摘要:为探讨V元素改善TaN薄膜摩擦学性能的机制，利用磁控溅射仪在304不锈钢基体上和单晶Si片制备不同V含量的 TaVN薄膜。使用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计、表面综合性能测试仪表征和分析薄膜的结构及性能。结果表明：TaVN 薄膜为面心立方结构，不同V含量的TaVN薄膜均在（111）晶面呈现择优取向；随着V含量的增加，TaVN 薄膜（111）晶面出现向大角度偏移的现象；不同V含量的TaVN 薄膜在扫描电子显微镜下的表面光滑平整无孔隙，膜层与基体间界面清晰，截面呈明显的柱状晶结构；随着V含量的增加，TaVN 薄膜硬度先升高后降低，当TaV靶材中V原子分数为15%时，硬度最高；随着V含量的增加，摩擦因数降低，其原因是在摩擦的过程中，薄膜中的V元素氧化形成具有自润滑效果的Magnéli 相氧化物V2O5；随着V含量的增加，TaVN 薄膜磨损机制由磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损转变为磨粒磨损和氧化磨损。

摘要:为精确分析预测某型轿车轮毂轴承的弯曲疲劳寿命，考虑轴承工作状态下游隙与油膜厚度的关系，以及温度对游隙和油膜厚度的影响，结合点接触弹流油膜厚度计算方法，精确计算其最小油膜厚度值；根据ISO提供的对Lundberg-Palmgren寿命模型修正方法，计算油膜参数和润滑剂黏度比，从而确定修正系数，建立改进的寿命模型。为了验证改进模型的正确性，使用旋转弯曲疲劳寿命试验机进行疲劳试验，试验结果在误差合理区间内，证明研究模型的可靠性。建立轮毂轴承载荷分布分析模型，讨论中心距对最大滚动体载荷的影响，研究轮毂轴承的疲劳寿命在不同纯弯矩载荷和不同车速下随中心距的变化规律。结果表明：弯矩载荷是影响疲劳寿命的主要因素，增加中心距可以延长轴承寿命；轴承润滑条件与轴承转速有关，在一定范围内，转速越高，其内部润滑越充分，使用寿命越长。

摘要:为了研究表面粗糙度对三叉杆滑球式万向联轴器滑球与滑道之间弹流润滑特性的影响，基于线接触等温弹流润滑数值计算模型，建立考虑表面粗糙度的线接触等温弹流润滑数值计算模型。采用随机表面粗糙度来代替实际的粗糙表面，计算中采用Newton-Raphson方法对方程进行数值求解，改变表面粗糙度的幅度和间距来研究它们对膜厚和〖JP2〗压力的影响。结果表明：改变表面粗糙度幅度后，膜厚曲线和压力曲线在中心区域产生波动，随着表面粗糙度的增大，两者波动程度逐渐剧烈，产生的压力波动区域的局部压力较大；表面粗糙度间距缩小一倍后，膜厚曲线和压力曲线在波动区域所产生的波动程度更密，随着表面粗糙度的增大，两者波动程度逐渐剧烈，膜厚和压力最大值略微增大。

摘要:采用分子动力学模拟技术，从分子水平研究碳纳米管(CNTs)增强丁腈橡胶(NBR)复合材料的力学性能及摩擦学性能。运用恒应变法计算材料的力学性能，分别建立纯NBR和CNTs/NBR复合材料的3层模型，并对顶层和底层的铁摩擦副施加剪切载荷，研究材料的摩擦学性能。研究结果表明：在摩擦过程中，由于CNTs表面存在很强的吸附力，抑制了NBR分子链的迁移率，使得CNTs和聚合物分子链间的相互作用增强；CNTs/NBR复合材料具有更高的致密性以及更强的结构，从而表现出了比纯NBR更加优异的力学和摩擦学性能。

摘要:孔式节流静压气体轴承存在的压降效应会降低轴承承载性能。为探讨不同轴承结构参数对节流孔出口处压降效应的影响，以小孔节流静压气体轴承为研究对象，采用有限差分法、超松弛迭代法对轴承气膜流场进行计算，得到不同轴承结构参数下气膜压力分布。结果表明：节流孔直径和数量、偏心率、节流孔位置以及平均气膜厚度均对节流孔的压降效应产生重要影响；压降效应随节流孔直径和数量的增大而减小，随平均气膜厚度和偏心率的增大而增大，随空气温度升高而降低；节流孔越靠近轴承端面，压降效应越强；转速变化对节流孔压降基本不产生影响，表明压降效应主要与轴承的静态特性有关，与动态性能关系很小。

摘要:气液混输条件下，密封腔内的含气率较高将会使得密封液膜中有气体进入，从而导致密封环出现“失稳”现象。为探讨含气介质对机械密封性能的影响，通过建立端面螺旋槽型液膜模型，基于Mixture多相流模型，对端面液膜中气液两相分布及机械密封密封性能进行研究。结果表明：液膜内气相体积分数随气泡直径的减小而增大；不同入口含气率下密封端面两相分布规律相近，含气率较高的位置出现在槽根半径处；随着含气率、转速、压差的升高，〖JP2〗槽根处的压力随之升高，从而影响密封性能；在相同含气率、转速及压差下，随膜厚的增加，泄漏量增大，开启力减小，且较小的膜厚对工况参数的改变更为敏感，槽深与膜厚的相关性较强，优化机械密封结构时需综合考虑两者的影响。

摘要:针对管道在输送过程中，由流体中固态颗粒产生的冲蚀磨损导致的失效问题，通过CFD-DPM模型开展关于不同流速、颗粒直径、含砂体积比和异面管夹角对异面三通冲蚀磨损性能影响的分析。结果表明：三管交汇处的弯面是管道主要发生冲蚀磨损的位置，水平两管弯头上侧管壁处是受损最为严重的部位；在流速2~10 m/s、含砂体积比1%~9%、异面管夹角90°~150°、颗粒直径0.1~0.5 mm时，管道的最大冲蚀率随着流速增大呈指数型增长，冲蚀面积明显扩张；低流速下，含砂体积比对最大冲蚀率影响较弱，高流速下，最大冲蚀率与含砂体积比呈线性正相关；异面管夹角的增大降低了管道对固体颗粒的流动约束性，其冲蚀率呈线性减小；最大冲蚀率随颗粒直径的增大整体呈现平缓上升的趋势，大颗粒产生的冲蚀破坏相比小颗粒更为集中一些。

摘要:由于空气静压主轴气膜厚度处于微米级别，而主轴中的不平衡现象会影响轴承内的气膜厚度变化，因而需要对各微尺度影响因素综合考虑，并对影响主轴不平衡的各因素进行充分考虑才能真实反映主轴内的气膜流动状态，仿真出轴承的静态性能。充分考虑影响主轴不平衡的各因素并对传统雷诺方程进行修正，研究黏度、流量因子、速度滑移3个微尺度因子及转子偏心和制造误差对轴承静态性能的影响，并通过实验验证从而实现对空气静压主轴静态特性的真实预测和分析。结果表明：3个微尺度因子中，速度滑移对轴承气体压力分布影响最大，同时考虑3个微尺度因子时更能反映轴承气膜流动真实状态；转子偏心与制造误差耦合时，随转子偏心率增大，轴承中各节流孔附近的气膜压力分布与气膜刚度差异越来越大，将严重影响轴承气膜刚度。

摘要:为了探究椭圆形织构化表面对水压马达配流副流体动压润滑性能的影响，构建椭圆形织构配流副表面的全水动压润滑模型，采用CFD的方法分析在不同尺寸、不同面积率条件下，两旋转表面摩擦润滑性能的变化规律。结果表明：不同尺寸的椭圆形织构表面均能产生良好的流体动压润滑性能；不同尺寸椭圆形织构的水膜承载力随面积率的变化呈现出不同的变化规律，但相同尺寸的织构表面随面积率的变化呈现出相同的变化规律，且转速越大，规律性越明显；在相同面积率下，转速越高，织构的水膜承载力越强；不同尺寸椭圆形织构在各自最优面积率下的水膜承载力不同，其中长轴、短轴分别为1.6、0.8 mm的椭圆形织构表现出最优的水膜承载性能。

摘要:为提高镍纳米粒子作为润滑脂添加剂的减摩和抗磨能力，采用油胺对其进行修饰以减少团聚，通过SEM、FT-IR和XRD对OA-Ni的微观形态和结构进行了表征，利用四球摩擦试验机和TE77往复摩擦试验机考察表面修饰的镍纳米粒子(OA-Ni)对锂基润滑脂摩擦学性能的影响，并探讨其在润滑脂中的减摩抗磨机制。结果表明:制备的油胺修饰镍纳米粒子呈不规则的圆片状，粒径约为100 nm，在润滑脂中有良好的分散性；经油胺表面改性的镍纳米粒子能有效改善锂基脂的摩擦学性能，抗磨和减摩性能分别提升了36.6%和15%。磨损表面分析结果表明，在摩擦过程中油胺修饰的镍纳米粒子在摩擦表面形成了主要成分为Fe2O3、 Fe3O4、NiO、Ni2O3等金属氧化物的摩擦化学膜，提高了锂基脂的摩擦学性能。

摘要:为研究带遮流板的低滞后刷式密封泄漏特性及刷丝变形情况，采用ANSYS软件建立低滞后刷式密封的三维叉排管束模型。考虑遮流板的柔性作用，通过与相关实验数据对比，验证数值模型的合理性。研究3种不同结构参数对低滞后刷式密封泄漏特性的影响，并对比分析有、无遮流板时低滞后刷式密封的泄漏量和刷丝变形。结果表明：遮流板有助于提高低滞后刷式密封的密封效果；带遮流板的低滞后刷式密封泄漏量较小，其泄漏量与保护高度和径向间隙呈正相关，与遮流板长度呈负相关；带遮流板结构可以减小刷丝的最大变形量和等效应力；刷丝所受的气动力和轴向变形量也随压差的增大而增大，其最大变形点发生在靠近后挡板的第一排刷丝尖端。

摘要:为探究低速冲击下界面响应与磨损行为之间的联系，开展多周次的低速冲击磨损实验；通过分析冲击过程中的接触力峰值、接触时长、接触力冲量、动能耗散等，研究冲击速度对接触界面的力学响应的影响；通过对冲击磨痕的磨损轮廓和形貌、磨损体积的检测分析，以及对磨痕区域元素组分变化的测试，研究冲击速度对接触界面磨损损伤行为的影响。结果表明：冲击速度的增加会导致接触界面在更短的时间内受到更强烈的力学作用；能量吸收率对冲击速度的变化不敏感，但冲击速度的提高会导致单位能量造成的磨损损伤逐渐降低；冲击磨痕可分为以塑性变形和以剥层磨损为主要损伤形式的2种区域；磨损区内经历了严重的摩擦氧化，并随着冲击速度的增加发生冲击副材料转移。因此，冲击速度越高，接触界面间的摩擦越剧烈，形成的表面氧化层避免了冲击副与基底材料的直接接触，延缓了磨损损伤的进一步发展。

摘要:以衍生螺旋槽为研究对象，建立衍生螺旋槽端面微气膜三维流动模型，通过软件REFPROP获取CO2在不同压力温度下的物性参数，并导入Fluent计算得到了衍生螺旋槽和经典螺旋槽的膜压分布。对比分析衍生螺旋槽和经典螺旋槽S-CO2干气密封开启力、泄漏率和气膜刚度，讨论不同入口压力和转速下湍流效应、实际气体效应以及离心惯性力对密封稳态性能的影响，揭示多种效应交互耦合对S-CO2干气密封气膜动态特性的密封机制。结果表明：衍生螺旋槽的气膜开启力、泄漏率和气膜刚度等性能参数优于经典螺旋槽，这是衍生螺旋槽两级台阶作用的结果；随着转速的增加，在湍流效应和离心惯性力的交互耦合作用下，开启力、泄漏率及气膜刚度先增大后减小，随入口压力的增大，气膜开启力、泄漏率和气膜刚度均呈近似线性增大，且压力越大衍生螺旋槽和经典螺旋槽的差异越来越明显。

摘要:通过预测加工304不锈钢时产生的切削力，从而对切削参数和刀具几何参数进行优化，是提高304不锈钢的加工精度、切屑控制及保障刀具寿命的基础。建立304不锈钢切削仿真模型，为提高模型的精确性，选择Johnson-Cook本构方程和黏结-滑移摩擦模型。结果表明：采用黏结-滑移摩擦模型的切削力预测结果更为准确，表明相对于纯剪切摩擦与库仑摩擦模型，黏结-滑移摩擦模型能更准确地描述刀-屑摩擦特性。展开不同参数下的切削力研究，研究发现：切削力随着刀具前角、后角和切削速度的增大而减小，随切削刃钝圆半径和切削厚度、宽度的增大而增大，其中切削宽度、厚度及前角对切削力大小影响较大。研究结果为304不锈钢切削效率的提高和切削机制的研究提供了理论依据。

摘要:为研究石墨润滑条件下各参数对人字闸门底枢摩擦副摩擦磨损性能的影响，采用UMT-2多功能摩擦磨损试验机进行销-盘摩擦副试验，模拟闸门底枢低速重载工况条件，研究不同摩擦速度、石墨粒径下不同表面粗糙度人字闸门底枢摩擦副的摩擦磨损性能。试验结果表明：在不同转速工况下，表面粗糙度为0.8 μm的摩擦副采用粒径10 μm石墨颗粒润滑时润滑性能最优，表面粗糙度为2.0 μm的摩擦副采用粒径21 μm石墨颗粒润滑时润滑性能最优；随着转速增加，摩擦副摩擦因数与磨损量均增加。研究表明，石墨粒径大小和摩擦副表面粗糙度共同影响摩擦副摩擦学性能，这为闸门底枢的固体润滑剂选择和摩擦参数设计提供理论依据。

摘要:为了研究在航空航天轴承工作条件下润滑剂的拖动特性，研制用于测试润滑剂拖动特性的试验机。介绍试验机的主体结构及其动力系统、加载系统、润滑系统、测量系统等的主要组成与功能，并对试验机的关键零部件进行分析验算，以保障试验机的可靠运行。在研制的试验机上进行验证性试验，与国外同类试验机试验结果进行对比。结果证明该试验机运行稳定，满足规定的功能要求，测得的试验数据较为准确、可靠，可以为航空航天系列轴承产品动力学分析和结构设计提供可靠的数据支持。

摘要:大型装备上的铜镍锡合金工件常常工作在润滑不足或者无润滑的工况条件下，因此有必要研究铜镍锡材料在干摩擦下的性能。采用CEF-I型销-盘式磨损试验机对铜镍锡合金在不同载荷与转速条件下进行干滑动摩擦磨损试验，采用扫面电子显微镜、能谱仪和轮廓检测仪对磨损表面进行检测，研究铜镍锡合金的干滑动磨损行为，并探讨其磨损机制。结果表明：在转速一定时，平均摩擦因数随载荷增大总体呈波动下降趋势，铜镍锡合金试件磨损量先缓慢增加，在较高载荷下快速增加；在载荷一定时，平均摩擦因数随转速增大先增大后减小，铜镍锡合金试件磨损量总体呈先减小后增大趋势；随着载荷的增大，铜镍锡合金的磨损机制由轻微黏着和剥层磨损到明显的黏着和剥层磨损，再到严重的黏着和疲劳磨损，随着转速的增大，铜镍锡合金的磨损机制由磨粒磨损转变为黏着磨损再到剥层磨损。在较低载荷下，随着转速的增大，铜镍锡合金摩擦磨损性能保持很好的稳定性，因此铜镍锡合金适用在高转速较低载荷的干摩擦工况下。

摘要:为探究橡胶含量对混杂纤维增强橡胶基复合材料中低速摩擦学性能的影响，在一种成熟橡胶基摩擦材料配方的基础上，通过调整配方中的橡胶含量，制备不同橡胶含量的混杂纤维增强橡胶基复合材料，对其进行力学性能、中低速下摩擦学性能进行测试，并通过观测不同试样摩擦表面的微观形貌，分析其摩擦磨损机制。结果表明：随着橡胶含量增加，复合材料的交联密度增大，复合材料硬度、密度呈先升高后降低的趋势；随着橡胶含量增加，复合材料的摩擦因数和摩擦因数稳定性呈先降低后升高再降低的趋势，质量磨损率呈先升高后降低的趋势；橡胶基复合材料在摩擦过程中存在黏着磨损和磨粒磨损，以黏着磨损为主。综合比较，橡胶质量分数为28%时，复合材料的摩擦因数适中、且动静摩擦因数接近，可有效抑制制动噪声产生。

摘要:为探究燃料电池密封件表面形貌对密封接触特性的影响，采用Weierstrass-Mandelbrot分形函数表征密封件的表面形貌，基于Majumdar-Bhushan接触模型构建考虑密封件表面形貌的二维有限元模型。研究接触—一次线性加载—卸载—二次线性加载4个步骤下光滑表面与粗糙表面的接触特性，基于上述模型，研究材料硬度对燃料电池密封性能的影响。研究结果表明：粗糙表面二次加载后其应力分布均匀度低于第一次，且其2次加载后应力分布均匀度均低于光滑表面；粗糙表面二次加载后其最高应力与最大接触压力较第一次分别增加14.29%与89.29%，而光滑表面几乎维持不变；对于粗糙表面，其硬度越高，泄漏率越低，且其降低幅度随硬度增大而减小。

摘要:大缸径、长冲程的大功率柴油机的活塞环-缸套摩擦副易发生异常磨损，使柴油机动力性能丧失，甚至发生拉缸等重大事故，通过先进的表面处理技术可显著改善活塞环-缸套摩擦副的润滑条件，提高活塞环-缸套摩擦副的摩擦学性能。采用阴极电弧离子镀技术在铬-陶瓷复合镀(CKS)活塞环表面制备厚度为7 μm的DLC薄膜，研究CKS活塞环表面的DLC薄膜在柴油机模拟工况下的摩擦学性能。结果表明：在干摩擦、室温贫油和高温贫油的工况下，CKS活塞环表面的DLC薄膜可以显著减小活塞环-缸套摩擦副对摩的摩擦因数，降低缸套的磨损；摩擦过程中DLC薄膜与润滑油的协同润滑作用以及DLC薄膜的石墨化是改善活塞环-缸套摩擦副摩擦学性能的主要原因。

摘要:为验证随机森林算法在预测改性水润滑轴承摩擦学性能上的可行性，利用Python编写算法，并通过已知实验数据进行仿真建模。通过已知数据对算法的准确性进行验证，其接受者操作特征（ROC）曲线的均值为0.85，证明模型的准确性较高。在不同温度及载荷工况条件下通过实验对预测模型进行验证，实验结果与预测结果间的误差均在5%左右，表明构建的随机森林模型可以用于改性水润滑轴承的摩擦学性能预测。研究结果表明：温度对于该改性水润滑轴承的平均摩擦因数有较大的影响，而负载对平均摩擦因数的影响较小，但是对于轴承的运转稳定性影响较大。

摘要:针对机械密封运转过程中平均膜厚的变化规律，采用重构分形接触模型表征端面形貌，结合机械密封泄漏率预测模型，建立了平均膜厚预测模型。使用Mathematica软件对给定工况下机械密封的泄漏率和平均膜厚进行理论计算，分析不同参数条件下泄漏率和平均膜厚的变化趋势。研究表明：当分形维数较小时，尺度系数减小、材料系数增大和端面比载荷增大均可使平均膜厚减小，但材料系数变化对平均膜厚数值的影响幅度较小，而尺度系数和材料系数减小、端面比载荷增大可导致泄漏率降低；当分形维数大于1.69时，机械密封端面比载荷和材料性能参数对泄漏率和平均膜厚的影响可忽略不计。

摘要:为探讨VL密封件在实际使用过程中性能指标与密封件摩擦力、变形量等参数的关系，通过试验获得VL密封件的寿命，然后设计多组VL密封件寿命试验，研究不同寿命节点下密封件的泄漏情况，分析内径尺寸、截面轮廓变化、磨损量、摩擦力以及唇口处表面粗糙度对泄漏速率的影响。结果表明：VL密封件在寿命试验过程中，其泄漏速率呈现先增加后稳定一段时间，然后呈继续增加的趋势；内径尺寸变化、截面轮廓变化程度以及磨损量与泄漏速率呈现正相关关系；摩擦力变化与唇口处表面粗糙度变化与泄漏速率无直接关系。

摘要:稠化剂结构影响润滑脂的老化过程和使用寿命，而影响稠化剂结构的关键因素是制备工艺。为了研究影响复合锂基脂结构与流变性的关键工艺，对润滑脂生产过程中的各工艺步骤取样，观察其皂纤维结构的形成与演变规律，并研究了冷却阶段和后处理阶段复合锂基润滑脂皂纤维结构和流变性的关系规律。结果表明：复合锂基润滑脂生〖JP2〗产工艺过程中关键的步骤是冷却阶段，在越过相变温度后以1 ℃/min的降温速率缓慢冷却增加分散时间，得到的皂纤维结构更均匀且纤维直径更小，具有均匀大小和稠化剂网络结构的润滑脂具有良好的结构安定性。后处理阶段工艺也会对皂纤维网络结构造成影响，需要选择既能使皂颗粒充分分散又不会严重破坏皂纤维网络结构的适宜的工艺条件范围。

摘要:采用共混-热压-烧结工艺制备一种碳纤维（CF）、芳纶纤维（AF）混合增强的高耐磨聚偏氟乙烯（PVDF）复合材料，并研究石墨、MoS2和纳米SiO2对PVDF复合材料的力学性能和摩擦学性能的影响，利用显微镜、附带有能谱仪（EDS）的扫描电镜（SEM）、红外光谱仪(FT-IR)对摩擦表面形貌和转移膜元素组成和分布进行分析，探讨摩擦磨损机制。结果表明：复合材料的硬度和弹性模量随着纤维、石墨、纳米SiO2等的加入而增大，耐磨性明显提高；添加的CF、AF、石墨和SiO2体积分数分别为2%、8%、5%和0.5%时，PVDF复合材料摩擦性能最优，干摩擦下摩擦因数低至0.33，磨损率低至1.12×10-6 mm3/（N· m）。复合材料中石墨、CF、SiO2在摩擦过程中发生了复杂的物理和化学反应，形成的转移膜均匀性和强度对PVDF复合材料摩擦性能有重要影响，为开发高耐磨PVDF复合材料提供了新思路。

摘要:疏浚工程中，输送管道内壁面受到泥砂浆的持续冲刷，导致管道冲蚀磨损严重。为选择输合理的输送管道材质，以提高疏浚管道的抗冲蚀性能，降低其维修和更换频率，采用冲蚀试验与理论分析的方法，以常见管材Q235为参照对象，对比5种可用于制作耐磨排泥管道的耐磨金属材料的冲蚀性能，包括Cr15铸铁、Cr26铸铁、Fedur®40合金、中锰钢、信铬钢。根据材料表面扫描电镜(SEM)图像，分析不同冲蚀角度下材料磨损类型。结果表明：冲蚀磨损过程中，各耐磨金属材料同时承受多种磨损作用，合金材料中起支撑作用的软质组分容易因切削、塑性疲劳断裂等因素而被剥离，而较硬的碳化物等组分则在松动后容易被颗粒撞击脱落；除Q235外，其余材料的磨损率均随着冲蚀角度的增加而增大；信铬钢、Fedur®40合金在中、小冲蚀角度下的耐磨性能表现优秀，若价格与加工性能合适，建议选作疏浚管道金属材料。