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微织构疏水表面研究进展
1
作者 丁宁 杨云淏 +3 位作者 谭鹏乐 董之宁 张楷毓 史尧臣 《化工新型材料》 北大核心 2026年第3期36-40,52,共6页
微织构疏水表面因独特的物理化学特性,在工业防污、生物医学及航天领域展现出巨大潜力。综述了微织构疏水表面研究进展,重点围绕微观织构-性能关联机理和其构效关系、仿生设计策略及全生命周期评价方法展开多维度分析。首先介绍了微织... 微织构疏水表面因独特的物理化学特性,在工业防污、生物医学及航天领域展现出巨大潜力。综述了微织构疏水表面研究进展,重点围绕微观织构-性能关联机理和其构效关系、仿生设计策略及全生命周期评价方法展开多维度分析。首先介绍了微织构表面疏水特性及其不同润湿状态的研究进展,揭示了Wenzel状态与Cassie状态的转变机理;其次,分析了表面织构形貌对疏水性能的影响机理,探讨疏水表面形貌设计的关键参数,并基于仿生原理优化织构设计。最后,总结了表面疏水性能的检验方法和评估机制,旨在为相关领域的研究和应用提供参考。 展开更多
关键词 微织构 疏水性 织构形貌 仿生设计 评估机制
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面齿轮齿面微织构超声振动辅助车削方法及其动力学分析
2
作者 王四宝 王浩 +5 位作者 王治 董建鹏 张璐 肖雨亮 轩懿爽 杨波 《制造技术与机床》 北大核心 2026年第2期39-44,共6页
针对超声振动参数与路径参数耦合作用下刀尖轨迹变化规律不明、齿面织构化对面齿轮动力学性能影响机制有待阐明等难题,通过分析单个椭圆振动周期内刀尖-工件间的相对位置关系,确定了切削方向最小残留高度约束条件,并为了保证刀尖-工件... 针对超声振动参数与路径参数耦合作用下刀尖轨迹变化规律不明、齿面织构化对面齿轮动力学性能影响机制有待阐明等难题,通过分析单个椭圆振动周期内刀尖-工件间的相对位置关系,确定了切削方向最小残留高度约束条件,并为了保证刀尖-工件正常分离,提出了一种刀触点分布规律调控方法。同时,通过对面齿轮齿面有载接触分析确定了微织构增设范围,利用有限元方法计算并对比分析了齿面微织构对面齿轮副时变啮合刚度的影响,构建了考虑微织构的面齿轮动力学模型,得到了微织构面齿轮振动响应。 展开更多
关键词 微织构加工 超声振动辅助 刀尖轨迹 时变啮合刚度 动力学分析
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脉状微织构刀具干式铣削蠕墨铸铁研究
3
作者 董延 唐昆 +2 位作者 谭琦飞 罗源嫱 尚振涛 《工具技术》 北大核心 2026年第3期13-28,共16页
针对蠕墨铸铁干式切削过程中切屑黏附、刀具磨损严重、加工表面完整性恶化等问题,在刀具表面设计并制备微织构,改善刀具表面摩擦学性能,增强热传递,提高蠕墨铸铁零部件的使役性能与寿命。采用脉冲光纤激光,在硬质合金刀具前刀面制备脉... 针对蠕墨铸铁干式切削过程中切屑黏附、刀具磨损严重、加工表面完整性恶化等问题,在刀具表面设计并制备微织构,改善刀具表面摩擦学性能,增强热传递,提高蠕墨铸铁零部件的使役性能与寿命。采用脉冲光纤激光,在硬质合金刀具前刀面制备脉状微织构;开展微织构刀具干式铣削蠕墨铸铁试验,以及铣削过程的有限元数值模拟;分析微织构参数与进给量对切削力、刀具磨损、试样表面粗糙度,以及微织构参数对刀具应力、温度分布的影响。研究结果表明,与无织构刀具相比,脉状微织构能显著改善切削性能,在相同切削参数下可使主切削力、径向力与轴向力最大降幅分别达20.8%,25.4%与77.7%,并有效降低刀具应力峰值与切削温度;调控微织构参数,减小分支间距s和织构间距t以增大织构分布密度,是提升脉状微织构刀具切削性能的关键;在本文研究的参数范围内,160-60-100-200μm(w-d-s-t)为综合性能最优的微织构参数组合,该组合在切削力、应力控制及抗磨损方面均表现最佳。本研究为脉状微织构刀具在蠕墨铸铁高效干式铣削中的应用提供明确的参数优选方案与理论依据,对促进绿色制造具有重要的理论意义与工程实用价值。 展开更多
关键词 微织构 蠕墨铸铁 干式铣削 刀具进给量 织构参数
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微织构作用下刀具切削性能与切削液润滑特性研究进展
4
作者 陈富宽 杜飞龙 +3 位作者 周滔 周小容 陈阳 代芳 《润滑与密封》 北大核心 2026年第1期176-194,共19页
在金属切削过程中,刀具的表面结构和润滑条件对其综合切削性能具有重要影响。微织构技术与微量润滑(MQL)技术相结合,有助于改善切削区域的润滑特性,提高切削性能,延长刀具使用寿命。介绍激光加工、电火花放电加工及电化学加工等微织构... 在金属切削过程中,刀具的表面结构和润滑条件对其综合切削性能具有重要影响。微织构技术与微量润滑(MQL)技术相结合,有助于改善切削区域的润滑特性,提高切削性能,延长刀具使用寿命。介绍激光加工、电火花放电加工及电化学加工等微织构制备技术的加工原理、工艺特点及其应用现状;探讨微织构的形状、排列形式等关键参数对切削力、切削温度、刀具磨损、加工表面质量和切屑形态的影响,并从机制层面阐释这些影响的内在原因;分析MQL技术和微织构协同作用下刀具切削性能的显著优势,探讨切削液的润滑特性;指出微织构技术应用和微量润滑技术的发展趋势,为微织构刀具的优化设计和清洁切削技术的润滑性能提升提供了参考。 展开更多
关键词 微织构 切削力 微量润滑 切削温度 润滑特性
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基于仿生特性的微织构刀具制备及切削镍基高温合金的性能研究
5
作者 李彬 刘广宏 +1 位作者 任二洲 聂福全 《工具技术》 北大核心 2026年第2期30-39,共10页
为提高难加工材料Inconel 600镍基高温合金的切削效率与刀具寿命,受鲨鱼皮沟槽结构减阻机理启发,针对仿生微织构刀具的制备及其切削性能展开研究。通过单因素实验研究激光功率、扫描速度和加工次数对织构深度的影响,确定激光参数后在YG... 为提高难加工材料Inconel 600镍基高温合金的切削效率与刀具寿命,受鲨鱼皮沟槽结构减阻机理启发,针对仿生微织构刀具的制备及其切削性能展开研究。通过单因素实验研究激光功率、扫描速度和加工次数对织构深度的影响,确定激光参数后在YG8硬质合金刀具表面制备3种仿生微织构(直线、交错、分段),在不同切削速度下进行干切削实验对比,系统探究3种微织构对切削力、切屑形态及刀具磨损的影响。实验结果表明:4种刀具在不同切削速度下均产生锯齿形切屑,直线织构通过降低刀—屑接触面积、增大散热面积而降低切削力,能够改善锯齿形切屑形态,有效抑制黏刀现象和月牙洼磨损,从而延长刀具寿命;通过对比切削力、刀具磨损程度以及切屑形态,得出4种刀具的切削性能为直线织构刀具>无织构刀具>交错织构刀具>分段织构刀具。 展开更多
关键词 Inconel 600 激光参数 仿生微织构 锯齿形切屑
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不同微织构肋柱叠加的微通道换热器流动传热特性分析
6
作者 姚志敏 焦锐 +3 位作者 黄子文 文鹏程 赵谍 江胤辉 《制冷学报》 北大核心 2026年第2期103-111,共9页
为研究不同微织构肋柱叠加结构对微通道换热器流动与传热性能的影响,设计了16种微织构肋柱组合形式,并对采用数值模拟方法筛选出的4种优化结构进行分析,研究了其流场与温度场特征、压降、摩擦系数、基底温度、努塞尔数及综合传热性能,... 为研究不同微织构肋柱叠加结构对微通道换热器流动与传热性能的影响,设计了16种微织构肋柱组合形式,并对采用数值模拟方法筛选出的4种优化结构进行分析,研究了其流场与温度场特征、压降、摩擦系数、基底温度、努塞尔数及综合传热性能,并与矩形光滑微通道进行了对比。结果表明:引入微织构肋柱叠加结构显著增大压力损失和摩擦系数,且肋柱外形越尖锐,流动阻力越大。同时,该结构诱导节流效应,在肋柱上、下层末端产生马蹄涡与尾迹涡,不同形态微织构导致不同流动特征。在传热方面,相较于矩形光滑微通道,基底温度最高降低12.87 K,相对努塞尔数最高提升57.4%。综合性能评估显示,Type1微通道凭借其卓越的传热能力,能够有效平衡压力损失,实现最佳流动与传热性能。 展开更多
关键词 微通道 微织构 肋柱叠加 强化传热 流动
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激光加工医用聚醚醚酮表面微织构及性能研究
7
作者 赵建祥 桑顺恒 +3 位作者 闫续中 高冬芳 赵洋洋 乔阳 《表面技术》 北大核心 2026年第4期208-218,共11页
目的提高聚醚醚酮(PEEK)作为骨科植入材料的骨整合能力与生物相容性。方法采用紫外激光加工技术,在PEEK表面构建了不同中心距的正交微织构,通过对比抛光表面与四种织构参数组试样的表面粗糙度、羟基磷灰石矿化能力及成骨细胞活性,揭示... 目的提高聚醚醚酮(PEEK)作为骨科植入材料的骨整合能力与生物相容性。方法采用紫外激光加工技术,在PEEK表面构建了不同中心距的正交微织构,通过对比抛光表面与四种织构参数组试样的表面粗糙度、羟基磷灰石矿化能力及成骨细胞活性,揭示了微织构形貌与生物响应之间的构效关系。结果织构中心距对表面粗糙度(Ra)调控具有显著的规律性:随中心距从100μm增至400μm,表面粗糙度由8.23μm渐降至3.05μm,呈准线性衰减趋势。通过模拟体液浸泡实验发现,300μm中心距组试样表面羟基磷灰石沉积能力呈现最优状态,其矿化层连续且结晶颗粒显著聚集。细胞实验显示,所有试样RGR值均>90%,毒性等级为0级,表明激光加工PEEK未引入生物危害性副产物。通过对比发现,300μm中心距的正交织构接触角为最小值62.020°,亲水性提升最大,对成骨细胞行为的正向调控最为显著,培养72 h细胞增殖活性达到无织构表面的3.2倍,显微观察细胞伪足沿织构沟槽定向延伸,体现出典型的接触诱导生长特征。结论激光加工的正交织构可通过调控表面形貌显著改善PEEK材料的骨整合能力与生物相容性,且中心距为300μm的正交织表现最佳。 展开更多
关键词 聚醚醚酮(PEEK) 生物相容性 激光加工 微织构 表面粗糙度 成骨细胞
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Sierpinski方毯分形微织构刀具切削性能仿真研究
8
作者 邹志萍 陈肖 +4 位作者 刘春 张楚鹏 楚建宁 覃昊 朱宝义 《现代制造工程》 北大核心 2026年第1期108-116,共9页
在刀具前刀面制备特定形状的微织构能有效减小切削力,降低切削温度,提升刀具的切削性能,延长刀具的使用寿命。微织构尺寸和几何形状显著影响刀具的切削性能。然而目前微织构刀具的设计以简单的、复合的或仿生学的几何图案为主,其切削性... 在刀具前刀面制备特定形状的微织构能有效减小切削力,降低切削温度,提升刀具的切削性能,延长刀具的使用寿命。微织构尺寸和几何形状显著影响刀具的切削性能。然而目前微织构刀具的设计以简单的、复合的或仿生学的几何图案为主,其切削性能有待进一步提升;因此,基于分形理论设计了一种Sierpinski方毯分形图案的微织构刀具,并进行Sierpinski方毯分形微织构刀具(Fractal-Textured Tool, FTT)正交切削AISI4340合金钢仿真研究,将其切削性能与规则方块微织构刀具(Micro-Textured Tool, MTT)、无微织构刀具(Non-Textured Tool, NTT)对比。仿真结果表明,与MTT和NTT相比,FTT更能有效减小刀-屑实际接触面积,调节切削过程中切屑流动,使前刀面上的法向接触应力分布更加均匀,避免了应力集中,从而降低了前刀面上的最大应力;FTT显著降低了切削过程中的切削力,尤其是在高进给量下切削性能更优异,其平均主切削力和平均进给抗力降幅最大,分别降低了16.3%和14.3%;FTT前刀面上温度分布更均匀,避免了高温积聚,从而使其降温性能得以提升,且在进给量均匀增长的条件下,FTT切削刃处平均温度增幅仅为7.5%,均低于其他刀具。 展开更多
关键词 Sierpinski分形 微织构 切削性能 切削仿真 切屑流动
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刀具前刀面凸凹离散微织构研究
9
作者 于英华 刘星宇 +2 位作者 杨帅彬 沈佳兴 阮文新 《宇航材料工艺》 北大核心 2025年第6期25-32,共8页
为探究微织构对提升刀具切削性能的作用,运用理论分析和仿真分析方法,对椭圆偏置抛物线凸包微织构(elliptic bulge parabolic contour texture,EBPCT)和椭圆偏置抛物线凹坑微织构(elliptic opening offset parabola micro texture,EOOPT... 为探究微织构对提升刀具切削性能的作用,运用理论分析和仿真分析方法,对椭圆偏置抛物线凸包微织构(elliptic bulge parabolic contour texture,EBPCT)和椭圆偏置抛物线凹坑微织构(elliptic opening offset parabola micro texture,EOOPT)刀具的切削性能进行对比分析,证明EBPCT在提升刀具切削性能方面的优越性。然后运用敏度分析方法,对EBPCT特征参数进行筛选,基于响应面法分析了切削性能随关键参数的变化规律,并以此为基础进行参数优化。结果表明,EBPCT的敏感特征参数包括椭圆长轴、短轴、高度、偏移量、横向间距、刃边距、夹角,且参数优化后的EBPCT刀具的最大等效应力、最高切削温度、主切削力及切深抗力的平均值分别降低了4.45%、3.96%、6.16%和1.52%。 展开更多
关键词 凸包微织构 凹坑微织构 刀具 切削性能 敏度分析 参数优化
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轴向柱塞泵微织构滑靴副优化设计及性能分析 被引量：2
10
作者 徐平 罗晶 +2 位作者 于英华 沈佳兴 黎文利 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第6期27-37,共11页
将微织构应用在轴向柱塞泵滑靴表面,以达到改善表面摩擦磨损、减少温升、降低滑靴副泄漏的目的。通过CFD方法探寻微织构对上述滑靴副多项性能的影响规律,并进行多特征参数多目标优化以充分挖掘微织构对柱塞泵滑靴副的影响潜力,使用微铣... 将微织构应用在轴向柱塞泵滑靴表面,以达到改善表面摩擦磨损、减少温升、降低滑靴副泄漏的目的。通过CFD方法探寻微织构对上述滑靴副多项性能的影响规律,并进行多特征参数多目标优化以充分挖掘微织构对柱塞泵滑靴副的影响潜力,使用微铣削的方式制备织构试样并进行摩擦磨损实验。结果表明,微织构能有效改善滑靴表面工作性能,推荐采用椭圆形开口与偏置的椭球坑体结合的织构类型,选用内辅助支承带与密封带为织构位置。得到优化后织构方案的滑靴副油膜较原型承载压强、摩擦系数、平均温度和泄漏量分别提升了19.78%、降低了22.47%、12.41%、17.52%。该项研究为轴向柱塞泵的性能提升设计提供参考。 展开更多
关键词 轴向柱塞泵 滑靴 微织构 摩擦磨损 温度 泄漏量 多目标优化
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热辅助条件下微织构刀具铣削力预测方法研究 被引量：2
11
作者 佟欣 王佰艺 +1 位作者 李鑫宇 杨树财 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第3期274-287,共14页
刀具表面织构化处理能够显著改善刀具的切削性能。但激光加工有着急速升温与骤冷的加工特点,这会导致重熔层堆叠和微裂纹等问题。针对上述问题,引入热辅助激光加工技术。由于钛合金是难加工材料,因此铣削过程中刀具承受较大的铣削力,这... 刀具表面织构化处理能够显著改善刀具的切削性能。但激光加工有着急速升温与骤冷的加工特点,这会导致重熔层堆叠和微裂纹等问题。针对上述问题,引入热辅助激光加工技术。由于钛合金是难加工材料,因此铣削过程中刀具承受较大的铣削力,这会导致机械系统的动态响应及振动,进而影响刀具寿命和加工表面质量。因此,准确预测铣削力可以及时调整切削参数,在保证加工质量的同时,使铣削力处于合理范围,从而提高加工效率、降低刀具磨损。综上,以硬质合金球头铣刀为研究对象,将热辅助工艺与激光加工技术相结合,搭建铣削试验平台,提出一种基于蜣螂算法(DBO)优化变分模态分解(VMD)参数,并结合小波包阈值降噪(WPT)的方法来对原始信号进行降噪处理;使用希尔伯特-黄变换(HHT)进行时频分析,探讨不同热辅助温度下的刀具铣削性能变化规律。在此基础上,结合贝叶斯优化(BO)、卷积神经网络(CNN)、双向长短期记忆网络(BiLSTM)以及多头注意力机制(Multihead-Attention),建立回归分析模型用于实时监测和预测铣削力;通过验证,该模型在训练集上的R^(2)值达到了0.9967,而在测试集上R^(2)值达到了0.99194,证明了该模型的准确性。为微织构制备过程中的缺陷修复提出了一种新方法,同时为钛合金铣削加工中的铣削力预测提供了一种有效的方法。 展开更多
关键词 微织构刀具 钛合金 热辅助激光加工 铣削力 BO-CNN-BiLSTM-Multihead-Attention预测模型
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微织构/混合纳米流体协同微量润滑对车削Inconel 718的影响
12
作者 裴宏杰 张晨阳 +1 位作者 霍宇航 郭二廓 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第6期60-66,共7页
为了揭示刀具微织构和纳米流体的协同微量润滑机理,开展了MoS_(2)、多壁碳纳米管(multiwalled carbon nanotubes,MWCNTs)和MoS_(2)/MWCNTs混合纳米流体和刀具前/后刀面的微坑/微槽织构微量润滑车削Inconel 718高温合金的实验研究。采用... 为了揭示刀具微织构和纳米流体的协同微量润滑机理,开展了MoS_(2)、多壁碳纳米管(multiwalled carbon nanotubes,MWCNTs)和MoS_(2)/MWCNTs混合纳米流体和刀具前/后刀面的微坑/微槽织构微量润滑车削Inconel 718高温合金的实验研究。采用皮秒激光技术在陶瓷刀片的前/后刀面加工出微坑/微槽织构并利用激光共聚焦显微镜进行了表征。制备了MoS_(2)、MWCNTs和MoS_(2)/MWCNTs混合纳米流体,测定了其黏度和表面张力。对纳米流体和微织构的协同影响润湿性进行了测试。进行了切削速度、前刀面微织构、后刀面微织构和纳米流体种类的四因素四水平的正交切削实验,评价指标为切削力、三维表面粗糙度和切屑变形系数。实验结果表明,在减小切削力和切屑变形方面,MoS_(2)纳米流体、前刀面平行槽微织构和后刀面圆坑微织构的协同作用最优;在降低表面粗糙度方面,MoS_(2)/MWCNTs混合纳米流体、前刀面平行槽微织构和后刀面圆坑微织构效果更好。 展开更多
关键词 微量润滑 微织构刀具 纳米流体 多壁碳纳米管 二硫化钼
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微织构对大规格链条销轴-套筒副摩擦学性能的影响研究
13
作者 苏焕杰 刘国梁 +1 位作者 戴龙杰 刘毅 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第9期119-128,共10页
表面微织构技术是一种有效改善摩擦副工作性能的有效方法。但是,当前针对微织构化表面摩擦学性能的研究大多在稳定转动或移动工况下开展,表面微织构对链条销轴-套筒副为代表的往复转动摩擦副的影响效果及机理研究还有待深入。文章通过... 表面微织构技术是一种有效改善摩擦副工作性能的有效方法。但是,当前针对微织构化表面摩擦学性能的研究大多在稳定转动或移动工况下开展,表面微织构对链条销轴-套筒副为代表的往复转动摩擦副的影响效果及机理研究还有待深入。文章通过在销轴表面与套筒内壁设计制备不同类型和参数的微织构,对比研究了微织构形状、尺寸、面积率及分布位置对往复转动销轴-套筒副摩擦学性能的影响。试验结果表明,相比于凹坑与网纹微织构,相同参数的直槽微织构在销轴表面与套筒内壁均表现出了更显著的减摩效果。分析认为,直槽微织构有助于润滑油浸入与磨屑排出,改善接触界面的润滑状态,从而有效降低摩擦。微织构尺寸和面积率是影响直槽微织构摩擦学性能的重要参数。在研究范围内,宽度为2mm、面积率为27%的直槽微织构性能最优,销轴-套筒副稳定摩擦因数约为0.102,仅为无织构条件下的75%,销轴表面磨损形貌较为平整,消除了局部严重磨损。研究表明,微织构可以显著影响往复运动摩擦副的工作性能,通过微织构参数的合理设计可以实现减摩与抗磨双重优化,研究结果为链条销轴-套筒副等往复转动摩擦副的设计提供了理论依据与试验参考。 展开更多
关键词 表面微织构 销轴-套筒副 微织构参数 摩擦因数 往复转动
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Cr_(12)MoV模具钢表面微织构润滑减阻研究 被引量：2
14
作者 刘傲 郭春海 +3 位作者 崔佩娟 侯占林 张文武 黄玉平 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第9期1271-1283,共13页
表面微织构在润滑减阻方面具有优秀的性能表现,被广泛应用于轴承润滑和刀具减阻等领域.Cr_(12)MoV模具钢为航天机电伺服机构中的重要材料之一,为降低其相对接触面的摩擦阻力、提升机构的传动效率和可靠性,通过ANSYS Fluent软件进行流体... 表面微织构在润滑减阻方面具有优秀的性能表现,被广泛应用于轴承润滑和刀具减阻等领域.Cr_(12)MoV模具钢为航天机电伺服机构中的重要材料之一,为降低其相对接触面的摩擦阻力、提升机构的传动效率和可靠性,通过ANSYS Fluent软件进行流体力学仿真,分析不同微织构对摩擦副润滑性能的影响,并采用飞秒激光加工模具钢表面微织构,结合摩擦磨损试验进一步研究其织构化处理的最优织构形貌.研究发现:菱形织构能够更有效地诱导和增强流体的涡旋等不规则运动,增大惯性效应及空化效应的影响;在试验温度为40℃的条件下,摩擦副表面间的相对速度对Cr_(12)MoV模具钢的摩擦润滑性能影响较大,负载、织构形貌及织构间距影响较小;最优菱形织构参数相较于无织构表面摩擦系数降低37.74%. 展开更多
关键词 表面微织构 润滑减阻 计算流体力学 飞秒激光加工 空化效应
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激光微织构排布方式对铝青铜摩擦学性能影响研究 被引量：3
15
作者 王梦娇 胡新政 +4 位作者 刘焜 樊学峰 孟祥铠 彭旭东 王金清 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第9期1317-1330,共14页
铝青铜(CuAl10Fe5Ni5)因具有良好的硬度、耐磨性、耐蚀性和屈强比等性能常作为重要的结构材料广泛应用于工业领域中.但随着科学技术的发展,传统的铝青铜已难以满足苛刻工况下的使用要求,使其在应用方面受到极大限制.本文中利用激光加工... 铝青铜(CuAl10Fe5Ni5)因具有良好的硬度、耐磨性、耐蚀性和屈强比等性能常作为重要的结构材料广泛应用于工业领域中.但随着科学技术的发展,传统的铝青铜已难以满足苛刻工况下的使用要求,使其在应用方面受到极大限制.本文中利用激光加工技术在CuAl10Fe5Ni5表面分别制备了椭圆和三角形2种形状表面织构,探究了线性与交错2种不同排布方式对织构化CuAl10Fe5Ni5在干摩擦和油润滑下的摩擦学性能影响规律.试验结果表明:油润滑下采用交错布置方式能提高材料表面承载能力、减小材料表面摩擦磨损;相对单一的椭圆、三角形织构排布以及采用椭圆和三角形织构交错布置能发挥不同形状织构间的协同作用,改善油润滑情况下材料耐磨性能.在干摩擦下,采用线性布置方式可减小材料表面的摩擦阻力,而采用交错布置方式相对线性布置可提高材料表面耐磨损能力. 展开更多
关键词 激光微织构 排布方式 铝青铜 润滑形式 摩擦学性能
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微织构齿轮时变啮合刚度计算方法研究 被引量：1
16
作者 张龙唱 陈奇 +3 位作者 尹延国 唐军 陈远龙 宋晖 《应用力学学报》 北大核心 2025年第5期1057-1065,共9页
现有研究发现微织构有助于减小齿轮系统的摩擦和振动。为分析微织构齿轮的动力学性能,对其啮合刚度展开研究。本研究模拟鲨鱼皮表面纹理设计了仿生齿面织构,考虑织构对齿轮啮合时有效接触长度的影响,对齿轮啮合刚度进行了修正,构建了微... 现有研究发现微织构有助于减小齿轮系统的摩擦和振动。为分析微织构齿轮的动力学性能,对其啮合刚度展开研究。本研究模拟鲨鱼皮表面纹理设计了仿生齿面织构,考虑织构对齿轮啮合时有效接触长度的影响,对齿轮啮合刚度进行了修正,构建了微织构齿轮的时变啮合刚度(time-varying meshing stiffness,TVMS)模型,并采用有限元法对理论分析模型进行了验证。分析了织构参数对齿轮TVMS的影响,结果表明织构会降低齿轮TVMS,并且齿轮TVMS随着织构宽度和深度的增大逐渐减小,随着织构间距的增大逐渐增大。考虑到织构会降低齿面摩擦系数,减小齿面磨损,因此在设计齿面织构时需兼顾织构对摩擦系数和TVMS的影响,选取合理的织构参数。研究结果可为今后微织构齿轮动力学性能分析提供理论基础。 展开更多
关键词 微织构齿轮 时变啮合刚度模型 势能法 仿生织构
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微织构F-DLC涂层表面润湿与摩擦学性能研究 被引量：2
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作者 刘瑞文 张晓 +4 位作者 鲁艳 王琮 玄翠娟 郝俊英 于专妮 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第9期1295-1304,共10页
采用激光织构技术对304不锈钢表面进行微织构处理,并利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺在其表面制备氟掺杂类金刚石(F-DLC)涂层,构建疏水表面,研究了微织构处理和F-DLC涂层对304不锈钢表面润湿性和摩擦学性能的影响.结果表明:氟... 采用激光织构技术对304不锈钢表面进行微织构处理,并利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺在其表面制备氟掺杂类金刚石(F-DLC)涂层,构建疏水表面,研究了微织构处理和F-DLC涂层对304不锈钢表面润湿性和摩擦学性能的影响.结果表明:氟元素掺杂可以降低类金刚石碳(DLC)涂层的表面能,使得304不锈钢表面的静态水接触角由57°提高至107°,实现由亲水性表面到疏水性表面的转变;而在沉积涂层之前进行激光织构,激光织构的图案和织构过程中激光烧蚀形成的纳米小颗粒在沉积涂层后形成的团簇结构,使得接触角达到144°;通过设计不同微织构图案,可实现对涂层摩擦学性能的调控,其中以0.1 mm(间距)×0.1 mm(直径)激光点阵处理的F-DLC织构涂层具有最优的摩擦学性能,圆孔型织构形成的凹坑可以储存摩擦磨损产生的磨屑,从而降低涂层的摩擦系数,使涂层的稳定摩擦系数仅为0.2.因此,通过优化激光点阵结构进行微织构处理,结合氟掺杂DLC涂层技术,可以显著提高304不锈钢表面的疏水性能和摩擦学性能. 展开更多
关键词 疏水表面 F-DLC涂层 表面微织构 摩擦学性能 润湿性能
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柱塞泵微织构配流副流体动力承载特性仿真研究 被引量：2
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作者 欧阳光明 葛磊 +3 位作者 孙斌 肖刚 廖名辉 张宏博 《液压与气动》 北大核心 2025年第5期11-19,共9页
柱塞泵配流副支撑与摩擦特性直接关乎泵的可靠性与寿命。构建多种形状微织构模型,通过Fluent软件对整泵全流域进行仿真研究,比较各类微织构油膜动压特性与支撑力,进一步研究斜方体微织构倾角和转速对油膜性能的影响。研究表明:各类微织... 柱塞泵配流副支撑与摩擦特性直接关乎泵的可靠性与寿命。构建多种形状微织构模型,通过Fluent软件对整泵全流域进行仿真研究,比较各类微织构油膜动压特性与支撑力,进一步研究斜方体微织构倾角和转速对油膜性能的影响。研究表明:各类微织构均表现出一定动压特性和支撑力的提升,其中斜方体织构优于其他织构;配流副动压效应与泵转速正相关,但随着斜方体织构倾角增大而先增大后减小,产生最大动压值0.1455 MPa;当斜方体织构倾角75°时油膜支撑力最小,15°时摩擦力最大;不同转速下,油膜最大摩擦系数对应的斜方体织构倾角不同;且转速大于2000 r/min时,倾角越大对摩擦系数的影响越大,相反,转速低于2000 r/min,倾角越小对摩擦系数影响越大。 展开更多
关键词 轴向柱塞泵 配流副 微织构 动压特性
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碳化硅表面微织构尺寸和面密度对滑动密封面摩擦学性能的影响 被引量：1
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作者 王梦娇 胡凯学 +2 位作者 孟祥铠 江锦波 彭旭东 《化工学报》 北大核心 2025年第8期4165-4176,共12页
干气密封端面过度摩擦磨损是其常见失效形式之一,为研究微织构尺寸和面密度对织构化碳化硅(SiC)干气密封环摩擦学性能的影响,采用激光加工技术在SiC陶瓷表面制造45°椭圆微织构,探究织构尺寸和面密度对摩擦学性能影响规律。试验结... 干气密封端面过度摩擦磨损是其常见失效形式之一,为研究微织构尺寸和面密度对织构化碳化硅(SiC)干气密封环摩擦学性能的影响,采用激光加工技术在SiC陶瓷表面制造45°椭圆微织构,探究织构尺寸和面密度对摩擦学性能影响规律。试验结果表明:随织构尺寸和面密度增加,摩擦系数和磨损率均呈现先降低后升高的趋势,在等效直径80μm、面密度10%时摩擦学性能最好。织构尺寸过小,织构刮擦损伤严重;织构尺寸过大,摩擦副间剪切力增大。织构面密度过小,改形效果不显著;织构面密度过大,易引发应力集中和加剧磨粒磨损。尺寸和面密度均适宜的织构才可以发挥其收容磨屑、减小接触面积、减轻磨粒磨损与黏着磨损的效果,提升SiC的摩擦学性能。 展开更多
关键词 干气密封 碳化硅 激光微织构 摩擦学性能 磨损机理
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微织构几何参数对硬质合金干摩擦性能的影响 被引量：3
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作者 赵镇 马廉洁 +2 位作者 韩智斌 王乐 周云光 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第7期1215-1220,共6页
利用飞秒激光加工技术在YG6硬质合金表面加工出9种不同几何参数的沟槽型织构。通过摩擦磨损实验,根据干摩擦条件下织构化硬质合金表面的摩擦因数和磨损形貌,结合犁沟效应分析了沟槽型微织构的减摩机理。结果表明:合理参数的织构化表面... 利用飞秒激光加工技术在YG6硬质合金表面加工出9种不同几何参数的沟槽型织构。通过摩擦磨损实验,根据干摩擦条件下织构化硬质合金表面的摩擦因数和磨损形貌,结合犁沟效应分析了沟槽型微织构的减摩机理。结果表明:合理参数的织构化表面比光滑表面具有更低的摩擦因数和更好的耐磨性。表面织构通过储存磨屑和对陶瓷表面硬质点的切削来影响接触界面的摩擦磨损行为。织构的宽度越大,对硬质点的切削和对磨屑的储存作用越大。织构的间距通过影响织构密度进而影响减摩效果。 展开更多
关键词 微织构 硬质合金 干摩擦 磨损机理
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