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齿轮磨损计算与测试方法及抑制技术 被引量:10
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作者 周长江 汪红兵 +1 位作者 雷玉英 刘忠明 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期987-1000,共14页
齿轮是航空航天器、大型舰船、先进轨道车辆、电动汽车、智能机器人、高效能源机械等重大装备传动系的核心元件,齿面磨损则是其最常见的失效形式.有必要从理论与试验两方面,研究齿面磨损量的确定方法及其抑制技术.基于黏着磨损、疲劳磨... 齿轮是航空航天器、大型舰船、先进轨道车辆、电动汽车、智能机器人、高效能源机械等重大装备传动系的核心元件,齿面磨损则是其最常见的失效形式.有必要从理论与试验两方面,研究齿面磨损量的确定方法及其抑制技术.基于黏着磨损、疲劳磨损和能量磨损理论及材料磨损率,对不同的齿面磨损模型及其计算方法进行分析.按等效试件、比例试件和实际试件分3类试验方法,分述其在齿轮磨损研究中的应用;并对磨损量的常用测量技术,即称重法、表面轮廓法、铁谱与光谱分析法进行探讨.研究结果显示,齿轮磨损量的预测需要根据摩擦配副材料-结构特性、使役条件及其对应的失效形式选用合适的磨损模型和测算方法,将理论分析、数值计算与测试技术密切结合.在改进传统的硬齿面和润滑技术的同时,固体润滑薄膜材料、耐磨减摩涂层和齿面复合强化等先进技术,将为高性能齿轮产品及其装备的抗磨损设计提供重要的助力. 展开更多
关键词 齿轮传动 齿面磨损计算方法 齿面磨损测试方法 磨损抑制技术
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基于联合仿真的柴油机缸套-活塞环磨损计算分析 被引量:5
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作者 何星 毛杰键 +1 位作者 周梓发 俞增清 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期116-121,共6页
为研究柴油机实际工作环境与使用工况对缸套-活塞环磨损影响规律,从某12150型柴油机及其辅助系统实际工作状况出发,建立缸套-活塞环磨损热力学、动力学边界条件仿真模型和动载荷磨损计算模型,开发柴油机工况车载检测系统;采用联合仿真... 为研究柴油机实际工作环境与使用工况对缸套-活塞环磨损影响规律,从某12150型柴油机及其辅助系统实际工作状况出发,建立缸套-活塞环磨损热力学、动力学边界条件仿真模型和动载荷磨损计算模型,开发柴油机工况车载检测系统;采用联合仿真方法建立面向使用工况的柴油机缸套-活塞环磨损计算流程,计算分析缸套磨损分布状况,并以柴油机400 h保险期实验数据进行检验。结果表明:缸套表面磨损状况呈现不均匀分布且差异显著,其分布沿缸套轴向呈锥体形,且上止点附近磨损深度最大,其次为下止点附近,而中部磨损较小;磨损分布沿缸套圆周方向则近似呈椭圆形,其主、侧推力面磨损深度最大;缸套径向最大磨损深度计算值为47.9μm,位于上止点曲柄转角9°处,实测均值为50.3μm,计算误差为4.77%,验证了计算模型的正确性;其中第一道活塞环(梯形环)对缸套的磨损作用最大,第二道环次之,第三环作用最小。 展开更多
关键词 柴油机 缸套-活塞环 磨损计算 联合仿真
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基于改进的动载荷分布方法的角接触球轴承磨损计算研究 被引量:2
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作者 牟小燕 董绍江 武时会 《机床与液压》 北大核心 2021年第1期187-192,共6页
针对固体润滑角接触球轴承的润滑磨损寿命无法精确预测问题,提出一种更为准确的基于动载荷分布的磨损寿命计算模型,并考虑内、外圈载荷同时作用下的动载荷分布。建立内、外圈和滚道之间的动载荷计算模型,更准确地表征角接触轴承运动接... 针对固体润滑角接触球轴承的润滑磨损寿命无法精确预测问题,提出一种更为准确的基于动载荷分布的磨损寿命计算模型,并考虑内、外圈载荷同时作用下的动载荷分布。建立内、外圈和滚道之间的动载荷计算模型,更准确地表征角接触轴承运动接触特性,同时将轴承整个零部件的动载荷分段计算方法与磨损计算模型相结合,建立考虑轴承整体接触区动载荷分布下的磨损模型,为轴承承载运行下的磨损寿命机制分析提供参考。 展开更多
关键词 角接触球轴承 动载荷分布 磨损计算模型
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车辆柴油机缸套-活塞环动载荷磨损分析与计算 被引量:6
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作者 何星 王宪成 +1 位作者 李奇 刘信生 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期27-31,37,共6页
为实现对重型车辆柴油机缸套-活塞环动载荷磨损仿真计算,通过分析柴油机动载荷工况特点及其对磨损的影响,基于稳定载荷及动载荷磨损试件表面形貌SEM分析,提出缸套-活塞环动载荷磨损简化机制。依据响应面拟合的方法和磨损试验数据,建立Ar... 为实现对重型车辆柴油机缸套-活塞环动载荷磨损仿真计算,通过分析柴油机动载荷工况特点及其对磨损的影响,基于稳定载荷及动载荷磨损试件表面形貌SEM分析,提出缸套-活塞环动载荷磨损简化机制。依据响应面拟合的方法和磨损试验数据,建立Archard磨损模型中磨损系数K基于载荷工况参数与形貌特征参数的预测公式,并通过两组动载荷磨损试验对磨损计算模型进行验证,结果表明:表面粗糙度计算误差为5.9%,磨损量计算误差为7.39%,磨损计算模型具有一定精度,能够用于车辆柴油机缸套-活塞环磨损仿真计算。 展开更多
关键词 柴油机 缸套-活塞环 动载荷 磨损计算
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一种磨损数值计算方法的实验分析 被引量:4
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作者 黄钰浩 黄平 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期10-16,共7页
使用环块磨损试验机和表面形貌仪,选用不同摩擦副材料和通过控制磨损距离、载荷以及转速等变量,研究磨损率的变化,验证一种基于Archard磨损计算模型的数值计算方法。结果发现:磨损深度随磨损距离的变化由一开始的迅速增加逐渐变慢,最后... 使用环块磨损试验机和表面形貌仪,选用不同摩擦副材料和通过控制磨损距离、载荷以及转速等变量,研究磨损率的变化,验证一种基于Archard磨损计算模型的数值计算方法。结果发现:磨损深度随磨损距离的变化由一开始的迅速增加逐渐变慢,最后趋向于稳定增加;摩擦副材料的改变对磨损率大小的影响十分剧烈;磨损率随着载荷的增大而增大,但二者之间不是简单的线性关系;忽略温度变化的影响时,磨损率与磨损速度的大小无关。实验证明,该计算模型对不同材料、不同载荷的磨损量计算结果,均与实际实验所得的磨损量吻合良好,但在磨痕深度较浅时相对误差较大。 展开更多
关键词 线接触磨损 Archard磨损计算模型 数值计算 磨损试验
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新型曲线型啮合线齿轮齿面接触与磨损分析
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作者 贾超 吕云涛 贺庆拓 《摩擦学学报(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1345-1354,共10页
为了探究新型曲线型啮合线齿轮接触特性与磨损特征规律,构建了新型齿轮的有限元三维模型,利用ABAQUS对其进行承载接触分析,在此基础上,基于Hertz接触理论和Archard磨损公式,建立了新型曲线型啮合线齿轮磨损模型,并对新型齿轮齿面磨损特... 为了探究新型曲线型啮合线齿轮接触特性与磨损特征规律,构建了新型齿轮的有限元三维模型,利用ABAQUS对其进行承载接触分析,在此基础上,基于Hertz接触理论和Archard磨损公式,建立了新型曲线型啮合线齿轮磨损模型,并对新型齿轮齿面磨损特性进行了数值仿真,计算齿面相对滑动距离,求出在准静态载荷下齿面磨损量及磨损曲线.最终将新型齿轮与渐开线齿轮的承载接触特性和磨损规律做了对比研究,研究结果表明:与渐开线齿轮相比,新型曲线型啮合线齿轮在承载能力和传动平稳性方面都更优,尤其是齿面接触应力可减小高达17.0%以上.曲线啮合线齿轮齿面磨损深度沿齿廓方向分布不均匀,曲线啮合线齿轮齿面磨损深度从齿根到节点位置逐渐减小,而后从节点到齿顶位置又逐渐增大,且齿根位置的齿面磨损深度大于齿顶位置的齿面磨损深度.新型齿轮副的最大磨损深度降低了28.44%,可以有效改善渐开线齿轮副存在的非均匀磨损现象,从而延长齿轮传动装置的使用寿命,该研究成果为降低齿轮磨损研究和新型齿轮齿廓设计提供了思路和方法. 展开更多
关键词 曲线型啮合线 齿形设计 齿面滑动率 接触特性 磨损计算
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磨损面积扩散率对闸瓦磨损寿命的影响 被引量:3
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作者 罗迎 杨兆建 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第11期10-13,共4页
针对矿用盘式制动器闸瓦磨损面积扩散率与未磨损面积的关系,建立磨损面积扩散率与磨损面积的数学模型,采用两种方法求解,获得磨损面积随制动时间的变化规律的表达式、磨损面积扩散率对时间变化规律的表达式,磨损面积扩散率的增幅随时间... 针对矿用盘式制动器闸瓦磨损面积扩散率与未磨损面积的关系,建立磨损面积扩散率与磨损面积的数学模型,采用两种方法求解,获得磨损面积随制动时间的变化规律的表达式、磨损面积扩散率对时间变化规律的表达式,磨损面积扩散率的增幅随时间变化规律的表达式,并推导了求解磨损面积扩散速率的具体计算方法及在简化计算采用的估计值;给出在稳定磨损阶段摩擦片工作时长的计算方法,并绘图逐一说明。分析结果不但可用于闸瓦的磨损计算和寿命估计,而且推导所用的分析方法和解法亦广泛适用于其它接触面磨损计算。 展开更多
关键词 矿用闸瓦 磨损计算 轮廓接触面积 寿命估计
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循环次数对主轴承磨损仿真结果的影响研究 被引量:2
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作者 杜祥宁 张艳艳 +3 位作者 刁子宇 孙楠楠 张恒靖 刘震涛 《机电工程》 CAS 北大核心 2021年第2期228-233,共6页
为确定主轴承磨损预测中的仿真工况参数—循环次数的合适取值,将动力学仿真技术和主轴承润滑分析运用到了内燃机曲轴系仿真计算中,建立了某型服役柴油机曲轴系的多体动力学和润滑耦合模型。基于经典Archard磨损理论模型,设置多组循环次... 为确定主轴承磨损预测中的仿真工况参数—循环次数的合适取值,将动力学仿真技术和主轴承润滑分析运用到了内燃机曲轴系仿真计算中,建立了某型服役柴油机曲轴系的多体动力学和润滑耦合模型。基于经典Archard磨损理论模型,设置多组循环次数值分别对主轴承磨损进行了仿真计算;选取部分主轴承的最大磨损深度和磨损轮廓进行了比较分析,总结了最大磨损深度及轴瓦磨损轮廓随着循环次数增加的变化规律。研究结果表明:为兼顾计算成本和可信性,在仿真简化工况设计中选取循环次数为3时进行磨损仿真计算较为合适;以上结论为主轴承磨损仿真预测工作的优化提供了指导和建议。 展开更多
关键词 多体动力学 耦合仿真 磨损计算 循环次数 磨损轮廓
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轮胎偏磨损机理及数值解析方法研究 被引量:16
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作者 黄海波 靳晓雄 丁玉兰 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期234-238,共5页
在车辆—轮胎—地面系统力学范畴内对轮胎偏磨损机理进行了探讨,定义了轮胎偏磨损的概念,指出了滑移力和滑移速度在轮胎轴向和周向上的梯度变化是造成轮胎偏磨损的根本原因.着重介绍了现有轮胎偏磨损预测计算模型:有限单元法,单位磨损... 在车辆—轮胎—地面系统力学范畴内对轮胎偏磨损机理进行了探讨,定义了轮胎偏磨损的概念,指出了滑移力和滑移速度在轮胎轴向和周向上的梯度变化是造成轮胎偏磨损的根本原因.着重介绍了现有轮胎偏磨损预测计算模型:有限单元法,单位磨损里程表示法及磨损能量计算法.并对这三种方法进行了比较和评价,提出今后轮胎偏磨损的研究发展方向. 展开更多
关键词 车辆 轮胎 磨损机理 磨损数值计算方法
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复合地层中盾构滚刀磨损实用预测方法及应用 被引量:9
10
作者 龚泽佳 鱼志鸿 +2 位作者 章定文 冯硕 李兆国 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2023年第1期133-141,共9页
盾构机在复合地层掘进过程中常因刀具磨损量过大而产生掘进工效降低和刀具失效等问题。依托深圳地铁13号线白应区间复合地层段滚刀磨损数据,根据Rabinowicz磨粒磨损计算模型提出了一种滚刀磨损量实用预测方法。该方法结合滑移率计算公... 盾构机在复合地层掘进过程中常因刀具磨损量过大而产生掘进工效降低和刀具失效等问题。依托深圳地铁13号线白应区间复合地层段滚刀磨损数据,根据Rabinowicz磨粒磨损计算模型提出了一种滚刀磨损量实用预测方法。该方法结合滑移率计算公式和刀盘扭矩、刀盘推力得到滚刀滑动距离,通过科罗拉多矿业学院模型(CSM模型)、岩石强度参数和滚刀贯入深度确定接触面法向荷载,根据滚刀设计参数确定其材料强度。通过确定影响滚刀磨损量的三个主要因素(滑动距离、接触面法向荷载和材料强度),推导出了考虑盾构滚刀磨损体积计算公式,并采用深圳地铁13号线白应区间复合地层段滚刀实测磨损量与磨损量预测值进行对比验证。结果表明:实测磨损量与预测较为吻合,验证了所提出的滚刀磨损量预测方法的合理性,研究成果可为复合地层中盾构滚刀磨损量预测和换刀时机的确定提供理论依据。 展开更多
关键词 复合地层 盾构滚刀 磨粒磨损 磨损计算
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国内全髋关节置换磨损测试及数值模拟研究进展 被引量:7
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作者 杨抒 崔文 +5 位作者 张小刚 张亚丽 解凤宝 任旭辉 陈瑱贤 靳忠民 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1004-1018,共15页
髋关节假体磨损及磨损颗粒所导致的无菌性松动是髋关节置换失败的重要原因.本文作者对国内髋关节磨损研究时采用的运动学与力学曲线以及针对国人测绘的相应曲线进行了差异性分析,并对国内发表的全髋关节磨损体外模拟机测试试验及结果,... 髋关节假体磨损及磨损颗粒所导致的无菌性松动是髋关节置换失败的重要原因.本文作者对国内髋关节磨损研究时采用的运动学与力学曲线以及针对国人测绘的相应曲线进行了差异性分析,并对国内发表的全髋关节磨损体外模拟机测试试验及结果,数值模拟模型及结果进行了总结、对比和分析.结果显示:1)国人测绘的运动学与力学曲线不能直接用于全髋关节磨损评估的加载条件,国内关节力的测量方法仍有待进一步改进;2)国内体外磨损测试的研究结论与国外发表的结论相似,但不同机构间的测试结果存在一定差异;3)国内髋关节磨损仿真研究还处于起步阶段,仿真计算得到的磨损率普遍低于体外测试结果.因此,建立基于国人行为力学的磨损评估标准、对磨损模型进行合理优化并采用有限元和骨肌多体动力学相耦合的分析方法对髋关节假体临床前磨损性能进行评估是未来的研究方向. 展开更多
关键词 人工髋关节 磨损 体外磨损测试 计算磨损仿真 步态加载条件
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Optimal rotor wear design in hypotrochoidal gear pump using genetic algorithm 被引量:9
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作者 KWON Soon-man KIM Chang-Hyun SHIN Joong-ho 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2011年第3期718-725,共8页
The wear rate between the rotors of a hypotrochoidal gear pump is characterized.Using the knowledge of shape design on the rotors,the contact stresses without hydrodynamic effect between the rotor teeth were evaluated... The wear rate between the rotors of a hypotrochoidal gear pump is characterized.Using the knowledge of shape design on the rotors,the contact stresses without hydrodynamic effect between the rotor teeth were evaluated through the calculation of the Hertzian contact stress.Based on the above results and the sliding velocity between the rotors,a genetic algorithm (GA) was used as an optimization technique forminimizing the wear rate proportional factor (WRPF).The result shows that the wear rate or the WRPF can be reduced considerably,e.g.approximately 12.8%,throughout the optimization using GA. 展开更多
关键词 gerotor hypotrochoidal gear pump Hertzian contact stress wear rate proportional factor genetic algorithm
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