磁性液体导热系数理论模型与实验分析

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作者 程艳红 苏哲 +3 位作者 刘志峰 李德才 张彩霞 许静静 《功能材料》 北大核心 2025年第2期2032-2039,共8页

磁性液体作为一种新型功能复合材料,相比传统液体具有较高的导热性能,被看作新一代传热流体引起了国内外研究学者的广泛关注。然而,现有磁性液体导热系数理论计算模型并不能普遍适用,且不能准确预测不同温度下磁性液体的导热系数,各模... 磁性液体作为一种新型功能复合材料,相比传统液体具有较高的导热性能,被看作新一代传热流体引起了国内外研究学者的广泛关注。然而,现有磁性液体导热系数理论计算模型并不能普遍适用,且不能准确预测不同温度下磁性液体的导热系数,各模型之间存在着适用条件和计算结果的差异。因此,为准确得到磁性液体的导热系数,本文基于瞬态双热线法设计并搭建了磁性液体导热性能实验测量系统(测量平均误差小于1.55%),研究了不同磁场强度作用下,水基磁性液体导热系数随温度变化情况,定量分析了不同理论模型的适用温度范围。结果表明,无磁场作用下水基磁性液体(体积分数3.7%)的导热系数随温度增加而近似线性增加,当温度从20℃增加到70℃时,导热系数增大了47%。其次,磁场作用下,磁性液体导热系数发生显著的提升。在20℃,200 G时,磁性液体导热系数相对于无磁场时增幅最大为81%。最后,对比分析了Maxwell模型、Bruggeman模型、Yu&Choi模型以及Gianluca Coccia模型的磁性液体导热系数计算结果与无磁场实验测量结果,发现在温度较低范围内(20~35℃)理论计算精度较高,与实验结果相对误差在5%以内,此时可以直接采用理论模型预测磁性液体的导热系数;当温度升高后(>40℃),理论计算值则与实验值偏差增大,此时理论模型不再适用,必须通过实验测量获得准确的磁性液体导热系数。 展开更多

关键词 磁性液体 导热系数 理论模型 实验测量

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胶囊润滑剂制备及其在无机盐钻井液中的应用研究

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作者 徐博韬 张紫铜 +5 位作者 夏小春 邹洋 王志永 张浩 宋钰 戴媛静 《润滑与密封》 北大核心 2025年第3期135-143,共9页

随着钻井环境的日益复杂与苛刻,常规钻井液用润滑剂在钻井工程中难以发挥有效的减摩抗磨作用。采用微胶囊技术,以二氧化硅为壁材,润滑剂为芯材,制备2种胶囊润滑剂:ATF6润滑油胶囊(ATF6@HSM)及QT311润滑剂胶囊(QT311@HSM),将其分别添加... 随着钻井环境的日益复杂与苛刻,常规钻井液用润滑剂在钻井工程中难以发挥有效的减摩抗磨作用。采用微胶囊技术,以二氧化硅为壁材,润滑剂为芯材,制备2种胶囊润滑剂:ATF6润滑油胶囊(ATF6@HSM)及QT311润滑剂胶囊(QT311@HSM),将其分别添加至无机盐钻井液中并通过四球试验机测试其减摩抗磨性能。结果表明:钻井液中添加质量分数2%ATF6@HSM后,摩擦因数降低30%,磨斑直径降低12%,效果优于ATF6;经过长时间老化后ATF6失效,而ATF6@HSM仍能发挥较优的减摩抗磨作用,说明胶囊润滑剂壁材可以保护芯材,同时能够在摩擦区域定点释放润滑剂,从而在钻井液中能够发挥出优异的减摩抗磨性能;2%QT311@HSM添加至钻井液后摩擦因数降低39%,磨斑直径降低22%。 展开更多

关键词 胶囊润滑剂 减摩抗磨 无机盐钻井液 大位移井 抗温抗盐

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考虑尺寸波动的超大液压缸用V形组合密封可靠性评价

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作者 程茂林 李涛 +2 位作者 王跃明 张波 郭飞 《润滑与密封》 北大核心 2025年第7期91-96,共6页

密封系统可靠性决定了液压系统整机的可靠性受密封系统可靠性的影响。针对超大液压缸V形组合密封结构密封可靠性评价,基于往复密封流固耦合仿真模型和响应面分析方法,考虑密封件加工制造过程中尺寸公差波动对密封性能的影响,建立V形组... 密封系统可靠性决定了液压系统整机的可靠性受密封系统可靠性的影响。针对超大液压缸V形组合密封结构密封可靠性评价,基于往复密封流固耦合仿真模型和响应面分析方法,考虑密封件加工制造过程中尺寸公差波动对密封性能的影响,建立V形组合密封可靠性分析模型。设计结构尺寸关键因素的Box-Behnken实验表,利用仿真模型计算表中每个尺寸组合下的泄漏率,进而建立泄漏率与V形圈关键结构尺寸的极限状态函数,最终通过抽样对随机变量的10000组样本进行分析获取系统可靠度。结果表明:V形组合密封系统可靠度达到99%以上,密封结构形式具有较高的可靠性。 展开更多

关键词 V形组合密封 可靠性 响应面法 往复密封 密封性能

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Ti_(2)AlNb合金研究进展及在航空发动机上应用可行性分析 被引量：2

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作者 裴会平 刘冬 +4 位作者 姚利盼 邵天敏 刘巧沐 刘亮亮 陈乾明 《材料工程》 北大核心 2025年第1期28-44,共17页

Ti_(2)AlNb合金优良的综合高温性能使其有望取代部分镍基合金,作为航空发动机关键结构材料实现发动机自身减重。针对未来高性能航空发动机轻量化设计需求,结合统计对比、对照实验、有限元仿真分析等方法,从材料特性、合金冷/热加工工艺... Ti_(2)AlNb合金优良的综合高温性能使其有望取代部分镍基合金,作为航空发动机关键结构材料实现发动机自身减重。针对未来高性能航空发动机轻量化设计需求,结合统计对比、对照实验、有限元仿真分析等方法,从材料特性、合金冷/热加工工艺性能、减重收益等方面分别进行分析,讨论该合金在航空发动机中应用的优势、潜力以及仍需解决的问题。分析结果表明,该合金在减重方面优势显著,且较好地实现了强度、韧性和塑性的综合匹配,无明显短板;具有可接受的冷、热加工性能,通过变形、铸造等方式均可制备工程可用的大规格零件;应用于机匣等静子件可在镍基高温合金基础上减重35.3%,应用于整体叶盘/轮盘等转子件可在镍基高温合金基础上减重37.3%。 展开更多

关键词 Ti_(2)AlNb 航空发动机 减重 材料特性 加工工艺

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温度、载荷以及转速对4108航空润滑油摩擦学行为的影响 被引量：1

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作者 朴正镇 岳骆 +6 位作者 白鹏鹏 马楷 刘晨昊 温相丽 赵辉 孟永钢 田煜 《润滑与密封》 北大核心 2025年第3期12-22,共11页

为满足航空发动机高温、高负荷工况需求,开展4108航空润滑油在M50钢球/M50钢球以及Si_(3)N_(4)陶瓷球/M50钢球摩擦副的四球摩擦磨损试验,研究温度、载荷、转速等环境工况对摩擦磨损行为的影响;通过光镜、三维白光干涉仪、扫描电子显微镜... 为满足航空发动机高温、高负荷工况需求,开展4108航空润滑油在M50钢球/M50钢球以及Si_(3)N_(4)陶瓷球/M50钢球摩擦副的四球摩擦磨损试验,研究温度、载荷、转速等环境工况对摩擦磨损行为的影响;通过光镜、三维白光干涉仪、扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)对M50钢球进行分析表征,探究4108航空润滑油在不同摩擦副体系的磨损机制行为。结果表明:4108航空润滑油在M50/M50摩擦副体系中的摩擦学性能对于载荷、温度环境因子敏感性较小,而转速直接影响摩擦因数和磨损率,且随转速增大摩擦因数和磨损率呈增大的趋势;4108航空润滑油在Si_(3)N_(4)/M50摩擦副体系中展现良好的润滑性能,高载荷、高温和高转速下条件下M50钢球摩擦因数和磨损率与常温、低载以及低速条件下相差不大。对比分析4108航空润滑油在不同摩擦配副体系中M50球的磨损率可以发现,高温、高转速条件下Si_(3)N_(4)/M50体系中M50球的磨损率明显低于M50/M50体系中M50球的磨损率。 展开更多

关键词 航空润滑油 润滑性能 摩擦磨损性能 摩擦配副体系 四球摩擦试验机

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基于流固耦合的帽式密封瞬态性能研究 被引量：1

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作者 陈相竹 吕晓仁 +2 位作者 王跃明 姚志宏 郭飞 《润滑与密封》 北大核心 2025年第1期77-87,110,共12页

为研究液冷膨胀箱往复工作过程中瞬态变化对帽式密封性能的影响,建立瞬态混合润滑模型,通过求解瞬态雷诺方程,考虑流体力学、宏观固体力学、表面微观接触力学等多物理过程之间的耦合关系,定量预测整个过程密封系统的泄漏率、摩擦力等衡... 为研究液冷膨胀箱往复工作过程中瞬态变化对帽式密封性能的影响,建立瞬态混合润滑模型,通过求解瞬态雷诺方程,考虑流体力学、宏观固体力学、表面微观接触力学等多物理过程之间的耦合关系,定量预测整个过程密封系统的泄漏率、摩擦力等衡量密封性能的关键参数。结果表明:在一个往复行程中随着速度的增大,单行程泄漏率增加,而摩擦力减小;在行程开始运动瞬间接触宽度、摩擦力、泄漏率会出现急剧变化,且在行程转换时,帽式密封密封圈会出现跳动,会极大影响密封效果;在启动瞬间与启动后摩擦力会出现较大变化,往复密封中启动瞬间密封件的压力与速度的改变会对往复密封系统产生较大影响。瞬态压力处理方法考虑了启动瞬间摩擦力的变化,结果更接近实际运行工况。 展开更多

关键词 帽式密封 密封性能 瞬态性能 流固耦合 泄漏量

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自冲击密封流场演变规律及其结构优化设计研究 被引量：1

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作者 王衍 李猛 +5 位作者 何一鸣 张家浩 冯聪 李德才 陈妙妙 胡琼 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第1期110-123,共14页

自冲击密封内部流道众多且结构复杂,厘清流场在不同工况下的演变规律对设计改进自冲击密封结构具有指导意义.研究发现,结构和工况参数变化时自冲击密封流场会出现支流介质反向流动现象,不同参数组合变化时流场中介质流向演变规律复杂.... 自冲击密封内部流道众多且结构复杂,厘清流场在不同工况下的演变规律对设计改进自冲击密封结构具有指导意义.研究发现,结构和工况参数变化时自冲击密封流场会出现支流介质反向流动现象,不同参数组合变化时流场中介质流向演变规律复杂.结合自冲击密封泄漏量变化趋势,建立了流场演变与节流效率的逻辑关系,并基于研究结果对层叠型自冲击密封进行结构优化.结果表明:支流反向流动有利于提高抑漏效率,密封间距对流道的正反向流动起主导作用,小间距时的主、支流均为正向流动,当间距超过200μm以后开始在支流出现反向流动;压力变化对流道正反向流动影响不大,转速升高会促使支流由反向流动向正向流动转变、降低支流反向率.基于支流反向率对分流角、流距及密封级数进行了优化并获得最优值,兼顾加工工艺的考虑进一步提出了规则型自冲击密封结构,该结构较层叠型结构的泄漏量增大10%以内,但在小间距下具备更高的节流效率,且可降低加工成本60%以上,为此类新型密封的尽快工业化提供技术支撑. 展开更多

关键词 密封 自冲击 流场演变 支流反向率 结构优化 规则型

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热氧老化效应对航天器橡胶密封性能的影响研究

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作者 史纪军 王莉娜 +5 位作者 孙立臣 张进 郭飞 綦磊 刘恩均 郭崇武 《真空科学与技术学报》 北大核心 2025年第6期442-452,共11页

密封性能是航天器橡胶密封系统的关键指标,橡胶材料密封性能的劣化规律直接决定航天器橡胶密封系统的使用寿命。目前,针对橡胶密封性能变化规律的研究多集中于材料宏观接触性能或橡胶材料特定力学性能变化的定性研究,少有基于橡胶密封... 密封性能是航天器橡胶密封系统的关键指标,橡胶材料密封性能的劣化规律直接决定航天器橡胶密封系统的使用寿命。目前,针对橡胶密封性能变化规律的研究多集中于材料宏观接触性能或橡胶材料特定力学性能变化的定性研究,少有基于橡胶密封泄漏通道的泄漏率计算方面的定量研究。文章针对航天器用三元乙丙橡胶材料,基于接触面泄漏通道和分子流气体流动特征构建了微观泄漏模型,泄漏率的理论计算结果得到了测试结果的验证。基于时温等效理论,测试橡胶材料压缩永久变形,并构建热氧老化数学模型以预测橡胶材料的寿命。获得橡胶材料在经过不同条件的热氧老化后的应力-应变本构关系,并将测得的本构关系应用于橡胶密封性能分析的有限元模型中。根据测得的热氧老化前后橡胶材料表面微观形貌,以及计算的接触压力和接触宽度变化情况,建立考虑热氧老化效应的橡胶密封微观泄漏模型。计算不同热氧老化效应影响下橡胶密封的泄漏率,用泄漏率测试结果验证理论计算结果。 展开更多

关键词 航天器 橡胶密封 热氧老化 泄漏模型 泄漏性能

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表面润湿性对船舶气层减阻影响规律的研究

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作者 李延坤 马丽然 徐学锋 《润滑与密封》 北大核心 2025年第6期68-78,共11页

在船舶航行过程中,摩擦阻力占总流体阻力的比例高达60%~70%,因此,降低摩擦阻力是实现船舶节能和提速的关键策略。气层减阻技术能够显著降低船舶阻力,然而,船体表面气层在流体中的稳定性问题限制了该技术的广泛应用。为解决航行器表面气... 在船舶航行过程中,摩擦阻力占总流体阻力的比例高达60%~70%,因此,降低摩擦阻力是实现船舶节能和提速的关键策略。气层减阻技术能够显著降低船舶阻力,然而,船体表面气层在流体中的稳定性问题限制了该技术的广泛应用。为解决航行器表面气层稳定性的问题,以带有矩形通气凹槽的平板为研究对象,通过数值计算方法,探讨平板表面润湿性和通气质量流率对平板表面气层覆盖及减阻率的影响。研究结果表明:平板表面空气覆盖通常随着空气质量流率的增加而增加,并沿流向逐渐减小,其中存在一个最佳空气质量流率;在低空气质量流率条件下,由于平板表面形成的不连续气层增加了周围流体的湍动能,减阻效果不明显,甚至可能出现阻力增加的现象;而在具有明显减阻效果的高空气质量流率条件下,固体表面的润湿性对减阻效率具有显著影响。通常,疏水表面有助于平板表面气层的形成和维持,从而展现出更佳的减阻效果。 展开更多

关键词 表面润湿性 气层减阻 平板通气 摩擦阻力 疏水表面

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卧式磁悬浮转子跌落试验及保护轴承失效分析

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作者 郏鹏阳 崔宝利 +2 位作者 李爱琴 胡涞 王子羲 《轴承》 北大核心 2025年第8期102-111,共10页

磁轴承配备着复杂的电气系统,当发生电气故障使转子瞬间失去电磁力支承时,转子会在保护轴承内圈上不断发生弹跳、摆动和摩擦,引起剧烈的冲击力和热效应使保护轴承容易发生不同于常规滚动轴承疲劳失效的严重失效损伤。建立了包含摩擦学... 磁轴承配备着复杂的电气系统,当发生电气故障使转子瞬间失去电磁力支承时,转子会在保护轴承内圈上不断发生弹跳、摆动和摩擦,引起剧烈的冲击力和热效应使保护轴承容易发生不同于常规滚动轴承疲劳失效的严重失效损伤。建立了包含摩擦学、动力学及热学的转子跌落仿真模型,分析了转子跌落过程中的转速、接触力及温升特性,结果表明,转子跌落初期与保护轴承内圈剧烈碰撞,发热最严重的是球,升温迅速。搭建卧式磁悬浮转子跌落试验平台,开展直至保护轴承失效的296次重复跌落试验并监测了转子跌落过程中转子位移、转速及保护轴承外圈温升,发现随着跌落次数增加,外圈温升加剧,转子磨损功率从初始400 W降至100 W后骤增,跌落时长从250 s缩短至35 s。对失效保护轴承从宏观和微观上进行了检测和观察,发现转子跌落冲击导致沟道出现塑性变形、冲击坑及高硬度磨粒引起的划痕使保护轴承局部产生高温和球卡死现象,致使内圈沟道表面烧伤、大面积剥落及材料性能退化。 展开更多

关键词 磁力轴承 角接触球轴承 转子 动力学仿真 跌落试验 失效分析

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唇口数量对弹簧蓄能密封性能的影响

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作者 袁国海 王永红 +4 位作者 高翔 房烨欣 金毅 卢文秀 郭飞 《润滑与密封》 北大核心 2025年第4期159-167,共9页

针对超高压石油井安全阀的使用工况,设计一款弹簧蓄能密封结构,采用有限元分析的方法分别研究介质压力为30~150 MPa工况下,密封夹套唇口数量对弹簧蓄能密封结构的影响规律;利用流固耦合数值仿真分析模型,求解不同介质压力下,不同唇口设... 针对超高压石油井安全阀的使用工况,设计一款弹簧蓄能密封结构,采用有限元分析的方法分别研究介质压力为30~150 MPa工况下,密封夹套唇口数量对弹簧蓄能密封结构的影响规律;利用流固耦合数值仿真分析模型,求解不同介质压力下,不同唇口设计结构的泄漏量,并以泄漏量为密封性能的评价标准,对不同唇口数量的密封性能进行评判。结果表明:唇口数量越多,在高温高压工况下泄漏量的增长梯度越小,低介质压力下泄漏量值较大;对于150 MPa、200℃高温高压工况,双唇口结构为最佳的密封结构方案。 展开更多

关键词 弹簧蓄能密封 唇口数量 双唇口结构 泄漏量 密封性能

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煤矿乳化液泵旋转密封寿命的关键影响参数研究

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作者 刘昊 赵中梅 +1 位作者 曹辉 田煜 《润滑与密封》 北大核心 2025年第7期109-115,共7页

为研究影响乳化液泵旋转密封寿命的关键因素,研制适用于不同结构形式的旋转密封加速测试系统。基于该实验装置分别开展以径向预紧力、表面形貌特征和结构形式作为单一变量的密封性能测试实验,并测试转轴表面温度、转轴磨损量、磨损形貌... 为研究影响乳化液泵旋转密封寿命的关键因素,研制适用于不同结构形式的旋转密封加速测试系统。基于该实验装置分别开展以径向预紧力、表面形貌特征和结构形式作为单一变量的密封性能测试实验,并测试转轴表面温度、转轴磨损量、磨损形貌特征、密封唇口尺寸、泄漏量等参数。经对比分析得到一般情况下骨架密封在径向预紧力20 N,配合轴径通过车削工艺获得表面粗糙度R_(a)0.4μm具备较好的密封性能和较好的工艺性。通过加速寿命时间,验证了PTFE密封在高转速工况下密封性能要优于骨架密封。 展开更多

关键词 旋转密封 乳化液泵 骨架密封 PTFE密封 密封性能

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酸性介质条件下的橡胶密封条加速老化寿命预测

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作者 吴浩春 吕晓仁 +2 位作者 姚志宏 王跃明 郭飞 《润滑与密封》 北大核心 2025年第3期41-48,共8页

采用热空气加速老化试验,研究在酸性介质环境及不同温度下三元乙丙橡胶(EPDM)老化后的力学性能和压缩永久变形,利用Arrhenius方程,拟合压缩永久变形量与时间、温度的关系,建立时温等效模型。以压缩永久变形量80%和密封能力作为判断标准... 采用热空气加速老化试验,研究在酸性介质环境及不同温度下三元乙丙橡胶(EPDM)老化后的力学性能和压缩永久变形,利用Arrhenius方程,拟合压缩永久变形量与时间、温度的关系,建立时温等效模型。以压缩永久变形量80%和密封能力作为判断标准,预测得出三元乙丙橡胶在60℃温度下的寿命为606天。构建有限元仿真模型,获取不同老化时间后橡胶密封条密封面的接触压力,通过流固耦合分析计算得出,老化15天密封胶条泄漏率为0.188 mL/h。将在酸性介质环境下老化不同天数的橡胶密封条,放入试验工装中进行气泡法试验验证,发现老化14天之后,有小气泡产生,发生泄漏。对比数值仿真得到的结果和试验结果,发现理论模型与实际情况一致性较好,验证了该理论模型可为橡胶密封条的老化行为分析,对工业生产及实际应用提供指导。 展开更多

关键词 橡胶密封 老化 酸性介质 寿命预测 流固耦合

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非接触式机械密封动特性中的辅助密封研究进展

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作者 赵祥 刘莹 廖浩然 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期622-636,共15页

非接触式机械密封的动特性关系着密封的安全稳定运行,辅助密封是影响密封系统动特性的关键因素之一.梳理和总结辅助密封的研究历程,有利于解决密封系统动特性问题.本文中首先归纳总结了影响非接触式机械密封动特性的辅助密封的关键参数... 非接触式机械密封的动特性关系着密封的安全稳定运行,辅助密封是影响密封系统动特性的关键因素之一.梳理和总结辅助密封的研究历程,有利于解决密封系统动特性问题.本文中首先归纳总结了影响非接触式机械密封动特性的辅助密封的关键参数.随后,对辅助密封与密封插入件之间的接触、摩擦及其自身刚度阻尼等研究历程和不足进行了梳理.最后,总结归纳了以提高主密封追随性为目标的密封系统动特性方面辅助密封研究关键和热点问题,为进一步开展相关研究提供了思路. 展开更多

关键词 辅助密封 接触特性 摩擦特性 动特性 机械密封

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DLC薄膜固体超滑机理及影响因素研究进展

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作者 于卿源 陈新春 张晨辉 《中国表面工程》 北大核心 2025年第1期1-22,共22页

类金刚石碳基(Diamond-like carbon,DLC)薄膜可在干燥固体接触工况下表现出0.001量级的极低摩擦因数(固体超滑),为解决真空、高应力及宽温域等极端工况下的摩擦学问题提供新的技术路线,近年来引起学界的广泛关注。然而,DLC的制备工艺路... 类金刚石碳基(Diamond-like carbon,DLC)薄膜可在干燥固体接触工况下表现出0.001量级的极低摩擦因数(固体超滑),为解决真空、高应力及宽温域等极端工况下的摩擦学问题提供新的技术路线,近年来引起学界的广泛关注。然而,DLC的制备工艺路线及成分结构复杂多样,并且其自润滑特性同时受内在成分结构和外部工况条件的显著影响,为其工程服役性能带来较大不确定性。鉴于此,归纳了DLC目前的结构体系、沉积工艺原理发展概况,介绍了DLC面向固体超滑的结构调控研究进展;回顾了超滑现象的发现及DLC超滑研究历程,并根据超滑界面材料、润滑机理汇总介绍了其最新研究进展;讨论了薄膜成分及成键结构、环境氛围、接触应力及环境温度等因素对DLC固体超滑行为的影响规律和微观机制;从机械特性、界面元素成分及成键结构演化角度总结分析了DLC固体超滑的机理,指明了转移膜的形成及其界面悬键钝化、类石墨结构演化对DLC实现鲁棒性超滑的关键作用;最后对DLC摩擦学领域科学及工程问题、未来研究方向进行了展望。研究可为新一代面向极端工况的固体润滑涂层设计提供理论支持。 展开更多

关键词 类金刚石碳基(DLC)薄膜 固体超滑 极端工况 结构演化

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基于流固热多场耦合的VL形往复密封性能研究

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作者 王跃明 邝鸿晖 +3 位作者 陈相竹 姚志宏 胡宝银 郭飞 《润滑与密封》 北大核心 2025年第4期126-134,共9页

以VL形橡塑组合密封为研究对象,分析其在实际应用工况下的密封性能。针对密封件及其接触界面分别开展固体力学分析、流体力学分析、接触力学分析和流固耦合分析;综合考虑密封接触区域摩擦热的影响,建立流-固-热多物理场耦合的数值计算模... 以VL形橡塑组合密封为研究对象,分析其在实际应用工况下的密封性能。针对密封件及其接触界面分别开展固体力学分析、流体力学分析、接触力学分析和流固耦合分析;综合考虑密封接触区域摩擦热的影响,建立流-固-热多物理场耦合的数值计算模型;计算得到不同往复速度下密封接触区域的宏观接触压力、粗糙峰接触压力、油膜压力和油膜厚度的分布情况,以及密封系统的温度变化、泄漏率和摩擦力;同时分析了表面粗糙度对密封性能的影响。结果表明:随着往复速度的增大,净泄漏率逐渐减小,平均摩擦力整体呈上升趋势;随着表面粗糙度的增加,泄漏率逐渐增大,内外行程流量呈现先减小后增大的趋势。推荐密封表面粗糙度范围为0.8~2.6μm。 展开更多

关键词 VL形往复密封 混合润滑 泄漏率 表面粗糙度 流固热耦合

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15#航空液压油的摩擦磨损性能研究

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作者 赵辉 山磊 +5 位作者 曹辉 温相丽 魏鹏 白鹏鹏 孟永钢 田煜 《摩擦学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1136-1150,共15页

15#航空液压油是航空领域广泛应用的1种特定型号的液压油.本文中使用MCR302流变仪测量了该液压油的黏温曲线,并选用GCr15钢球通过四球摩擦磨损试验机采用单因素变量法研究了不同载荷、温度和转速对摩擦磨损的影响.同时,使用光学显微镜... 15#航空液压油是航空领域广泛应用的1种特定型号的液压油.本文中使用MCR302流变仪测量了该液压油的黏温曲线,并选用GCr15钢球通过四球摩擦磨损试验机采用单因素变量法研究了不同载荷、温度和转速对摩擦磨损的影响.同时,使用光学显微镜、白光三维表面形貌仪、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分析仪对钢球表面的磨斑进行微观观察,并分析其磨损机理.试验结果显示,在不同载荷下,摩擦系数相对稳定,但随着载荷的增加,磨斑直径(WSD)逐渐增大,磨损程度变得更严重.随着温度的增加,摩擦系数较为稳定,但液压油的黏度逐渐减小,导致无法形成有效的摩擦反应膜,使磨损现象变得更加显著,尤其在75~100℃范围内,磨斑直径的增长速率最为显著,增加了约60%.随着转速的提高,摩擦系数首先保持不变,然后逐渐减小,而磨损率逐渐降低.润滑状态逐渐从边界润滑过渡到混合润滑和流体动压润滑. 展开更多

关键词 15~#航空液压油 四球摩擦磨损试验机 载荷 温度 转速 摩擦磨损

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高温环境Si_(3)N_(4)陶瓷与M50钢材料的球盘配副与润滑油量对摩擦学行为的影响研究 被引量：2

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作者 潘盈卓 吕宝华 +6 位作者 马楷 刘明辉 程洁 曹辉 白鹏鹏 孟永钢 田煜 《摩擦学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期200-213,共14页

针对耐高温轴承的高温润滑问题,采用SRV-Ⅳ微动摩擦磨损试验机对轴承用材料Si_(3)N_(4)陶瓷和M50钢展开了高温控油摩擦磨损试验,之后对不同的配副方式进行了高温足量油、乏油的摩擦磨损对比试验.控油试验结果表明:200℃、足量油润滑条件... 针对耐高温轴承的高温润滑问题,采用SRV-Ⅳ微动摩擦磨损试验机对轴承用材料Si_(3)N_(4)陶瓷和M50钢展开了高温控油摩擦磨损试验,之后对不同的配副方式进行了高温足量油、乏油的摩擦磨损对比试验.控油试验结果表明:200℃、足量油润滑条件下,Si_(3)N_(4)(球)-M50(盘)配副相较于M50钢自配副具有更低的摩擦系数和盘磨损率.M50钢自配副磨损率更容易受到润滑油量的影响.这是由于Si_(3)N_(4)(球)-M50(盘)配副的M50盘表面在摩擦过程中生成了稳定的含磷摩擦反应膜,而M50钢自配副的磨损以磨粒磨损为主,化学反应膜容易被破坏,且磨粒浓度会受到润滑油量的影响.不同配副对比试验结果表明:200℃、3μL油量下,仅M50(球)-Si_(3)N_(4)(盘)配副长摩1 h未发生润滑失效,且能够保持较低的磨损率,除摩擦过程中产生的反应膜能够起到保护作用外,M50钢球表面化学反应膜成膜面积更小,成膜不易受乏油条件的影响也是重要原因. 展开更多

关键词 耐高温轴承 M50钢 Si_(3)N_(4)陶瓷 高温 乏油

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轴承滚珠表面二维异质纳米复合涂层制备及固体超润滑研究 被引量：2

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作者 杨兴 王永富 +2 位作者 张俊彦 张斌 李瑞云 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第21期14-22,共9页

目的针对工程规模生产的二维异质纳米粉体因强边缘效应和摩擦导致的复杂接触重构等问题,提出一种利用二维异质纳米粉体实现宏观超润滑的策略,分析摩擦界面二维材料的复杂接触重构现象,推动二维异质纳米粉体宏观超润滑的工程应用。方法... 目的针对工程规模生产的二维异质纳米粉体因强边缘效应和摩擦导致的复杂接触重构等问题,提出一种利用二维异质纳米粉体实现宏观超润滑的策略,分析摩擦界面二维材料的复杂接触重构现象,推动二维异质纳米粉体宏观超润滑的工程应用。方法通过掺入石墨烯边缘氧,削弱二维纳米材料边缘钉扎效应,促进二维异质纳米粉体发生异质结转化,并控制同质结-异质结转化,实现载荷和速度可调的宏观超润滑。结果相较于无氧掺入体系,石墨烯边缘氧可以诱导二维异质纳米片(石墨烯、MoS2)在轴承滚珠表面的分层组装和充分混合,制备出大量纳米尺度同质结和异质结共存的复合涂层。当与无定形碳薄膜组成摩擦副时,二维纳米复合涂层实现了载荷和速度可调的宏观超润滑(摩擦因数低至0.007)。分子动力学模拟结果显示,石墨烯边缘原子的活性较高,容易发生层间化学作用和边缘钉扎效应,而边缘氧钝化后可以有效削弱边缘钉扎效应。结论通过引入石墨烯边缘氧钝化技术,可以有效削弱边缘钉扎效应,促进二维异质纳米粉体到异质结的转化,调控同质结-异质结的转化,实现宏观超润滑,这为结构超滑的规模放大和工程应用提供了重要的技术途径。 展开更多

关键词 二维纳米粉体 结构超滑 石墨烯 二硫化钼 异质结 涂层 轴承滚珠

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轴用VL形组合密封件装配工艺仿真研究及验证 被引量：1

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作者 王跃明 吕晓仁 +2 位作者 项冲 黄乐 郭飞 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期120-125,208,共7页

橡塑组合密封是由橡胶圈和塑料密封环组成,安装过程中塑料环的变形对密封性能有重要影响。以轴用VL形组合密封为例,基于三维有限元仿真模型和可视化密封装配台架针对不同流程的装配工艺开展研究。利用有限元仿真还原密封圈装配过程,搭... 橡塑组合密封是由橡胶圈和塑料密封环组成,安装过程中塑料环的变形对密封性能有重要影响。以轴用VL形组合密封为例,基于三维有限元仿真模型和可视化密封装配台架针对不同流程的装配工艺开展研究。利用有限元仿真还原密封圈装配过程,搭建可视化密封件装配台架,开展密封件装配试验,验证有限元仿真装配过程的准确性;提取密封界面接触压力、接触宽度等关键参数,评判密封性能;建立密封性能与装配工艺之间的关系,优化密封件安装、矫正工艺流程,解决装配过程随机化、经验化问题。试验结果表明:常温安装时密封面接触宽度要小于加温安装;对于轴用VL形组合密封,在相同介质压力条件下接触宽度越小则密封面接触压力越大,从而密封性能越好。因此可以得出常温装配时密封性能更优。 展开更多

关键词 轴用组合密封 橡塑组合密封 装配工艺 密封性能 塑性变形

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