较无轮缘润滑时明显降低，轮对导向能力削弱；在惰行和牵引工况下通过圆曲线时，存在轮缘润滑的轮对冲角均明显增大；轮缘润滑对重载列车钩缓系统响应影响不大。

摘要:针对在线铁谱视频图像气泡高干扰所面临的磨粒分割困难问题，提出一种气泡高干扰在线铁谱视频图像的磨粒快速分割算法。首先运用运动检测的方法确定视频中气泡的位置，并用相邻帧相同位置的图像信息对气泡区域进行处理，再使用双边滤波对处理后的图像进行平滑去噪，实现气泡干扰的初步抑制；最后基于抑制气泡图像的灰度直方图，对每一帧图像选取其自适应的阈值，实现在线铁谱视频图像中磨粒的快速分割。该研究为在线铁谱的磨粒分割与后续对磨粒特征的智能提取和分析奠定了基础。

摘要:为了配制适用于JGS1光学石英玻璃超声波精细雾化抛光的特种抛光液，以材料去除率和表面粗糙度为评价指标，设计正交试验探究抛光液中各组分含量对雾化抛光效果的影响，并对材料去除机制进行简要分析。结果表明：各因素对材料去除率的影响程度由大到小分别为SiO2、pH值、络合剂、助溶剂和表面活性剂,对表面粗糙度影响程度的顺序为SiO2、表面活性剂、pH值、助溶剂和络合剂；当磨料SiO2质量分数为19%，络合剂柠檬酸质量分数为1.4%，助溶剂碳酸胍质量分数为0.2%，表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮质量分数为0.9%，pH值为11时，雾化抛光效果最好，材料去除率为169.5 nm/min，表面粗糙度为0.73 nm;去除过程中石英玻璃在碱性环境下与抛光液发生化学反应，生成低于本体硬度的软质层，易于通过磨粒机械作用去除。使用该抛光液进行传统化学机械抛光和雾化化学机械抛光，比较两者的抛光效果。结果表明：两者抛光效果接近，但超声雾化方式抛光液用量少，仅为传统抛光方式的1/7。

摘要:建立UMIST型（带轴向接地屏蔽电极）和METC型（带轴向驱动屏蔽电极）油气润滑ECT传感器的三维物理模型，根据三维物理模型推导电容值和灵敏度数学表达式，并分析轴向屏蔽电极对传感器的敏感性和灵敏度均匀性的影响；采用线性反投影算法（Linear Back Projection，LBP）进行图像重建，并比较重建图像与真实图像的相对误差和相关系数。结果表明：2种轴向屏蔽电极均可消除边缘电容并提高传感器的敏感性；带轴向接地屏蔽电极使得传感器的灵敏度更加均匀，而带轴向驱动屏蔽电极的传感器则相反。带轴向接地屏蔽电极的传感器更适用于油气润滑中环状流的识别，其重建图像与真实图像的相对误差降低了28.79%，相关系数提高了14.05%。

摘要:采用Rtec摩擦磨损试验机模拟不同温度、载荷和转速等工况，研究轴向柱塞泵滑靴副在高温下干滑动的摩擦学规律。通过试验测得的摩擦因数、磨损体积和借助白光干涉三维表面轮廓仪所测得的表面形貌以及磨痕截面曲线，分析其润滑行为及摩擦磨损规律。结果表明：高温下滑靴副的摩擦因数随温度和转速的增大逐渐减小，随载荷的增大而增大；磨损体积随温度的升高先增大后减小，随载荷的增大逐渐增大，随转速的增大先减小后增大；温度和载荷对高温下磨痕的深度影响显著，转速对磨痕的深度和宽度都有影响。研究表明：在高温条件下，在温度为300 ℃、载荷为50 N、转速为75 r/min工况下滑靴副的减摩抗磨效果最好。

摘要:为了在减少使用甚至零添加化学杀菌剂的前提下延缓金属加工液的腐败，提出一种全新的生物抑菌技术。首先于现有使用工况下的金属加工液体系中提取一株优势菌——铜绿假单胞菌Y1，并对优势菌Y1的生长特性进行研究，然后分析Y1在不同试验条件下的抑菌效果。研究结果表明:Y1的最适生长温度为40 ℃、pH值为6.0；Y1对BK、WSplus等杀菌剂具有良好的耐受性；在混菌共培试验、强制腐败试验以及实际应用现场模拟试验中，Y1均表现出良好的抑菌效果，能够较好抑制植物油基金属加工液1000Ti中主要腐败菌F1、F2和F3的滋生，并且配合少量杀菌剂使用后，其抑菌效果更佳;同时，Y1的加入不会对金属加工液pH值、防锈性能和润滑性能造成不良影响，研究结果可为环保型金属加工产品的开发提供全新的设计思路。

摘要:将橡胶油封使用中涉及的材料非线性、几何非线性和接触非线性考虑到轴对称有限元模型中，采用力场-温度场耦合的方法对油封与高速旋转轴之间的摩擦生热问题进行数值模拟，并与油封工装试验结果和红外成像仪测量的温度进行比较。模拟得到的油封摩擦扭矩和唇口温度与试验结果吻合很好，表明采用力场-温度场耦合方法可以预测油封的抱轴力和摩擦扭矩，以及稳态下的摩擦生热温度场，这为类似旋转密封件摩擦生热问题的仿真分析提供一种有效途径。

摘要:为分析靠圆柱孔一侧射出的弓形截面非圆柱液流在横向气流中的脱落现象，使用CLSVOF（Couple Level Set VOF）多相流模型与大涡模拟（LES）模型相结合的方法，对非圆柱液流的脱落过程进行数值模拟。结果表明：非圆柱液流在横向气流中的脱落现象是由迎风面上气液密度差产生的Rayleigh-Taylor（R-T）不稳定性和液流边缘气液速度差产生的Kelvin-Helmholtz（K-H）不稳定性共同形成的表面波引起的，同时液流边缘外侧产生的连续漩涡也促进了液流的脱落；横向气流速度增加时，由于表面波增强液流的脱落量增大，横向气流方向改变时由于迎风面上的表面波现象减弱脱落量降低，说明了迎风面上形成的不稳定性表面波是引起液流脱落的主要因素。

摘要:采用电容法对脂润滑球轴承的弹流膜厚影响机制进行了研究，分别在不同轴承转速、轴向载荷、润滑脂类型以及滚珠数量条件下对弹流膜厚值进行测量。结果表明：轴承转速的提升会导致温度的变化，虽然不同润滑脂具有不同的剪切稳定性，但所有润滑脂的标准化膜厚值变小，即导致更恶劣的乏油程度；载荷的变化仅对剪切稳定性低的润滑脂的弹流膜厚值有影响；而轴承滚珠数量减半后，在每个滚珠所受载荷不变的情况下，润滑脂所受剪切作用减少，导致轴承的乏油程度更加严重。研究表明，脂润滑球轴承的弹流膜厚值受到多因素的影响，需要对不同情况进行单独分析。

摘要:植物油较差的氧化安定性和低温流动性是限制其作为润滑剂的关键因素，而化学修饰是一个良好的解决方案。对植物油的几种主流化学修饰方法的研究现状进行综述，包括环氧化、酯交换、氢化、脂肪酸内酯的合成；从反应机制、条件和产物性能方面对植物油修饰方法进行探讨，阐述各种修饰方法的优缺点；展望了植物油替代矿物润滑油的研究开发前景,并指出需在生物基润滑剂的分子设计、植物油化学修饰方法的工业化应用、改性植物油与添加剂的协同效应、规模化制备工艺等方面，对植物油基润滑剂的研究及应用进行深入研究。

摘要:为解决高速列车通过隧道时由于列车走行速度较快导致齿轮箱外界气压低于内部气压，润滑油从齿轮箱内部泄漏的这一问题，利用不同叶轮随轴旋转搅动轴承套筒内部的空气会形成不同压力区的原理，在轴承端盖内部设计一组可随传动轴同步双向转动的叶轮组密封结构。通过三维建模切出流道模型，采用流体力学软件仿真分析叶轮组流道中压力分布和速度分布。结果表明：中部叶轮区域会形成高压区，两侧叶轮会形成低压区，可有明显改善齿轮箱漏油现象；流道中的速度分布没有出现明显的断流、涡流现象。根据流体分析结果，探究密封结构中叶轮组相对最优结构参数，为有关齿轮箱密封结构优化设计提供参考。

摘要:针对压缩机运行过程中出现的轴承故障问题,通过轴承基本状态参数检测与油液监测对轴承故障进行诊断。使用傅里叶红外光谱与扫描电镜对引起设备故障的异物进行试验分析,得出其主要成分为有机酸铵类化合物,是由泄漏的氨气与润滑油中的酸性防锈剂反应生成的。有机酸铵类化合物的形成导致设备过热而产生漆膜,引起轴承温度升高、振动加剧。提出轴承故障解决措施,消除了漆膜的影响,提高了压缩机运行稳定性与安全性。