摘要:铅铋轴承是新一代核电站二回路主循环系统重要组成部分，用于支撑整个转轴系统。针对轴承存在的动力学特性和润滑机制尚不清晰等问题，建立铅铋轴承流体动力学模型，研究间隙、转速、偏心率和有无环形导流槽对铅铋轴承液膜流体动力学特性的影响，揭示压力峰值与转速、偏心率和间隙的变化关系，探明间隙对动压效应形成规律的影响。研究结果显示环形导流槽对承载力和摩擦因数的影响远小于无环形导流槽，最大压力随着转速、偏心率的增大而增大，随着间隙的增大而减小，最小压力与最大压力结果相反。研究结果为新型高温液态金属润滑轴承设计研发及国产化提供了理论依据。

摘要:以螺旋浅槽上游泵送机械密封为研究对象，对端面粗糙度进行近似模拟，同时建立涉及表面粗糙度和液膜空化的间隙润滑膜流动计算模型，模拟分析端面不同部位粗糙度对密封液膜压力分布和空化的影响。研究表明：密封端面粗糙度会使液膜高压区压力提升、范围扩大，且粗糙度越大越明显，其中，动环非槽区粗糙度影响最大，静环端面粗糙度影响次之，动环槽区粗糙度影响最小；低转速（如1 000 r/min）时，无论端面粗糙与否，螺旋槽和粗糙微元均未导致液膜空化；较高转速时，位于较低膜压区的粗糙微元会导致液膜微观空化，动环槽区粗糙度对液膜宏观空化有一定的抑制作用且粗糙度越大抑制作用越明显，动环非槽区粗糙度导致膜压升高、空化区域收缩，静环端面粗糙度对液膜空化的影响相对较小；动、静环全端面粗糙时对空化的抑制作用比任何局部粗糙时强，且转速越高越明显。

摘要:为了取得高压圆盘气体轴承的完整三维流场，基于Workbench仿真软件对高压圆盘气体轴承进行三维建模仿真，得到整个流道及圆盘缝隙射流区的流场参数分布；将三维模型的气膜对称面与轴承圆盘、稳流管的轴对称面相交，截得气膜对称线；分析气膜对称线上的流场参数分布，并将其与二维简化模型流场计算结果进行对比，同时验证2种建模分析方法的有效性。结果表明：2种建模分析方法得到的气膜内马赫数和静压分布的变化规律一致，即在绝大部分气膜区域能保持高压，仅在气膜出口处很窄的范围内压力快速下降，同时在气膜出口附近形成超音速圆盘缝隙射流，使上游气膜内高压不受下游环境低压的影响；不同湍流强度对高压圆盘气体轴承内流场的静压无明显影响，但对缝隙射流区及气流远场区域的马赫数有着小幅影响。

摘要:考虑温度的影响，建立浮环密封力学特性流固热耦合数值求解模型，在验证计算方法准确性的基础上，研究浮环密封的流场特性，以及石墨烯、石墨、铝合金以及碳化硅4种材料的浮环密封在不同进口压力、温度时的力学特性。结果表明:浮环密封在偏心时，由于楔形间隙的存在，气流经过这种结构产生流体动压效应，在较薄的流体域一侧形成局部高压区，较厚的一侧压力无明显变化，而温度沿轴向方向逐级升高，且偏心率越大，偏心位置的温度越大；浮环密封流体域温度随着进口压力的升高而降低，因温度影响材料的属性，使得不同材料的浮环密封结构对温度会很敏感；不同材料浮环密封的变形量随进口压力的增加而减小，应变也随着进口压力的增加而减小；4种材料浮环密封的变形量与应力均随着进口温度的增加而增大。

摘要:通过实验和模拟研究磨粒对润滑油摩擦性能的影响。首先通过微纳米压/划痕试验测量含磨屑润滑油的摩擦因数。同时，建立边界润滑体系模型，采用分子动力学方法模拟含磨屑润滑油膜在不同载荷下沿膜厚方向的压缩率和密度分布；对体系的上下固体壁面施加方向相反的剪切速度，计算出壁面原子的应力、摩擦力、正压力和摩擦因数；分析不同粒径磨屑的动态行为特征；通过减少润滑油分子数量，探究乏油工况下含磨屑润滑体系的摩擦性能。结果表明，润滑体系摩擦因数的模拟值与试验值一致；磨屑的存在会降低油膜的压缩率，同时在高载下磨屑的存在会对油膜的分层产生破坏，影响磨屑附近的密度分布；含小粒径磨屑的润滑体系的摩擦因数比含大粒径磨屑的润滑体系的小，表明磨粒聚集长大现象会恶化润滑油的润滑性能；磨屑在剪切过程中同时存在滚动和滑动，含小粒径磨屑的润滑体系剪切过程中表现出波动幅度更大的角速度；随着载荷的增大，磨屑角速度减小，波动幅度降低；在乏油工况下，磨屑会在剪切过程中出现变形破碎现象。

摘要:针对地铁线路直缓点附近区间上的一种特殊钢轨波磨现象，根据现场条件建立车辆-轨道系统数值模型，并对模型的有效性进行了验证；运用数值模型分析上述线路区间的轮轨界面黏滑特性，解释了该类钢轨波磨的形成原因；结合轮轨系统动力响应特性，分析促使钢轨波磨生成和发展的波长固定属性的成立条件。结果表明：在线路直缓点附近区间，导向轮对和从动轮对内外侧轮轨界面均会发生横向黏滑运动，而轮轨界面发生纵向黏滑运动的概率较低，且黏滑运动的交替发生，导致了钢轨表面初始波磨的形成；当导向轮对和从动轮对内外侧车轮经过线路直缓点时，外侧轮轨接触表现为轮缘-轨距角接触，且接触形式的改变造成了轮轨系统法向力的波动，说明直缓点的存在赋予了轮轨横向黏滑运动的相位同步特征，能够保持钢轨波磨的波长固定属性，因此，钢轨波磨最终形成并不断发展，而且内轨表现为轨面波磨，外轨表现为侧面波磨，这与实测区间波磨现象一致。

摘要:针对干式摩擦元件热弹性失稳问题，通过理论和仿真计算相结合的方法，将系统扰动因素和系统结构因素相统一，从扰动频率对临界速度影响的角度，开展制动器干式摩擦元件的热弹不稳定分析。研究发现，系统失稳与扰动频率有关，造成系统失稳的临界速度存在一个极小值点，在该点系统最容易产生失稳；摩擦副局部热应力过大是造成系统失稳的主要原因，摩擦副整体温度的高低与系统失稳之间不存在必然的联系。提出的基于热固耦合扰动边界的干式摩擦元件热弹不稳定性分析方法，其计算结果可以直接用来指导摩擦片热弹性失稳的结构设计。

摘要:机械密封在起停阶段或操作失误时常处于干摩擦状态，由此导致的热损伤与磨损将影响其密封性能。以某YWN8合金接触式机械密封为研究对象，建立基于硬度及磨损系数的磨损数值模型，试验测定摩擦副密封环的硬度、磨损系数、干摩擦因数，验证磨损数值模型的准确性；对机械密封磨损进行仿真模拟，研究摩擦副密封环在干摩擦运转时单力场及热力变形下的磨损深度，并用磨损理论值进行验证。结果表明：干摩擦运转时密封环端面温升较低，温度不是其失效的主要原因；热力变形后密封环内外径间隙增大，造成端面粗糙峰接触面积减小，黏着磨损较变形前呈下降趋势，导致多物理场下的磨损深度与理论值不符。

摘要:为研究配流盘表面形貌对配流副润滑特性的影响，采用分形理论模拟配流盘表面形貌，建立轴向柱塞泵配流副润滑模型，使用有限差分法对模型进行求解，探讨分形参数对表面轮廓的影响，并进一步分析分形参数和配流副工况参数对油膜承载力、摩擦力、摩擦转矩和摩擦因数的影响。结果表明：分形维数越大，表面轮廓形貌复杂度越高，且粗糙表面高度随尺度系数减小而降低；随着缸体倾角和转速的增大，油膜承载力提升，但摩擦力、摩擦转矩和摩擦因数也随之升高；配流副润滑性能与分形维数呈现正相关的关系，选取较大的分形维数有利于提升配流副的润滑性能；尺度系数越小其摩擦力越小，但承载力也减小，因此需选择适中的尺度系数。

摘要:针对摩擦式无级变速器摩擦生热和温度场的研究，以自行设计的新型锥齿轮-滚轮平盘式无级变速器为例，对传动过程中的滑移率、功率损失和摩擦效率进行理论研究，并用ANSYS软件对滚轮平盘摩擦生热温度场进行仿真分析。结果表明：随着转速的提高滚轮和平盘的温度上升，随着压紧力的增大，摩擦功率损失提高，摩擦效率降低；压紧力的提高，滑动速度会随之增大，产生更多摩擦热，同时也会增大接触面积，摩擦发热的面积更大，因此对温升影响更明显；新型锥齿轮滚轮-平盘式无级变速器具有较高的摩擦效率，其摩擦升温也较小。

摘要:为研究纳米添加剂磷酸锆（α-ZrP）微观形态结构对其摩擦性能的影响，通过调整冻干工艺参数，制备不同形貌及粒径的α-ZrP；利用场发射扫描电镜、透射电子显微镜以及X-射线衍射仪对制备的α-ZrP的微观形貌进行表征，在球盘式往复运动试验机上在不同工况下考察α-ZrP晶型对石蜡基础油摩擦磨损性能的影响。结果表明：通过控制聚乙烯吡咯烷酮添加剂的添加量，获得颗粒状、棒状以及片层状的α-ZrP，相同工况下颗粒状α-ZrP的摩擦因数最小；随冻结速率增加，α-ZrP的粒径减小，相同工况下其摩擦因数也减小；低速重载工况时，片状α-ZrP的摩擦学性能最好，而在高速轻载工况时，颗粒状α-ZrP的摩擦学性能更优。

摘要:为研究乏油条件下偏心凸轮副的润滑状态，基于凸轮-挺杆机构建立时变乏油润滑模型，探究一个周期内6个典型瞬时(60°、120°、180°、240°、300°、360°)的压力和油膜厚度变化规律，并分析不同凸轮旋转角度下转速、初始载荷和润滑油黏度等参数对接触区润滑状态的影响。结果表明：当凸轮转至180°时，膜厚最小，压力最大，乏油状况最严重；限量供油下最小膜厚出现在凸轮转角为180°时，但是凸轮转角为0°时乏油速度最快，乏油程度更深；增大凸轮旋转速度时乏油速度更快，乏油程度更深；相同供油条件下，润滑油黏度越高使得接触区乏油情况越严重，乏油速度更快，乏油程度更深；载荷对接触区的润滑状态的影响较小，只在凸轮转角为0°接触区卷吸速度最大时，能够体现出载荷对接触区润滑状态的影响。

摘要:基于有限元分析软件Abaqus建立旋转唇密封模型，计算得到其静态接触压力和径向变形影响系数矩阵，然后通过油封数值计算模型计算得到其泵吸率；在工况一定的情况下，分析理论接触宽度、前唇角、后唇角、过盈量、腰厚结构参数对密封性能的影响，并应用田口实验法进行正交试验设计，以信噪比作为衡量泵吸率稳定性的指标，得到影响密封可靠性的最佳参数组合；应用响应曲面分析，得到油封的极限状态方程，并通过蒙特卡洛法计算基于结构参数的油封可靠度。结果表明：各结构参数对泵吸率的影响排序依次是理论接触宽度、前唇角、后唇角、过盈量、腰厚；所研究油封的密封可靠度为0.999 87。

摘要:为了探究表面粗糙度、表面波纹度以及两者同时存在时对气体滑块轴承润滑性能的影响，采用分形函数表征粗糙表面，正弦曲线表征表面波纹度，代入适用于任意努森数的超薄气膜润滑Reynolds方程，得到同时考虑表面形貌特征及稀薄效应的润滑方程，并采用有限差分法进行求解。结果表明：在轴承不发生碰磨的情况下，轴承表面粗糙度值越大，气膜压力越高，轴承承载力也越高；表面波纹度的幅值、相位角、周期对轴承性能均有较大影响，相位角φ=3π/4附近、波纹周期在0.4及0.8附近时承载力较大；对于复合形貌表面，表面粗糙度可以弥补表面波纹度可能带来的气膜压力及承载力损失，轴承数越大，效果越明显；表面粗糙度对压力中心影响较小，而波纹度对压力中心的影响较大。

摘要:为提高齿轮、圆柱滚子轴承等线接触副零件的润滑性能，有必要研究供油条件对其混合润滑特性的影响。基于平均流量模型，建立考虑供油条件的线接触非牛顿热混合润滑模型。将入口供油量作为控制乏油程度的参数，同时考虑膜厚比(最小膜厚与粗糙度的比值)与粗糙峰接触载荷比（粗糙峰接触载荷与总载荷的比值）来判断润滑状态，研究供油量、速度、接触副材料和环境黏度对混合润滑性能的影响。结果表明：随着供油量的增加，膜厚比增加，粗糙峰接触载荷比减小，最小膜厚与中心膜厚逐渐增大，平均摩擦因数逐渐减小，油膜最高温度逐渐增加，但最终都趋于稳定值；对于3种不同接触副(钢-钢、钢-Si3N4和Si3N4-Si3N4)，钢-钢接触副的总压力与油膜温度最低，Si3N4- Si3N4接触副的总压力与油膜温度最高；在充分供油时，Si3N4- Si3N4接触副油膜厚度略高，膜厚比最高，粗糙峰接触载荷比最低；在乏油条件下，钢-钢接触副油膜厚度略高，膜厚比最高，粗糙峰接触载荷比最低；随着速度或环境黏度的增加，油膜厚度增加，总压力基本不变，粗糙峰压力减小，膜厚比增大，载荷比减小。与充分供油相比，乏油条件下的混合润滑性能较差。

摘要:为提取摩擦振动的特征和实现摩擦副摩擦状态的识别，在往复摩擦磨损试验机进行摩擦副混合摩擦和干摩擦状态的摩擦磨损试验。应用谱减法对试验采集的摩擦振动信号进行降噪，计算降噪后的摩擦振动15个特征参数。应用自组织映射(Self-organizing map,SOM)神经网络对摩擦副不同摩擦状态的摩擦振动特征参数进行分析，得到摩擦振动的SOM神经网络神经元分类。研究结果表明，谱减法能消除摩擦磨损试验机的背景噪声，SOM神经网络算法能够有效分析摩擦振动信号的特征，实现摩擦副摩擦状态的识别。

摘要:为满足光束定向器方位轴内气体的密封要求，设计一种外筒分离式的磁流变液密封结构，主要由磁流变液、极靴、永磁体、外筒和内筒组成。利用Maxwell建立该密封结构的简化模型，仿真分析密封结构的磁感应强度及其分布情况。分析磁流变液密封结构中极齿形状对耐压值的影响，得出在密封间隙为0.12~0.22 mm时，单侧倒角齿形的磁流变液密封性能更好。采用正交试验法对密封间隙、齿宽、齿高、槽宽和单侧倒角等齿形参数进行优化，正交试验结果表明：密封间隙对磁流变液密封耐压值影响最大，其次是极齿宽度，槽宽、倒角角度和齿高对耐压值的影响较小。最终得到一组最优参数，优化后的磁流变液密封的密封性能提高了199.4%。

摘要:针对航空发动机润滑系统中摩擦副部件复杂、磨损颗粒能谱监测元素众多，靠人工经验难于进行磨损部位精确识别的问题，提出一种基于深度学习的航空发动机润滑系统磨损部位识别方法。该方法应用一维卷积核为计算单元，搭建一维卷积残差网络模型。以航空发动机润滑油中磨损颗粒能谱分析数据为输入，采用所搭建的一维卷积残差网络模型实现对能谱数据的特征提取以及航空发动机磨损部位的定位识别；以某型航空发动机润滑油中磨损颗粒实测能谱数据验证该方法的有效性，并和Resnet18、Resnet34、CNN等网络模型进行对比验证。结果表明，所提方法对航空发动机磨损部位的识别精度达到95%以上。为了验证模型的鲁棒性和泛化能力，在真实的某型航空发动机能谱数据基础上，对含氧数据和噪声数据分别进行测试，进一步说明该模型用于对磨损定位识别的有效性，具备实际应用的可行性。

摘要:为研究某水轮发电机组推力轴承的油膜润滑及冷却情况，建立推力轴承数值模拟计算模型，分析轴承温度和压力分布，基于流固耦合方法计算轴瓦变形情况。结果表明：该推力轴承轴瓦变形量极小，可以忽略其对轴承安全运行的影响；但该推力轴承在轴瓦外径处最大温度已超出安全运行范围，而且高温区域面积较大，影响轴承安全运行。基于正交试验方法，分析主要运行参数对推力轴承温度的影响程度。结果表明：进油压力对轴承温度影响最大，其次是进油温度，镜板转速对轴承温度的影响很小；随着润滑油进油压力和进油温度增加，推力轴瓦温度会随之上升，而随着镜板转速的增加，推力轴瓦温升减小。通过极差分析得到推力轴承最优工况组合，对于水轮发电机组的安全稳定运行有着一定的指导意义。

摘要:为获得能在较宽温度范围内工作的BCN薄膜，采用闭合场非平衡磁控溅射法制备出非晶态的BCN薄膜和BCx薄膜，通过调控N2流量研究氮含量对薄膜摩擦学和力学性能的影响。结果表明：BCN薄膜的硬度和弹性模量随着N2流量的增加而降低；在室温至600 ℃较宽温度范围内，N2流量小于20 sccm时制备的BCN薄膜具有更平稳的摩擦因数和低的磨损率，具有比BCx薄膜更好的摩擦学性能。随着N元素的掺杂，BCN薄膜的力学性能降低，但摩擦学性能明显提高，因此通过改变氮含量实现BCN薄膜力学和摩擦学性能合理调控，BCN薄膜有望实现较宽温度范围内的减摩润滑作用。

摘要:针对地铁用弹性车轮，研究踏面制动热对弹性车轮强度的影响。建立地铁弹性车轮实体有限元模型，进行连续3次紧急制动，对弹性车轮的静强度和疲劳强度进行校核，分析不同磨耗程度下车轮踏面制动热应力对车轮应力的影响及变化特征。结果表明：弹性车轮制动热应力对轮辋影响明显，相比仅考虑力学应力，考虑热应力和力学应力的新轮轮辋最大von Mises应力在直线、曲线和道岔载荷工况下分别增大了98.9%、48.3%、70.9%，相比仅考虑力学应力，考虑热应力和力学应力的磨耗到极限车轮最大von Mises应力在直线、曲线和道岔载荷工况下分别增大了48.2%、13.7%、36.9%；磨耗到极限车轮应力值较大但热应力影响比例较小，均满足静强度要求；轮芯和安装环部分温度上升较小，均不到0.1 ℃，应力变化很小。采用Goodman曲线对轮辋进行疲劳评价，得到考虑热应力前后最小安全系数分别为2.7和2.5，均满足疲劳校核要求；受到踏面制动热应力影响，轮辋部分最危险点位置与仅考虑力学应力时不同，最危险点位置从轮辋内侧转移到了轮辋最外侧。

摘要:激光熔覆是一种新型的表面改性技术，对于提高材料表面的耐磨性具有重要意义。阐述采用激光熔覆技术来提高基体材料表面减摩耐磨性能方面的研究进展。首先介绍激光熔覆技术制备的Fe、Ni、Co基自熔性合金涂层及组织结构特征，指出这些涂层存在气孔、裂纹和成分偏析与组织不均匀性等缺陷。然后指出通过合理的粉末材料的选择及配比以及合理优化的熔覆工艺参数，可改善涂层性能，制备出表面性能优异的金属陶瓷复合涂层/稀土添加复合层；同时指明相比单一外部能量场，复合外部能场辅助激光熔覆制备的涂层显现出更优异的减摩耐磨效果。最后阐述新型耐磨涂层材料（自润滑耐磨涂层、高熵合金耐磨涂层，梯度耐磨涂层和纳米耐磨涂层）的组织结构和性能特征，指出高性能新型耐磨涂层可适用于多元场景，是未来研究的重点方向，并总结与展望激光熔覆制备耐磨涂层研究的发展趋势与应用方向。

摘要:GCr15钢广泛应用于轴承、传动链销轴及工模具制造行业。常规热处理的低硬度使其在服役过程表面易发生磨损失效，采用表面强化技术可有效的提高GCr15钢的表面硬度及耐磨性。归纳介绍国内外GCr15钢的表面强化方法，总结激光表面处理、离子注入、喷涂技术、气相沉积、化学热处理等5种强化方法的特点，综述5种强化方法在改善GC515钢耐磨性能方面的研究成果。探讨不同表面处理方法对GCr15钢耐磨性能的影响，展望GCr15钢表面强化技术的发展方向。

摘要:为了确保支撑部位润滑良好，往往需要在轴或轴承表面设计各种油槽，然而增加油槽会伴随着泄油量的增加，影响其他零部件的润滑。为探讨油槽结构对滑动轴承泄油量的影响，采用不同的油槽结构设计方案设计3种齿轮滑动轴承。将轴承的总泄油分为油槽泄油和间隙泄油两部分，分别采用CFD仿真计算油槽泄油量，采用一维仿真计算间隙泄油量。基于某款轻型柴油机润滑系统的仿真试验，验证了计算方法的有效性。结果表明：无油槽的滑动轴承总泄油量最少，仅增加轴向油槽，轴承的总泄油量略有增加，同时增加轴向和周向油槽，轴承的总泄油量显著增加。对于润滑油总流量较低的轻型发动机，应合理设计滑动轴承的油槽结构，避免因泄油过多导致的润滑油压力不足问题。

摘要:针对某型发动机压气机前支点轴承在润滑油中断试验时的故障问题，对失效轴承进行宏观、微观检查和金相组织检查，确定轴承的失效为高温磨损失效，主要是由于轴承断油过程中摩擦生热量过高。对轴承进行摩擦生热机制分析，得出在载荷和转速一定时，轴承的摩擦生热与轴承的沟曲率半径、兜孔间隙及引导间隙等参数有关。采用正交试验分析轴承结构参数对轴承生热量的影响，得出增大轴承的内沟半径、引导间隙，可提高轴承的抗断油能力。改进设计的轴承顺利地通过了发动机润滑油中断试验。