摘要:针对大型可倾瓦滑动轴承的湍流效应和瓦块变形，基于COMSOL和MATLAB的联合仿真构建三维热弹流体动力润滑模型。模型中，考虑湍流的修正雷诺方程、能量方程和热传导方程的计算采用COMSOL偏微分方程物理场模块实现，瓦块变形计算采用COMSOL中热应力物理场模块实现，多物理场耦合和计算过程控制利用MATLAB实现。基于所构建模型，研究瓦块弧长、名义间隙、支承点偏移量和宽度对可倾瓦滑动轴承性能的影响。结果表明：当瓦块弧长或轴向宽度增加时，油膜变厚，瓦温降低，但是总摩擦功耗会增加；当径向间隙增大时，油膜变厚，瓦温降低，总摩擦功耗也会略有降低；而当支撑偏移量增大时，两块下瓦的变化趋势相反，总承载能力和摩擦功耗略有增加。研究结果为可倾瓦滑动轴承的优化设计提供有价值的参考。

摘要:为了研究切削液中滋生的微生物对航空航天用2219铝合金的腐蚀影响，采用失重法分析切削液中的微生物对2219铝合金的腐蚀速率，使用倒置荧光显微镜观察微生物在2219铝合金表面的附着情况，利用扫描电子显微镜（SEM）和白光干涉仪分别观察表面腐蚀产物形貌及腐蚀轮廓，并用能谱仪（EDS）分析表面腐蚀产物成分，最后利用电化学阻抗谱（EIS）研究该铝合金的腐蚀机制。结果表明：切削液中的微生物会附着在2219铝合金表面，形成不均匀的腐蚀产物膜和生物膜，微生物的存在使2219铝合金的腐蚀速率增大了59%；去除表面膜层后，发现明显的点蚀坑，最大深度为9.96 μm。电化学结果还表明，在含有多种微生物的切削液中，铝合金的电荷转移电阻逐渐减低，腐蚀速率显著提高。研究表明，切削液中微生物的存在明显加速了2219铝合金的腐蚀，而且腐蚀形式以点蚀为主。

摘要:采油螺杆泵工作时，定子在高温介质作用下发生温胀和溶胀，使定子脆化、膨胀等，降低螺杆泵密封性能。通过试验测得橡胶材料体积热膨胀系数及水浸和油浸时的溶胀参数，推导橡胶定子自由膨胀变形量表达式；对定子温胀变形进行有限元计算，使用温度当量法分析定子溶胀特性，耦合温胀与溶胀载荷进行有限元计算，得到型线的温胀与溶胀耦合作用变形规律。结果表明：定子发生温胀与溶胀变形时，定子型腔内表面变形量与壁厚成比例，最大变形出现在定转子接触位置；溶胀产生的变形量远高于温胀变形量。对螺杆泵密封特性进行有限元分析，得到定转子间密封带接触应力随温度与过盈量变化规律。结果表明：接触应力随温度和过盈量的增大而增大，油浸时最大接触应力高于水浸。

摘要:气体稀薄效应和轴瓦弹性变形对微流体设备中气体微型轴承润滑特性影响显著。根据Veijola提出的稀薄气体有效黏度模型，采用有限元法建立柔度矩阵计算轴瓦表面弹性变形量，并推导考虑有效黏度与弹性变形影响的修正Reynolds方程。通过联立求解超薄气膜润滑修正Reynolds方程、稀薄气体有效黏度方程和三维轴瓦弹性方程，分析轴瓦弹性模量、气体有效黏度、轴承结构参数以及扰动频率对其静动态特性的影响。结果表明：气体稀薄效应显著降低了微型轴承的承载能力；微型轴承的承载力随偏心率和轴承数的增加而增大；增加轴瓦柔性可提高微型轴承的承载能力和摩擦因数，而考虑气体有效黏度的弹性微型轴承承载力和摩擦因数较小；相比刚性表面微气体滑动轴承，轴瓦弹性模量的减小显著增加了动态刚度系数且降低了微型轴承的直接阻尼系数，而考虑稀薄效应引起的气体有效黏度效应降低了轴承直接刚度的同时增加了直接阻尼系数。

摘要:离心脱开型超越离合器是航空传动系统中的重要部件，具有低速楔合传动、高速离心脱开的特性，使离合器在不同工作模式下接触载荷与转速呈不同的关系，因此需针对不同工况下离心脱开型超越离合器弹流润滑性能进行分析。建立离心脱开型超越离合器弹流润滑模型，采用多重网格分析方法进行数值求解，分析进油温度与速度对超越离合器弹流润滑性能的影响。结果表明：随进油温度的增加，卷吸速度对离心脱开型超越离合器油膜厚度及压力的影响逐渐减小，且不同卷吸速度下的膜厚与油膜压力分布图线逐渐趋于重合；随进油温度增加以及卷吸速度降低，最小油膜厚度、二次压力峰峰值压力逐渐减小，且最小油膜厚度、二次压力峰峰值压力受进油温度的影响十分明显；进油温度对离心脱开型超越离合器弹流润滑性能有很大影响，降低润滑油进油温度有助于提升超越离合器弹流润滑性能。

摘要:以具有螺旋槽和双向微通槽结构的动静压气体轴承为研究对象，用ANSYS中的Fluent对轴承静态特性进行仿真分析，通过改变螺旋槽和双向微通槽的宽度、深度，研究气膜厚度、主轴转速、偏心率、供气压力等参数对轴承静态特性的影响。结果表明：相对于单向微通槽（轴向微通槽和周向微通槽）结构，采用双向微通槽结构的轴承的承载力和刚度最优；相同条件下，偏心率越大，轴承的承载力越大，刚度越小；主轴转速增高，承载力提升显著，刚度增大；双向微通槽深度增大，轴承承载力先增大后减小，刚度先增大后保持不变；随双向微通槽宽度增加，轴承的承载力和刚度先增大后减小。

摘要:机械密封的性能对海洋核心设备海底混输泵的热控效率以及稳定运行有着重要影响。针对混输泵工作状态与机械密封服役环境，建立密封环-液膜多体结构三维模型，考虑热效应、力效应和流体效应等多场协同作用，利用热流固耦合数值仿真技术，研究密封环-液膜多体结构在模拟实际工况下的性能变化规律，得到密封环-液膜多体结构在不同工况下的润滑特性、力学特性以及温度特性。结果表明：在密封环-液膜的多体结构中，密封环最大变形量和最高温度都出现在螺旋槽区域；随转速和压力的增加密封开启力和泄漏量增加，但转速的影响明显大于压力；压力对应力的影响明显大于转速，特别是在压力超过6 MPa后密封端面的接触压力较为不均匀；由于对流换热和气流黏性剪切影响，转速对密封端面温度影响大于压力，尤其在500 r/min低转速区域，密封环-液膜结构的温度突破了75 ℃，不同径向位置温度差异性也十分明显，对机械密封会造成损伤。

摘要:利用分子动力学模拟的方法研究磁性颗粒含量对磁性液体固液界面润滑性能的影响，建立体积分数为5%、96%和147%的Fe3O4的磁性液体模型，构建磁性液体固液界面润滑模型，并对润滑模型进行结构优化与退火处理，对优化后的模型进行模拟。模拟结果显示：随着磁性颗粒含量的增大，会使摩擦因数降低，从而提高磁性液体的润滑性能；其中磁性颗粒体积分数为147%的磁性液体润滑下的摩擦因数比体积分数为5%的磁性液体下降了约67%。运用均方位移、动能、范德华势能和温度变化的数据，从微观角度探究磁性颗粒含量的变化对磁性液体的润滑性能的影响，揭示磁性颗粒含量对磁性液体固液界面润滑的作用机制。研究表明：磁性颗粒含量的增加，会导致磁性液体中分子的扩散能力增强，使磁性液体中的一些分子附着在固体层的表面，形成减摩抗磨性强的渗透层或扩散层，从而提高磁性液体的润滑性能；另外磁性颗粒含量的增大，会使磁性液体中分子之间的范德华力减小，会改变磁性液体的黏度，使导热性能和传热性能增强，从而改善磁性液体固液体界面的润滑性能。

摘要:以氟化石墨（FGi）填充改性氟碳（FEVE）涂料，制备氟化石墨/氟碳（FGi/FEVE）复合涂层，并对其附着力、硬度以及耐磨防腐性能等进行分析，探讨其耐磨防腐作用机制。结果表明：FGi中C-F键的存在，不仅增加了涂层与填料之间的界面相容性，进一步增强复合涂层的热稳定性，提升附着强度与硬度，同时具有优异的疏水性能，使涂层表面接触角由84.5°提升至102.0°。电化学测试表明，质量分数1% FGi改性FEVE复合涂层的低频阻抗模量为3.1×105 Ω·cm2，与纯FEVE涂层相比，提升了近1个数量级，表明复合涂层具有更好的防腐性能。这归因于FGi与固化剂N75之间形成的氢键，增加了FGi在FEVE涂层中的分散性，能更有效阻止腐蚀介质的渗透。摩擦测试表明：质量分数1%的 FGi可以使FGi/FEVE复合涂层的摩擦因数降低16.9%、磨损率降低48.0%。FGi填充改性增强了FEVE涂层的电绝缘性和疏水性，同时发挥物理屏障作用，能有效防止基底受到腐蚀并阻止裂纹扩展，从而有效提升了FGi/FEVE复合涂层的耐磨防腐性能。

摘要:为了降低摩擦副用聚合物的热膨胀系数，用多壁碳纳米管（MWCNTs）改性超高分子量聚乙烯（UHMWPE），通过热压成型法制备MWCNTs/UHMWPE复合材料。通过测量电导率计算渗流阈值来表征分散性；用热膨胀仪（DIL）测试复合材料的热膨胀率，并在干摩擦环境下，测试不同MWCNTs含量复合材料的摩擦学性能。结果表明:通过无水乙醇超声分散再研磨的方法得到的复合材料具有较好的分散性;MWCNTs可以有效改善UHMWPE的热膨胀性能，且不会降低UHMWPE的摩擦学性能，其中质量分数08%MWCNTs改性的复合材料表现出优异的减摩抗磨性；热膨胀系数与摩擦学性能表现出一定的相关性，热膨胀系数越小，耐磨性越好。

摘要:为改善铝合金的摩擦学性能，运用有限元方法对单一方形凹坑、条形凹槽、方形凹坑和条形凹槽组合3种不同形貌织构摩擦副间润滑油膜承载能力进行仿真分析，并探究不同织构尺寸对油膜承载能力的影响。仿真结果表明：方形凹坑和条形凹槽组合织构润滑油膜承载能力最佳。采用脉冲Nd:YAG激光器在铝合金试件表面加工出具有规则形貌的方形凹坑和条形凹槽组合的织构阵列，借助CFT-I型高速往复摩擦磨损试验机进行摩擦试验，研究织构几何尺寸对摩擦副接触面间摩擦学性能的影响规律，并利用超景深显微系统对试件磨损表面的形貌进行观测。试验结果表明：组合织构化表面的平均摩擦因数与无织构表面相比明显减小，且波动幅度较小；当织构尺寸为80 μm时，织构表面的摩擦因数最小，且试验得到的基体表面磨痕深度随织构尺寸的变化规律，与仿真计算得到的润滑油膜升力系数的变化规律相吻合，为微织构参数设计提供了一定的理论依据。

摘要:碲锌镉（CZT）晶片是目前制造室温下高能射线探测器最理想的半导体材料，获得高质量的CZT晶片对探测性能的提高具有十分重要的意义。基于化学机械抛光（CMP）工艺，采用绿色环保的抛光液配方，设计并进行磨粒粒径、磨粒质量分数、抛光液pH值和抛光压力的4因素3水平正交CMP试验，实现200 μm×200 μm范围内平均粗糙度最低为0.289 nm的CMP加工。对试验结果进行均值和极差分析，探究各因素在CMP加工中的作用规律，得出pH值和磨粒质量分数对CZT晶体的CMP加工精度和去除速率影响较大，且较强的酸性条件和较大的磨粒质量分数分别有利于提高CZT晶体的化学溶解作用和机械磨削作用的结论，提出针对CZT晶片的CMP优化加工方案。通过X射线光电子能谱(XPS)表征，探究对抛光性能影响作用最大的酸度在CMP加工中所起到的化学腐蚀作用，揭示CZT晶体在CMP过程中“氧化剂氧化-酸根离子刻蚀-络合物螯合-磨粒磨削”的材料去除机制。 

摘要:为研究分散相不同形态结构对共混物的力学及摩擦学行为的影响，以PBT/HDPE共混体系为研究对象，通过挤出过程的拉伸牵引作用制备分散相为纤维结构的共混物；通过控制注射成型温度，调控PBT分散相的不同形态结构，研究其对摩擦学性能的影响及其抗磨损机制；通过在分散相中加入润滑粒子多壁碳纳米管（MWCNTs），探讨MWCNTs的分散形态对共混物摩擦磨损性能的影响。结果表明：注塑温度为200 ℃时，PBT分散相主要呈纤维状，MWCNTs主要分布在PBT中；注塑温度为240 ℃时，PBT呈球状分散在HDPE中，部分MWCNTs迁移至相界面，部分埋入HDPE基体。拉伸试验结果表明：分散相为纤维状的PBT/HDPE共混物比分散相为球状时的拉伸强度高，MWCNTs的加入显著提升了共混物的断裂拉伸率。摩擦磨损试验结果表明：MWCNTs/PBT/HDPE共混物的摩擦磨损性能与PBT形态结构紧密相关，且受摩擦磨损条件影响；低载荷低转速下MWCNTs的存在恶化了球状分散相共混物的摩擦磨损性能，只有高载荷或高转速下MWCNTs脱离PBT后，MWCNTs才能发挥其润滑减磨作用。

摘要:旋转工作台是数控机床的重要组成部分，其运行精度直接影响被加工件的形面误差和表面粗糙度。从精密数控铣磨床旋转工作台支撑轴承的设计出发，选用静压轴承支撑形式并对轴承进行设计及试验分析。设计的径向轴承和推力轴承分别为4油腔和8油腔带回油槽结构，节流方式选择小孔节流。计算轴承油膜刚度随半径间隙和节流孔径的变化，根据计算结果确定半径间隙和节流孔径的大小。在模拟测试装置上对设计轴承的回转精度进行测试，测试指标为径向跳动和轴向窜动，测试结果表明径向跳动最大0.15 μm、轴向窜动最大0.1 μm，设计的轴承满足精密转台的使用要求。

摘要:盾构机主驱动密封系统是盾构机的关键系统之一，主驱动密封圈性能直接影响盾构机的性能。对影响盾构机主驱动密封性能的唇形密封圈主要结构参数建立正交试验方案，利用有限元分析软件ABAQUS建立盾构机主驱动密封圈工作过程中开启压力差及接触宽度的计算方法，并按照正交试验方案对开启压力差及接触宽度进行仿真计算，然后对计算结果进行方差分析。分析结果表明：唇形密封圈的唇高度和唇厚度对开启压力差有显著影响，唇曲度和唇高度对接触宽度有显著影响。根据密封要求与分析结果，选取唇曲度为17 mm，唇高度为22.35 mm，压缩量为7.1 mm，唇厚度为5 mm的密封圈结构为最适结构，结构优化后开启压力差降低33%，接触宽度降低23%。

摘要:针对常规悬挂器密封坐挂位置难以判断和密封结构的缺陷问题，对常规套管悬挂器密封结构进行力学计算，研究常规密封结构中接触面的密封宽度和接触压力的影响因素，并对其工作力学机制以及密封结构进行仿真模拟研究，找出现有密封结构存在的问题，并基于椭圆金属密封结构设计理念，结合现有结构的金属密封结构件，进行多种方案设计研究，开发一种锥形多曲面椭圆型全金属密封结构的大通径芯轴式套管悬挂器，并通过室内高压气密封试验证明所设计的金属密封结构的可靠性，为全金属芯轴悬挂器在现场应用奠定了基础。

摘要:基于润滑油消耗机制，以某型12v柴油机为研究对象，建立活塞组件动力学仿真模型，分析活塞销偏置方式和活塞销偏置量对于润滑油消耗的影响。结果表明：活塞销偏置方式总体趋势是使润滑油的消耗减少，窜油和甩油得到明显改善，其中活塞销偏副推力侧（Anti-Thrust Side,ATS）对润滑油的消耗减少的效果最好；活塞销偏置量对润滑油的消耗有较大的影响，当偏置量增加时，窜油量先减小后增大，甩油量不断减小，其中活塞销偏ATS 3 mm时对减少润滑油消耗的综合效果最好；随着柴油机转速的增加，润滑油消耗量呈现不断增长的趋势，导致发动机效率降低。

摘要:环形平面金属密封是采气树闸板阀的重要密封部位，其密封性能直接影响采气效率。为研制超高压环境下使用的环形平面金属密封，优选出不锈钢718作为密封材料，并通过试验得出满足金属密封密封条件所需最小接触应力与压力之间的关系。将最小接触应力代入建立的金属密封内阀座-闸板有限元模型，分析座端面直径、金属密封密封面宽度对密封性能的影响，以及不同温度条件下的接触应力分布。仿真结果表明：内阀座端面直径越大，金属密封的可靠性越高；密封面宽度对密封性能无明显影响。对研制的环形平面金属密封的超高压试验，结果显示，在140 MPa压力下其仍能保持良好的密封性能，验证该金属密封在超高压情况下使用的可靠性。

摘要:随着旋转机械的不断发展，箔片动压轴承已经发展到了第四代。其中，多叶式波箔气体动压轴承以其大预紧力和耐高温涂层技术的应用而拥有广阔的发展前景。以多箔叠加弹性结构作为切入点，应用悬臂弯曲梁模型和线性弹簧模型来等效箔片结构中的顶层平箔和支承波箔，从而获得不同于前三代箔片动压轴承的气膜厚度方程。基于有限差分法耦合气膜厚度方程和动压Reynolds方程进行迭代求解，得到多叶式波箔气体动压轴承的静态特性结果。改变轴承的转速、偏心率和工况温度，研究其对多叶式波箔动压轴承静态特性的影响。结果表明，偏心率或转速的增大都会使得轴承的最大气膜压力和承载力增大，其中偏心率的影响大于转速的影响；偏位角随偏心率的增大快速减小，即随着偏心率的增大，轴承运转稳定性提升；工况温度的升高会导致轴承最大气膜压力呈线性增大,因此对于高速运转的箔片动压轴承，气动热问题是一个亟需解决的难题。

摘要:工业齿轮油与齿轮箱密封圈的相容性对于机械设备正常运转至关重要。近些年随着齿轮箱技术不断发展，工业齿轮油密封相容性要求越来越严苛，高端齿轮箱采用常规静态相容性测试已不能满足要求，需采用长周期静态试验，以及与齿轮箱实际工况最为契合的长周期动态密封试验来评价工业齿轮油密封相容性。对3种不同抗氧剂体系的L-CKD矿物型工业齿轮油开展齿轮油氧化试验和常规静态、长周期静态及动态相容性试验。试验结果表明：常规静态试验无法有效区分矿物型工业齿轮油密封相容性，而长周期静态和动态密封试验可以更好展现工业齿轮油密封相容性差异；不同抗氧剂体系的矿物型工业齿轮油在650 h延长氧化试验中的抗氧化性能表现，与其在长周期的静态和动态相容性试验中基本一致，表明650 h延长氧化试验对于工业齿轮油长周期密封相容性具有很强参考价值。对油品长周期密封相容性和延长氧化试验的研究，可为开发高密封相容性工业齿轮油奠定基础。

摘要:全氟聚醚润滑脂主要是由全氟聚醚（PFPE）基础油和聚四氟乙烯（PTFE）稠化剂组成。PFPE和PTFE之间结合力的强弱是影响全氟聚醚润滑脂胶体安定性的关键因素之一。PFPE和PTFE的特殊分子结构决定了分子之间作用力较弱，进而影响了全氟聚醚润滑脂的胶体安定性。为了提升全氟聚醚润滑脂的胶体安定性，选用大比表面积的疏水型气相二氧化硅（S1、S2、S3、S4）作为添加剂，以自主生产的低黏度、支链型PFPE为基础油，以PTFE粉体为稠化剂，调配一系列不同配比的全氟聚醚润滑脂，并通过XRD、SEM、TEM分析以及氮气等温吸附-脱附、粒径分布、表面自由能、分油测试，研究疏水型气相二氧化硅对全氟聚醚润滑脂胶体安定性的改进效果。研究结果表明：具有介孔结构的疏水型气相二氧化硅具有良好的稠化能力，使得全氟聚醚润滑脂的胶体安定性得到了不同程度的改进；比表面积及孔容最大的添加剂S2对全氟聚醚润滑脂胶体安定性的改进效果最为明显；全氟聚醚润滑脂的分油量随添加剂S2添加量的增大而降低，考虑到目标润滑脂的稠度等级要求，添加剂S2最佳添加量为1.5%（质量分数）。

摘要:石化行业中的大型机组实时润滑数据是设备在线监测、智能诊断和预警的关键信息。为实现石化行业大型机组润滑状态的在线监测、智能诊断和预警，融合传感技术、网络通信、大数据和故障诊断技术，设计基于机电液一体化的油液在线安全监控与智能预警系统；应用多传感器采集的润滑油温度、水分、黏度、介电常数和污染度等实时数据，实现润滑系统的在线监测、智能诊断和预警，并构建了远程分布式在线监测系统；专家诊断系统根据自回归滑动平均模型，结合设备状态和润滑油性能指标退化机制建立润滑油劣化模型，推导润滑油性能退化直至失效前的剩余寿命，实现预测设备润滑磨损状态的功能。实际工程应用表明，该系统的预测结果和离线检测结果趋势一致，表明该系统能准确预警润滑系统潜在的故障风险，为制定设备维护计划提供科学依据。

摘要:为研究Z型全氟聚醚（PFPE-Z）系润滑剂在高温大气环境中的适用性，在高温大气环境中分别进行PFPE-Z润滑剂的蒸发损失试验、极限使用温度试验和腐蚀性试验，确定轴承用PFPE-Z系润滑剂的极限使用温度；使用超景深数码显微系统、能谱仪、红外光谱仪对试验后的轴承材料和PFPE-Z润滑油进行微观检测及成分分析，获得PFPE-Z润滑油对不同金属的腐蚀速率及PFPE-Z润滑油的降解速率。结果表明：在高温大气环境中，PFPE-Z润滑脂（聚四氟乙烯增稠）的极限使用温度为290 ℃，PFPE-Z润滑油的极限使用温度为310 ℃；PFPE-Z润滑油对轴承常用金属材料均有腐蚀性，但对不同的金属材料腐蚀速率各不相同。

摘要:针对风电机组主齿轮箱运行过程中因润滑不良导致异常磨损等故障的问题，提出偏最小二乘回归分析（PLS）方法来处理油液监测数据，并采用灰色等维递补模型进行故障预测。通过对油液监测数据中的运动黏度、酸值和铜元素、硅元素、锌元素、磷元素以及铁元素含量进行数据初值化与主成分提取，构建PLS模型并进行数据拟合分析。结果表明：运用偏最小二乘回归分析方法所拟合出的线性回归方程可以较为准确地预测齿轮箱中的异常磨损元素含量。使用灰色等维递补模型对数据进行预测，PLS模型进行诊断分析，可得出未来一段时间Fe元素含量变化趋势，为制定齿轮箱维护策略提供依据。