摘要:为了增强浮动迷宫密封的浮起性能和适应转子径向跳动的能力，在主轴跑道的外表面增加了槽型结构，通过试验测量和CFD数值仿真研究不同压差、转速下不同开槽方式（无槽、直线槽与螺旋槽）对浮动迷宫密封泄漏特性和浮起性能的影响。结果表明：泄漏量随着压差的增大近似呈线性增长，直线槽浮动迷宫与螺旋槽浮动迷宫泄漏量数值计算值最大分别增加了16.1%和18.7%，试验值最大增加分别为14.5%和15.1%；直线槽与螺旋槽对浮动迷宫密封浮起力的影响相差不大，但是随着压差的逐渐增加，螺旋槽对浮起力的影响相较于直线槽而言会越来越大；随着转速的增加，3种密封结构的泄漏量和浮起力变化很小，而且直线槽与螺旋槽密封结构泄漏量和浮起力都大于无槽密封结构。

摘要:针对干气密封系统在高转速工况下密封性能差、泄漏量大的问题，提出一种双槽阶梯槽端面密封结构。采用CFD对比分析不同压力、转速下单螺旋槽、双槽阶梯槽、阶梯槽3种槽型的密封性能，探讨槽深、螺旋角对密封性能的影响，得出了双槽阶梯槽型优化的结构参数。结果表明：双槽阶梯槽在降低泄漏量和提高综合密封性能上要优于阶梯槽和单螺旋槽；在槽深为6 μm、螺旋角为18°时双槽阶梯槽端面密封的刚漏比最大、泄漏量最低；与普通螺旋槽干气密封性能相比，在高速低压工况下，双槽阶梯槽干气密封承载力虽稍有下降，但刚漏比提升了21.74%、泄漏量降低了27.45%。

摘要:为探讨均质化对润滑脂稠化剂微观结构和性能影响，利用精密三辊研磨机以不同辊间距研磨锂基润滑脂，系统研究研磨前后锂基润滑脂的微观结构、锥入度、滴点、机械安定性、胶体安定性和流变学性能,并分析稠化剂微观结构与润滑脂性能的相关性。结果表明：与未研磨的润滑脂相比，研磨可提高锂基润滑脂稠化剂的分散均匀程度；研磨后润滑脂的锥入度显著降低；随着研磨辊间距的减小，胶体安定性和结构强度逐渐升高，机械安定性降低；润滑脂的性能与稠化剂的微观结构具有显著的相关性，锂基润滑脂性能的变化是由于研磨处理使稠化剂和基础油相互作用的比表面积增大，从而增强了其相互作用力。

摘要:提出一种基于流固耦合的橡胶O形圈静密封泄漏计算方法。对平行平板泄漏模型进行改进，使其适用于通道截面高度可变的泄漏率、介质压力计算；采用有限元仿真方法进行固体力学分析，求解宏观接触压力；采用Greenwood-Willamson模型进行接触力学分析，求解泄漏通道平均高度。基于数值方法研究介质压力、环境温度、表面形貌参数对橡胶O形圈密封性能的影响规律。结果表明，随着介质压力、环境温度、表面高度分布标准差的增大，体积泄漏率逐渐增大。上述数值方法以泄漏率作为表征密封性能的参数，能综合考虑橡胶材料、介质、工况等多种因素对O形圈密封性能的影响，对橡胶O形圈的寿命预测和失效分析更具指导意义。

摘要:采用超临界二氧化碳（S-CO2）辅助电沉积及后续热处理（200~600 ℃）制备钴-镍-磷（Co-Ni-P）三元合金涂层，热处理时间为1 h。研究不同热处理温度对超临界电沉积制备的Co-Ni-P三元合金涂层的微观形貌、相结构、硬度、摩擦学性能和电化学腐蚀性能的影响。结果显示：超临界CO2电沉积制备的Co-Ni-P三元合金呈现非晶结构，但经过400 ℃热处理后由非晶结构转变为晶体结构；Co-Ni-P涂层的硬度随着热处理温度增加先升高后降低，当热处理温度为400 ℃时，表面硬度最高，约为780 HV。摩擦学和电化学腐蚀性能测试显示：热处理对Co-Ni-P薄膜的平均摩擦因数影响较小，处理前后合金涂层的平均摩擦因数均为0.12左右；但热处理显著影响Co-Ni-P合金薄膜的耐磨性能和电化学腐蚀性能，其磨损率和腐蚀速率随着热处理温度升高先减少后增加；当热处理温度在300和400 ℃时，Co-Ni-P合金分别呈现最低的磨损率和最好的耐腐蚀性能。

摘要:为探究旋转式密封圈脱开全过程的密封性能参数变化，借助非线性有限元软件ANSYS，建立三维的“超弹性体”的两参数Mooney-Rivlin橡胶模型、弹簧和“刚体”的静止轴模型，研究传统唇型密封圈和2种新型唇形密封圈（G形与S形）在脱开过程中接触压力、接触宽度、摩擦力的变化规律，分析入口压力、过盈量、弹簧力、橡胶密度对脱开转速的影响。结果表明：3种旋转式密封圈的接触压力、接触宽度均随转速增加而减少且减少的速率相同，摩擦力随转速的增加先增大再减少；3种旋转式密封圈的最大接触压力均发生在唇口靠近空气侧，空气侧与介质侧的接触宽度之比为2∶1，从唇口到空气侧的0.6 mm内，接触压力均趋近于最高值；入口压力对脱开转速影响最大，橡胶密度对脱开转速的影响也较大，而过盈量和弹簧力的影响较小；G形和S形唇形密封结构的脱开转速比传统密封结构低40%左右，证明了环形弹簧的离心力能够加速唇口的脱开。采用压力监控的实验精确地测定开启转速，实验结果与数值分析结果相差较小，证明了数值分析的准确性。

摘要:为了分析惯性效应对超临界二氧化碳干气密封动态性特性的影响规律，建立考虑惯性效应的变黏度变密度螺旋槽干气密封动态特性数学模型，采用有限差分法和小扰动法求解超临界二氧化碳干气密封动态特性参数，分析操作工况远离及靠近临界点时，超临界二氧化碳干气密封动态特性变化规律及惯性效应对其影响程度。结果表明：无论操作工况是否靠近临界点，动态特性系数都随压力的增大而增大，动态刚度系数随转速的增大而增大；动态阻尼在近临界点随转速的增大而增大，远离临界点则相反；考虑惯性效应时的动态特性系数比不考虑惯性效应时的偏低；操作工况近临界点时，惯性效应不可忽略，远离临界点时，惯性效应可忽略不计。

摘要:为使全陶瓷轴承在干摩擦工况下可靠运转，选用四氟乙烯（PTFE）材质的保持架为全陶瓷轴承提供润滑。利用Rtec销/盘摩擦磨损试验机，以PTFE盘与氮化硅（Si3N4）销为摩擦副,研究 Si3N4/PTFE在不同载荷和转速条件下的摩擦磨损性能，通过SEM对Si3N4表面的转移膜形貌进行观察，分析转移膜形成原因。结果表明：在试验参数范围内，摩擦因数随着载荷的增加先降后升，随转速的增加而增加；磨损率随着载荷的增加先升后降再升，随着转速的增加而增加；PTFE/Si3N4摩擦副在摩擦过程中会产生PTFE转移膜，不同载荷和转速下转移膜的表面形貌存在差异，其中丝状转移膜具有最佳的减磨润滑效果；摩擦副间摩擦热上升导致磨损形式由磨粒磨损向黏着磨损转变，其中黏着磨损对PTFE的磨损率的影响较大。PTFE在干摩擦过程中产生的转移膜能起到减磨润滑作用，因此可将PTFE作为干摩擦工况下全陶瓷轴承的润滑材料。

摘要:为研究不同铜含量的浸金属碳滑块的载流摩擦磨损性能，在环-块试验机上研究3种不同铜含量（铜质量分数分别为1.17%、27.8%、50.45%）浸金属碳滑板与铜银合金接触线在载流条件下的摩擦磨损性能，并比较不同电流情况下的材料磨损表面形貌的变化。结果表明：铜含量对浸金属碳碳滑板的摩擦磨损性能有不同的影响。其中铜质量分数为1.17%的材料在200 A小电流情况下整体磨耗量较小，但是在400 A大电流情况下，电弧热、焦耳热产生的500 ℃左右高温会导致材料气化、掉块，严重加剧材料的损耗；铜质量分数为50.45%的材料在小电流情况下磨耗最大，但材料的运行温度整体较低，即材料的散热性能较好；铜质量分数为27.8%的材料在小电流与大电流情况下综合磨损性能最好。与铜银合金线对磨时，铜含量较高的材料出现了较为明显的黏着磨损，铜含量越高的材料其黏着磨损现象越明显。

摘要:采用分子动力学模拟加入减摩剂单油酸甘油酯（GMO）和分散剂聚异丁烯琥珀酰亚胺-多胺（PIBSA-PAM）的正十六烷基础油在不同压力条件下剪切时的摩擦学特性。构建光滑铁壁面的纳米间隙润滑剂模型，对GMO分子、PIBSA-PAM分子和壁面之间的吸附和团聚行为进行阐释，得出润滑油膜中每种分子的密度分布及剪切过程中的速度分布，输出固体壁面的横向力和正压力后计算得到摩擦因数。结果表明：在不同压力下加压至稳定时，GMO与PIBSA-PAM的近壁面密度峰值与正十六烷的近壁面密度峰值所处位置均相同，表明GMO、PIBSA-PAM和正十六烷的壁面吸附存在竞争关系；在不同压力下剪切时，GMO倾向于吸附在壁面，而PIBSA-PAM倾向于分散于基础油中；GMO质量分数为5.0%左右时，正十六烷基础油摩擦因数最小，为0.067。

摘要:为探讨一种无泄漏柱塞缸密封件层叠结构设计的合理性，利用ABAQUS软件，采用Mooney-Rivlin模型对其在加载过程中的变形过程进行仿真模拟，分析密封件在轻载大行程下的变形规律和应力分布。设计实验，研究密封件在实际加载过程中的变形，并将实验结果与仿真结果进行对比。结果表明：在整个变形过程中，密封件层叠结构由于内外层叠的压缩，起到了吸收大行程变形，防止密封件产生不规律变形的目的；密封件在变形的过程中，密封件底部转角处将会产生较大的应力集中，而密封件层叠结构的最大应力值远小于普通的直筒型结构，因此可以有效降低应力集中对密封件造成的破坏。所建立模型在研究密封件变形时结果可靠、准确，为后续密封件结构深入研究和设计优化提供理论指导。

摘要:为改进计算精度和提高计算效率，采用CFD软件Fluent对径向动压气体轴承承载能力进行分析。使用软件Solidworks建立径向动压气体轴承三维物理建模；从可压缩流体润滑方程及连续性方程出发，得到等温条件下动压润滑雷诺方程的基本形式，运用有限差分法计算径向动压轴承的压力分布及承载力等特性；采用Fluent进行有限元仿真模拟，直接求解气体润滑基本方程Navier-Stokes方程，分析偏心率和长径比等轴承参数对气体轴承承载能力的影响。结果表明：轴承整体气膜的压力分布沿轴承轴向中线几何对称，由于轴承的偏心作用，在轴承最下端为气膜最薄的区域；气体流入方向存在正压最大区域，气体流出方向存在负压最大区域，由于气体的压差使得轴承具有了一定的承载能力；随着偏心率和长径比的增大，轴承的承载能力随着转速的变化呈非线性上升趋势。

摘要:以往轴向迷宫密封设计时多借鉴旋转迷宫密封的研究成果，而对于轴向迷宫密封，其内部流体变化形式存在较大区别。为探讨轴向迷宫密封流场分布和泄漏特性，对某型号迷宫压缩机活塞气缸部位采用的齿形轴向迷宫密封结构进行研究。建立该轴向迷宫密封结构的三维模型，对迷宫密封泄漏特性进行流固耦合分析，分析迷宫密封流体域内压力分布、流场分布及结构变形量的变化规律。结果表明：该轴向迷宫密封齿形结构的设计，能够有效地将流体压力能转换为湍动能，通过逐级能量损耗而实现密封；迷宫密封结构在入口处发生最大变形，流体出口处活塞气缸总变形量降低。将该轴向迷宫密封结构应用于压缩机进行实验测试，表明气缸与活塞之间的密封性能良好，为轴向迷宫密封的结构设计与应用提供理论支撑。

摘要:为研究MEC密封圈结构对密封性能和结构强度的影响，以油管悬挂器MEC非金属密封为研究对象，在分析密封圈的结构与原理的基础上，考虑工作压力、安装方式和密封圈内、外过盈量的情况下，基于刚柔接触模型，建立MEC密封有限元仿真计算模型；利用单因素敏感性分析方法，研究密封圈各结构参数对密封性能和结构强度的影响。结果表明：MEC密封工作时，整体最大应力出现在金属端帽压弯根部，弹性体的最大应力出现在内侧接触部位；弹性体的最大接触应力分布呈现中部向两端逐渐减小的规律，并且变化近似对称；MEC密封的橡胶内侧长度、圆弧半径和金属端帽厚度对强度影响较大，随着内侧长度增大，最大等效应力减小，随着圆弧半径、金属端帽厚度增大，等效应力呈增大趋势；MEC密封的接触面倾斜角度、弹性体圆弧半径对弹性体接触应力有较大影响，随着金属端帽接触面倾斜角度和外圆角半径的增大，接触应力降低，随着内侧长度的增大，接触应力增加。研究结果为MEC密封的密封性能和结构强度优化以及密封结构优化提供参考。

摘要:为精确、快速地获取操作过程中高速列车齿轮箱中复杂内部流场的真实运动和分布状态，通过合理简化高速动车组驱动齿轮箱的三维模型，采用运动粒子仿真（Moving Particle Simulation，MPS）开展仿真分析。基于箱体内部油液不同瞬时分布状态，研究正、反转工况、油液浸没深度和润滑油黏度等参数对齿轮箱内部流场分布的影响；计算齿轮副在不同工况下的搅油损失，并分析不同因素对齿轮副搅油损失的影响。结果表明：小齿轮逆时针旋转时油液到达啮合区更快，且啮合区油液粒子更多，有利于啮合区的润滑；小齿轮顺时针旋转时油液更易在箱体内部扩散；当浸油量增加时，飞溅润滑油量增加，高速度的油液粒子数明显增多，搅油损失也随之增大，其中润滑油的黏度对轴承孔进油量和搅油损失有较大影响。

摘要:随着勘探深度的增加，地层压力升高和岩石硬度增加，螺杆钻具经常发生横向涡动、纵向跳动、扭向振动及黏滑现象，限制了冲击螺杆钻具的推广应用。为研究高温、高转速和往复运动耦合作用下传动轴总成密封特性及参数敏感性具，对比相同工况下星形圈、O形圈和组合圈密封特性，得到不同密封圈在静密封、动密封状态下接触压力分布，根据主密封面接触压力判定方法得到最佳密封圈结构。根据该结构研究沟槽敏感参数，并讨论沟槽形状、位置、数目和宽度等对组合圈密封特性的影响。结果表明：组合圈密封效果远远优于O形圈及星形圈；沟槽形状采用等腰三角形、沟槽数目为3时密封性能最优，沟槽位置于中间最合理；静、动密封状态下，主密封面接触压力随沟槽宽度增大而增大，而静密封状态下次接触面接触压力及O形圈应力几乎不变。

摘要:为提高磁流体密封耐压能力,在传统磁流体密封结构基础上提出一种新型变齿磁流体密封结构。基于磁流体密封耐压理论，利用ANSYS Maxwell软件对新型变齿结构密封间隙内磁感应强度大小分布进行研究，采用控制变量法分析变齿宽系数、变齿高系数2个因素单独及共同对磁流体密封耐压性能的影响。结果表明：随着变齿宽系数的增加磁流体密封耐压能力先增加后减小；随着变齿高系数的增加磁流体密封耐压能力逐渐减小；变齿宽系数及变齿高系数两因素共同作用时，在变齿高系数及变齿宽系数均为1.1的情况下磁感应强度差最大，密封耐压性能最好。

摘要:为提高摩擦材料高温下的摩擦磨损性能和摩擦因数的稳定性，利用正交试验法对多种纤维增强酚醛树脂基摩擦材料的配方进行优化设计，并通过极差分析，探讨多种纤维及含量对摩擦材料性能的影响及摩擦材料的磨损机制。研究表明：混杂纤维增强树脂基摩擦材料有着优异的耐磨性。陶瓷纤维硬度较高，开散混料后能够均匀分布在树脂基体内，对酚醛树脂基摩擦材料硬度、内剪切强度以及摩擦因数影响最大；碳纤维具有耐高温、耐磨和自润滑的特性，其含量变化对酚醛树脂基摩擦材料磨损率影响最大；在高温下，碳纤维对磨损率影响更加显著，其在摩擦过程中逐渐磨损且分布至整个摩擦面，可显著地降低材料磨损率。纤维含量的不同致使磨损机制发生改变，主要磨损有磨粒磨损、热磨损、疲劳磨损和黏着磨损。

摘要:为改善轧钢机轴承用润滑脂的性能，采用不同质量分数的石墨烯对润滑脂进行了改性，测定各润滑脂样品的锥入度和滴点，使用四球摩擦试验机研究石墨烯对润滑脂摩擦学性能的影响，使用扫描电子显微镜、白光干涉仪和拉曼光谱仪等分析石墨烯在润滑脂中的减摩抗磨机制。结果表明:石墨烯作为添加剂能提高润滑脂的滴点和改善润滑脂的极压性能以及减摩抗磨性能。当石墨烯质量分数为0.2%时，对润滑脂极压性能的提升效果最好,表现为烧结负荷和综合磨损值最大，较基础脂分别提高了 29.0%和 24.0%； 当石墨烯质量分数为0.3%时，对润滑脂减摩抗磨性能的提升效果最好,摩擦因数和磨斑直径较基础脂润滑时分别下降了 22.4%和13.0%，磨损体积减少了43.0%，且最大无卡咬负荷提高了 21.2%。石墨烯在摩擦过程中，吸附在摩擦表面，形成保护薄膜阻止了摩擦副材料的直接接触,减少了磨损，同时提高了润滑脂的承载能力。

摘要:转子式空调压缩机摩擦噪声主要来源于其内部相互接触的各个运动副。为识别转子式空调压缩机摩擦噪声的来源，通过销盘实验测定曲轴与上下法兰组成的系统中不同摩擦副的摩擦因数，拟合得到摩擦-速度负斜率曲线；建立曲轴法兰系统的有限元模型，以摩擦-速度负斜率曲线加载，提取其复特征值和等效阻尼比，初步分析摩擦噪声可能发生的频率。对实际采集的压缩机噪声信号进行EMD-FastICA分析，提取出摩擦噪声的频率来印证初步猜想。为预测系统摩擦噪声的发生趋势，试调整动摩擦因数和静摩擦因数，以不同的摩擦-速度负斜率曲线对曲轴法兰模型进行加载，分析摩擦因数对噪声发生的影响。结果表明：在曲轴法兰系统中，摩擦噪声来源为曲轴下止推部的止推面与下法兰上端面的摩擦自激振动；对于止推面-下法兰运动副，减小摩擦力-速度负斜率中的静摩擦因数和滑动摩擦因数均有助于抑制摩擦噪声的产生。

摘要:为了准确地预测流体动压润滑的油膜压力分布，流体润滑模型的数值计算需要采用质量守恒的空穴边界条件，然而，采用质量守恒的空穴边界条件将会导致求解流体润滑模型的计算时间显著增加。为高效精确地求解流体动压润滑问题，结合Fischer-Burmsister-Newton-Schur（FBNS）方法和网格细化（Grid refinement）策略，提出一种快速收敛的计算流体压力分布的数值仿真方法。该方法采用FBNS方法，将流体润滑模型的离散方程组转化为无约束方程组，以便使用牛顿迭代法求解；然后采用网格细化策略，将润滑模型在粗网格上的计算结果作为细网格上的初始值，从而加快油膜压力计算的收敛速度。采用所提出的快速收敛的数值方法对不同算例进行计算，结果表明，相比传统方法，该方法能够使含油机械系统润滑问题的数值计算变得更精确和更高效。

摘要:为探讨氧化温度、时间以及金属催化氧化等因素对柴油机油性能的影响，采用高温烘箱以及氧化测试仪模拟不用的氧化条件，研究柴油机油氧化前后部分理化性能、摩擦学性能的变化，分析不同氧化条件对柴油机油的氧化过程及性能的影响规律。结果表明:高温烘箱试验后发动机油的理化性能、抗氧化性能以及摩擦学性能会有一定程度的劣化，但变化幅度不大，发动机油的氧化程度仍处于较低水平；催化氧化条件下铜、铁等催化剂的加入大幅度增大了机油氧化的速率，加深了氧化程度，发动机油的抗磨性能明显下降，这表明催化氧化不仅会影响发动机油的理化性能及氧化性能，也会加快抗磨添加剂的消耗以及摩擦学性能的变化。

摘要:根据风电偏航轴承的结构和受载特点，建立轴承的整体有限元模型并求解联合载荷下的接触力分布。为降低模型复杂性和减小计算规模，通过赫兹接触理论获取滚动钢球与滚道的接触力和变形关系；将这些变形特征赋予非线性的弹簧单元，使弹簧单元与钢球的接触变形特征一致，从而模拟钢球与滚道的接触，并通过经验公式和实验验证了模型的正确性。建立轴承局部等效接触模型，分析不同接触角和滚道半径系数下的应力分布情况和轴承疲劳寿命。研究结果表明：随着接触角增大，滚道表层最大应力值减小，而轴承疲劳寿命随接触角增大而提高；滚道半径系数对应力分布的影响最显著，随着滚道半径系数增加，滚道表层最大应力值增大、疲劳寿命减小；不同的接触角和滚道半径系数下，滚道沿表层深度的应力分布基本一致。

摘要:针对石油化工等行业对高温介质机械密封产品的质量评价要求，研制高温介质机械密封性能测试装置及系统。该装置主轴采用悬臂设计，密封腔独立支撑，结构简单，便于安装密封；系统内高温介质采用强制循环，最高运行温度为400 ℃，并进行精确控制使温度趋于稳定。通过理论计算分析和运行试验可知，装置及系统设计安全可靠，运行稳定，完全能满足机械密封行业相关标准和评价规范关于高温试验的要求，为高温介质机械密封产品研发提供测试手段支撑。

摘要:高碱值磺酸盐是生产复合磺酸钙基润滑脂的重要原料，其质量是决定复合磺酸钙基润滑脂产品品质的关键因素之一。为选择合适的高碱值磺酸盐，考察不同高碱值磺酸盐从无定型碳酸钙转化为方解石型碳酸钙的转相时间、稠化能力，以及不同高碱值磺酸盐制备的润滑脂的滴点、锥入度、钢网分油和滚筒安定性能；筛选出的高碱值磺酸盐制备的复合磺酸钙基润滑脂具有优异的高温特性、胶体安定性和机械安定性等，为高端复合磺酸钙基润滑脂的研发和工业生产奠定基础。