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非对称表面织构表征及动压润滑效应分析
被引量:
7
1
作者
朱春霞
王德全
+1 位作者
杨晓楠
常永祥
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第3期66-75,共10页
目的 建立具有非对称表面织构的粗糙平面的表征方程,并分析方程参数对其形貌的影响,依托表征方程重建的织构平面研究非对称表面织构在动压润滑条件下的润滑特性。方法 根据非对称织构平面的加工过程,基于W-M函数重构粗糙表面,再叠加非...
目的 建立具有非对称表面织构的粗糙平面的表征方程,并分析方程参数对其形貌的影响,依托表征方程重建的织构平面研究非对称表面织构在动压润滑条件下的润滑特性。方法 根据非对称织构平面的加工过程,基于W-M函数重构粗糙表面,再叠加非对称织构形貌特征方程,实现不同尺寸非对称表面织构的数学表征,利用Matlab软件对方程中表面织构参数和粗糙表面参数对织构平面形貌的影响进行分析,并利用方程表征的织构平面建立动压润滑压力油膜的实体模型,对压力油膜进行CFD计算,分别得出正向非对称织构、对称织构、反向非对称织构中的压力分布规律和流线分布规律,实现非对称表面织构的动压润滑效应分析。结果 表征方程的各个参数中,尺度系数和分形维数主要影响粗糙表面轮廓高度的变化范围和变化频率,微观轮廓高度的变化范围随着尺度系数的减小以同样的倍率减小,微观轮廓高度变化随着分形维数的逐渐增大越来越剧烈,变化频率也越来越快,非对称度、织构深度等织构相关参数主要影响织构的形貌特征。润滑压力油膜CFD分析计算表明,正向非对称织构(k=2)的进出口压力差为1747 Pa,明显大于对称织构(k=1,387 Pa)和反向非对称织构(k=0.5,707 Pa),三者的流线分布云图表明,正向非对称织构内的回流效应更加剧烈,流线分布更加复杂。结论 所建立的非对称织构平面的表征方程可以清晰地描述其形貌特征,方程参数对形貌特征的影响机理明确,且构型合理的非对称织构在提高承载能力和改善润滑方面存在明显的优越性。
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关键词
非对称
表面织构
表征方程
W-M函数
CFD
动压润滑效应
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职称材料
3D打印ABS材料表面长方形织构的摩擦学性能
被引量:
5
2
作者
吴华杰
陈文刚
+2 位作者
周晓菲
尹红泽
王雨豪
《工程塑料应用》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期117-126,145,共11页
为了研究丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)材料表面及织构的摩擦学性能,以线宽1.75 mm的ABS线材为基材,基于UM架构3D打印机,利用熔融沉积成型(FDM)技术制备光滑无织构ABS试样和表面具有长方形微凹坑织构的织构化ABS试样。对长方形织构表...
为了研究丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)材料表面及织构的摩擦学性能,以线宽1.75 mm的ABS线材为基材,基于UM架构3D打印机,利用熔融沉积成型(FDM)技术制备光滑无织构ABS试样和表面具有长方形微凹坑织构的织构化ABS试样。对长方形织构表面和无织构光滑表面进行了模拟分析,采用多功能摩擦磨损试验机对织构化试样进行了富油摩擦试验,利用体式显微镜观察表面织构磨痕形貌,探究不同载荷(5,10,20 N)及不同转速(100,200,300 r/min)对织构化试样摩擦学性能的影响。有限元分析软件COMSOL分析表明,凹坑的存在使得油液内部产生空化现象,产生流体动压润滑效应,长方形织构使得其表面承载力比无织构提升了约2.54倍。摩擦试验结果证明,在不同载荷下,3种转速对织构化试样的摩擦系数影响趋势各不相同;在较低转速下,载荷较低的织构化试样摩擦系数较小,而在高转速下,采用适中的载荷可获得较低的摩擦系数。当转速为300 r/min、载荷为10 N时,织构化试样具有较好的减摩抗磨性能,平均摩擦系数低至0.022。与光滑无织构试样相比,织构化ABS试样具有较好的减摩抗磨效果。
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关键词
3D打印
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料
减摩抗磨
流体
动压润滑效应
长方形织构
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职称材料
织构化可控界面对汽轮机调节阀泄漏影响规律及机制
3
作者
廖毅弘
张桂明
许静
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期1427-1434,共8页
基于流体润滑理论,应用有限元法计算了汽轮机调节阀压力分布及泄漏量,分析了织构化可控界面对调节阀泄漏影响的规律,明确了织构化调节阀的作用机理,实现了界面调控。结果表明:所设计的亲水、疏水织构满足预期的润湿性能;微凹坑流体动压...
基于流体润滑理论,应用有限元法计算了汽轮机调节阀压力分布及泄漏量,分析了织构化可控界面对调节阀泄漏影响的规律,明确了织构化调节阀的作用机理,实现了界面调控。结果表明:所设计的亲水、疏水织构满足预期的润湿性能;微凹坑流体动压润滑效果较差,动压平衡织构具备动压楔形效应,存在明显的涡流,有效改善了阀杆阀套间隙动压润滑效应,但动压平衡织构增大了上下壁面的联通面积,不利于密封。织构的减漏率影响从大到小依次为:疏水织构、组合织构、亲水织构、动压平衡织构。当调节阀所受压力超过3.5 MPa时,减漏率变化变得平缓。动压效应、密封坝效应以及凹槽内涡流能量交换与能量耗散的协同,使得组合织构在提高阀杆稳定性及降低泄漏方面优于其他织构。
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关键词
调节阀
泄漏
动压润滑效应
微织构
计算仿真
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职称材料
题名
非对称表面织构表征及动压润滑效应分析
被引量:
7
1
作者
朱春霞
王德全
杨晓楠
常永祥
机构
沈阳建筑大学机械工程学院
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第3期66-75,共10页
基金
国家自然科学基金面上项目(51575365)
辽宁省“兴辽英才计划”项目(XLYC1807065)。
文摘
目的 建立具有非对称表面织构的粗糙平面的表征方程,并分析方程参数对其形貌的影响,依托表征方程重建的织构平面研究非对称表面织构在动压润滑条件下的润滑特性。方法 根据非对称织构平面的加工过程,基于W-M函数重构粗糙表面,再叠加非对称织构形貌特征方程,实现不同尺寸非对称表面织构的数学表征,利用Matlab软件对方程中表面织构参数和粗糙表面参数对织构平面形貌的影响进行分析,并利用方程表征的织构平面建立动压润滑压力油膜的实体模型,对压力油膜进行CFD计算,分别得出正向非对称织构、对称织构、反向非对称织构中的压力分布规律和流线分布规律,实现非对称表面织构的动压润滑效应分析。结果 表征方程的各个参数中,尺度系数和分形维数主要影响粗糙表面轮廓高度的变化范围和变化频率,微观轮廓高度的变化范围随着尺度系数的减小以同样的倍率减小,微观轮廓高度变化随着分形维数的逐渐增大越来越剧烈,变化频率也越来越快,非对称度、织构深度等织构相关参数主要影响织构的形貌特征。润滑压力油膜CFD分析计算表明,正向非对称织构(k=2)的进出口压力差为1747 Pa,明显大于对称织构(k=1,387 Pa)和反向非对称织构(k=0.5,707 Pa),三者的流线分布云图表明,正向非对称织构内的回流效应更加剧烈,流线分布更加复杂。结论 所建立的非对称织构平面的表征方程可以清晰地描述其形貌特征,方程参数对形貌特征的影响机理明确,且构型合理的非对称织构在提高承载能力和改善润滑方面存在明显的优越性。
关键词
非对称
表面织构
表征方程
W-M函数
CFD
动压润滑效应
Keywords
asymmetric
surface texture
characterization equation
W-M function
CFD
hydrodynamic lubrication effect
分类号
TH117.2 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
3D打印ABS材料表面长方形织构的摩擦学性能
被引量:
5
2
作者
吴华杰
陈文刚
周晓菲
尹红泽
王雨豪
机构
西南林业大学机械与交通学院
出处
《工程塑料应用》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期117-126,145,共11页
基金
国家自然科学基金项目(51865053)
国家外国专家项目(G2021039004)
云南省农业联合专项项目(202101BD070001-051)。
文摘
为了研究丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)材料表面及织构的摩擦学性能,以线宽1.75 mm的ABS线材为基材,基于UM架构3D打印机,利用熔融沉积成型(FDM)技术制备光滑无织构ABS试样和表面具有长方形微凹坑织构的织构化ABS试样。对长方形织构表面和无织构光滑表面进行了模拟分析,采用多功能摩擦磨损试验机对织构化试样进行了富油摩擦试验,利用体式显微镜观察表面织构磨痕形貌,探究不同载荷(5,10,20 N)及不同转速(100,200,300 r/min)对织构化试样摩擦学性能的影响。有限元分析软件COMSOL分析表明,凹坑的存在使得油液内部产生空化现象,产生流体动压润滑效应,长方形织构使得其表面承载力比无织构提升了约2.54倍。摩擦试验结果证明,在不同载荷下,3种转速对织构化试样的摩擦系数影响趋势各不相同;在较低转速下,载荷较低的织构化试样摩擦系数较小,而在高转速下,采用适中的载荷可获得较低的摩擦系数。当转速为300 r/min、载荷为10 N时,织构化试样具有较好的减摩抗磨性能,平均摩擦系数低至0.022。与光滑无织构试样相比,织构化ABS试样具有较好的减摩抗磨效果。
关键词
3D打印
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料
减摩抗磨
流体
动压润滑效应
长方形织构
Keywords
3D printing
acrylonitrile-butadiene-styrene plastic
anti-friction and anti-wear
hydrodynamic lubrication effect
rectangular texture
分类号
TH117 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
织构化可控界面对汽轮机调节阀泄漏影响规律及机制
3
作者
廖毅弘
张桂明
许静
机构
杭州电子科技大学机械工程学院
出处
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期1427-1434,共8页
基金
国家自然科学基金(51775153)
浙江省自然科学基金(LY19E050011)。
文摘
基于流体润滑理论,应用有限元法计算了汽轮机调节阀压力分布及泄漏量,分析了织构化可控界面对调节阀泄漏影响的规律,明确了织构化调节阀的作用机理,实现了界面调控。结果表明:所设计的亲水、疏水织构满足预期的润湿性能;微凹坑流体动压润滑效果较差,动压平衡织构具备动压楔形效应,存在明显的涡流,有效改善了阀杆阀套间隙动压润滑效应,但动压平衡织构增大了上下壁面的联通面积,不利于密封。织构的减漏率影响从大到小依次为:疏水织构、组合织构、亲水织构、动压平衡织构。当调节阀所受压力超过3.5 MPa时,减漏率变化变得平缓。动压效应、密封坝效应以及凹槽内涡流能量交换与能量耗散的协同,使得组合织构在提高阀杆稳定性及降低泄漏方面优于其他织构。
关键词
调节阀
泄漏
动压润滑效应
微织构
计算仿真
Keywords
regulating valve
leakage
dynamic pressure lubrication effect
micro texture
computational simulation
分类号
TH137.5 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
非对称表面织构表征及动压润滑效应分析
朱春霞
王德全
杨晓楠
常永祥
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
7
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
3D打印ABS材料表面长方形织构的摩擦学性能
吴华杰
陈文刚
周晓菲
尹红泽
王雨豪
《工程塑料应用》
CAS
CSCD
北大核心
2022
5
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职称材料
3
织构化可控界面对汽轮机调节阀泄漏影响规律及机制
廖毅弘
张桂明
许静
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
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职称材料
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