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题名重载点接触弹流润滑下ta-C涂层摩擦学性能分析
- 1
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作者
孙润阳
马涛
肖洋轶
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机构
华中农业大学工学院
高端装备关键摩擦副安徽省重点实验室
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出处
《中国表面工程》
北大核心
2025年第3期361-371,共11页
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基金
高端装备关键摩擦副安徽省重点实验室开放基金(LCFP-2401)
湖北省自然科学基金(2023AFB871)
国家自然科学基金(51905204)。
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文摘
四面体非晶碳(ta-C,Tetrahedral amorphous carbon)膜在提升接触副摩擦学性能方面具有显著效果,然而该涂层于重载工况下传动领域的应用仍缺乏系统性研究。通过纳米压痕和划痕试验表征ta-C涂层的力学性能。基于广义Reynolds方程和负载平衡方程,建立弹流润滑模型,求解不同工况下试样油膜压力与厚度的分布。在干摩擦/油润滑条件下,根据球盘试验评估ta-C涂层的摩擦和磨损行为。通过振动测试分析不同工况下试样振动加速度时域信号在不同方向上的波动,探究ta-C涂层对摩擦副振动的影响因素。结果表明:ta-C涂层具有优良的纳米硬度(~36.11 GPa)和弹性模量(~298.29 GPa),两者比值维持在0.1以上,远高于常见涂层,展现较强的韧性且膜基结合性能良好。ta-C涂层在干摩擦/油润滑条件下均具备减摩、耐磨特性。不同润滑条件下,试样有无涂层的油膜最大压力并无显著差别,但润滑介质黏度越大,油膜越厚,试样的摩擦因数相对略大。其中摩擦因数是影响接触副振动的主要因素,在摩擦因数处于同等水平时,润滑介质的振动强度会随着刚度与阻尼的增加而减小。碳基涂层结构致密,能有效改善重载干摩擦/油润滑下基体表面的摩擦学性能,降低基体表面接触副的振动强度,可为涂层于机械传动的应用提供参考。
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关键词
ta-C涂层
弹流润滑
球盘摩擦
油膜
振动
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Keywords
ta-C coating
elastohydrodynamic lubrication
ball-disc friction
oil film
vibration
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分类号
TG174
[金属学及工艺—金属表面处理]
TH117
[机械工程—机械设计及理论]
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题名改性聚醚醚酮三层复合材料摩擦磨损性能研究
- 2
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作者
杨兆方
郑合静
丁晓龙
章然
甄体生
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机构
合肥波林新材料股份有限公司
高端装备关键摩擦副安徽省重点实验室
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出处
《化工新型材料》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S01期317-321,共5页
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文摘
通过喷涂-轧制复合工艺制备了不同质量分数聚四氟乙烯(PTFE)微粉改性的聚醚醚酮(PEEK)基三层复合材料,采用箱式炉对复合材料试样进行了烧结,对试样进行干摩擦端面摩擦磨损试验,研究了PTFE添加量对PEEK基三层复合材料摩擦学性能的影响,对试样显微硬度、结合强度、摩擦系数、磨损量、表面以及磨痕形貌进行了表征。结果表明:PTFE含量增加会降低PEEK涂层的硬度和结合强度,同时会显著降低PEEK涂层的干摩擦系数,但PTFE含量增加到40%后,表面显微组织能观察到PTFE团聚严重,使干摩擦系数和磨损量先减小后增大,磨痕显微组织则表明样品由黏着磨损转为磨粒磨损。
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关键词
聚醚醚酮
聚四氟乙烯微粉
三层复合材料
喷涂-轧制复合工艺
摩擦磨损性能
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Keywords
PEEK
PTFE micro-powder
three-layer composite material
spray-rolling composite process
friction and wear performance
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分类号
TQ327
[化学工程—合成树脂塑料工业]
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题名微结构加工研究进展
- 3
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作者
李翔
陈雪辉
温信宇
陈远龙
刘伟
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机构
安徽职业技术大学智能制造学院
安徽建筑大学机械与电气工程学院高端装备关键摩擦副安徽省重点实验室
合肥工业大学机械工程学院
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出处
《传感器与微系统》
北大核心
2025年第9期8-11,共4页
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基金
安徽省高等学校科学研究重大项目(2024AH040123)
高端装备关键摩擦副安徽省重点实验室项目(LCFP2406)
+2 种基金
国家自然科学基金资助项目(51875152)
安徽建筑大学自然科学基金资助项目(JZ202235)
安徽省高校杰出青年科研项目(2022AH020025)。
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文摘
微结构越来越多地应用在轻工、冶金、航空航天、生物医疗和国防等领域。含微结构特征的零件通常较复杂且常采用难切削材料,加工较为困难,其加工技术受到了国内外学者的广泛关注。本文主要概述了机械加工、电火花加工、激光加工和电化学加工等常用的微结构加工技术的原理、研究进展及优缺点;综述了工艺参数等对微结构形貌特征、组织性能的影响;探讨了加工技术中需要解决的理论问题和技术瓶颈,并对今后的研究重点进行了展望。
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关键词
微结构
形貌特征
组织性能
工艺参数
加工质量
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Keywords
microstructure
morphological characteristics
structure properties
process parameters
machining quality
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分类号
TP212
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TG549
[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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题名基于激光表面处理技术的轴承表面性能提高研究现状
- 4
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作者
李翔
陈雪辉
邵昆
陈远龙
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机构
安徽职业技术学院智能制造学院
高端装备关键摩擦副安徽省重点实验室
安徽建筑大学机械与电气工程学院
湖北汽车工业学院汽车工程学院
合肥工业大学机械工程学院
-
出处
《机电工程》
北大核心
2025年第1期51-61,共11页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51875152)
高端装备关键摩擦副安徽省重点实验室开放基金资助项目(LCFP2406)
+3 种基金
安徽省高校科学研究重大项目(2024AH040123)
安徽省高校杰出青年科研项目(2022AH020025)
铜陵市重大科技专项“揭榜挂帅”项目(202101JB003)
安徽建筑大学自然科学基金资助项目(JZ202235)。
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文摘
真空镀膜设备轴承在工作过程中受交变载荷及循环应力作用,工作面易出现点蚀和剥落等缺陷,导致轴承疲劳失效。通过激光表面处理技术对其工作面进行处理,可以提高轴承工作面的硬度和耐磨性等表面性能,也可以改变轴承工作面的润滑状态,降低轴承磨损,提高轴承使用寿命。为厘清激光表面处理技术在轴承中的应用现状,首先分析了激光熔覆、激光冲击强化、激光淬火和激光表面织构技术原理;然后,阐述了工艺参数,如激光功率、激光扫描速度等对改性层形貌特征、微观组织结构和表面性能的影响;其次,分析了以上技术在轴承领域应用的优缺点,并探讨了激光表面改性过程中需要解决的理论问题和技术瓶颈;最后,对激光表面处理技术在轴承领域的发展进行了展望。激光表面处理技术在提高轴承表面性能方面具有较好的工程应用前景。
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关键词
滑动轴承
关节轴承
真空镀膜设备轴承
激光表面处理技术
表面性能
使用寿命
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Keywords
sliding bearing
joint bearing
bearing of vacuum coating equipment
laser surface treatment technology
surface property
service life
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分类号
TH133.3
[机械工程—机械制造及自动化]
TG665
[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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题名激光表面改性技术研究现状
- 5
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作者
李翔
邵昆
王晓阳
陈雪辉
陈远龙
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机构
安徽职业技术大学智能制造学院
高端装备关键摩擦副安徽省重点实验室
湖北汽车工业学院汽车工程学院
安徽建筑大学机械与电气工程学院
合肥工业大学机械工程学院
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出处
《电镀与精饰》
北大核心
2025年第10期98-111,共14页
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基金
高端装备关键摩擦副安徽省重点实验室项目(LCFP2406)
安徽省高等学校科学研究重大项目(2024AH040123)
+5 种基金
安徽职业技术大学校级质量工程项目(2024xjjpkc15)
安徽建筑大学自然科学基金(JZ202235)
安徽省高校杰出青年科研项目(2022AH020025)
铜陵市重大科技专项“揭榜挂帅”项目(202101JB003)
湖北汽车工业学院博士科研启动基金项目(BK202423)
国家自然科学基金(51875152)。
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文摘
高表面性能(硬度、耐腐蚀性和耐磨性等)的关键零部件是保证装备高效稳定服役的关键。为提高关键零部件表面性能,物理沉积、化学沉积和等离子喷涂等传统表面改性技术在提高零部件表面性能方面具有一定强化作用,但存在成本高、改性层与基体的结合强度低等缺点。随着激光表面改性技术的发展,其在提高零部件表面性能中得到了广泛应用。激光表面改性技术利用聚焦激光束熔化基体表面或基体表面的材料后,在基体表面形成具有特殊性能的改性层,能提高基体表面性能。该技术具有改性层组织均匀且致密、与基体结合强度好且制备周期短等优势。以激光表面改性技术为主线,介绍了激光表面熔覆、激光表面合金化和激光表面重熔等表面改性技术的原理。在此基础上,重点综述了工艺参数,如激光功率、激光扫描速度和合金元素等对改性层形貌特征、组织性能的影响,阐述了改性层-基体界面处的元素扩散对改性层的强化机理;对比分析了三种激光表面改性技术的优缺点,探讨了激光表面改性过程中需要解决的理论问题和技术瓶颈;展望了激光表面改性技术今后的发展趋势和工程应用前景。
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关键词
激光表面改性
工艺参数
微观结构
表面性能
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Keywords
laser surface modification
process parameters
microstructure
surface properties
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分类号
TG665
[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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题名齿面涂层改性RV减速器承载特性分析与试验
- 6
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作者
刘皓天
肖洋轶
牛成强
陈创
马涛
高艺平
柳璐
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机构
华中农业大学工学院
高端装备关键摩擦副安徽省重点实验室
华中科技大学机械科学与工程学院
中国航发南方工业有限公司
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出处
《农业工程学报》
北大核心
2025年第13期104-113,共10页
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基金
湖北省自然科学基金项目(2023AFB871)
国家自然科学基金项目(51905204)
+1 种基金
高端装备关键摩擦副安徽省重点实验室开放基金资助项目(LCFP-2401)
华中科技大学自主创新研究基金项目(2022XCZX001)。
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文摘
为提高农业机器人关节旋转矢量(rotate vector,RV)减速器在复杂田间环境服役下的承载能力,解决其在作物种植、收获等过程中内部接触副损伤问题,该研究基于离子体加强化学气相沉积技术(plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD)在摆线轮表面生长四面体非晶碳膜(tetrahedral amorphous carbon,ta-C)并进行分析试验。首先基于针摆副啮合传动机理和接触力学理论,探究了传动过程中两者接触应力变化规律,确定了其最大接触应力及位置;随后分析了传动过程中针摆副滚滑共存问题,明确了两者相对滑动速度变化规律及其最大滑动磨损位置;最后基于RV减速器综合性能试验台开展承载特性试验,对比分析了减速器改性前后的承载性能,并通过材料学表征方法观察与检测试验结束后磨损区域的微观形貌与元素分布。结果表明:啮合相位角为46.19°时啮合力最大为523.37 N,针摆副接触应力大小由啮合区两侧向中间递增至346.13 MPa,ta-C涂层可显著降低齿面副摩擦应力;针摆副相对滑动速度在传动周期内呈对称变化,相位角为180°时相对滑动速度最大为0.18 m/s,相位角为46.65°时二者表现为纯滑动;表面改性RV减速器承载特性试验表明,额定工况下ta-C涂层RV减速器传动效率可达94.94%,较无涂层提高近20个百分点,同时各方向振动信号均方根明显降低,周期性突增减少,表明传动更为平稳;改性前减速器摆线轮齿面等关键部位表现为严重的疲劳磨损,局部出现片状剥离与点蚀坑,而ta-C涂层改性后摆线轮齿面等主要表现为常规疲劳磨损,且氧化程度显著降低,体现了ta-C涂层良好的减摩、抗氧化保护特性。该研究结果可为农业机器人关节RV减速器承载特性优化提供可行技术方案。
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关键词
农业机器人
RV减速器
表面损伤
涂层
接触特性
承载能力
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Keywords
agricultural robot
RV reducer
surface damage
coating
contact characteristics
load-carrying capacity
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分类号
TH132.4
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名齿轮箱体静动态特性分析与多目标拓扑优化
- 7
-
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作者
刘伟
朱祥
高婷
房卫东
李昊
陈雪辉
郝帅
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机构
安徽建筑大学机械与电气工程学院
高端装备关键摩擦副安徽省重点实验室
合肥波林新材料股份有限公司
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出处
《机械强度》
北大核心
2025年第2期94-102,共9页
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基金
安徽省高校杰出青年科研项目(2022AH020025)
安徽省高等学校自然科学重点研究项目(2022AH050257)
+2 种基金
合肥市自然科学基金项目(202317)
安徽建筑大学引进人才及博士启动基金项目(2019QDZ46)
国家开发投资集团有限公司科技项目(SDIC2023-03)。
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文摘
针对齿轮箱振动噪声问题,采用多目标拓扑优化,优化箱体结构。首先,提出使用博弈论综合层次分析和灰色关联,即组合赋权法分配子目标最优权重值,同时对比3种赋权法优化结果的迭代曲线,验证组合赋权法的优越性。然后,使用折衷规划法归一化子目标得到综合目标函数。最后,根据拓扑优化结果、应力位移云图和模态振型改进箱体结构,改进后箱体相较于原箱体:箱体质量减轻11.2%,箱体最大应力下降39.6%,位移下降5.1%,节点位移幅值响应下降82.8%,前4阶频率均有所上升。所提权重分配方法改善了子目标权重值分配可信度不高、忽略主观判断等缺点;实现了箱体的轻量化;箱体结构改进后静动态性能大幅提升。
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关键词
多目标拓扑优化
齿轮箱
折衷规划法
组合赋权法
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Keywords
Multi-objective topology optimization
Gearbox
Compromise programming method
Combination weighting method
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分类号
U463.212.2
[机械工程—车辆工程]
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题名光伏跟踪电机的分数阶自抗扰控制方法
被引量：3
- 8
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作者
刘伟
胡磊
陈雪辉
高婷
李昊
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机构
安徽建筑大学机械与电气工程学院
高端装备关键摩擦副安徽省重点实验室
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出处
《电力系统及其自动化学报》
CSCD
北大核心
2024年第2期89-96,共8页
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基金
安徽省高校杰出青年科研项目(2022AH020025)
安徽省住房城乡建设科学技术项目(2022-YF056)
+2 种基金
合肥市自然科学基金项目(202317)
国家开发投资集团有限公司科技项目(SDIC2023-03)
安徽建筑大学引进人才及博士启动基金项目(2019QDZ46)。
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文摘
针对光伏跟踪系统运行时负载端产生高频振荡以及在运行过程中遇到的极端天气等不可控因素导致的系统失调、鲁棒性降低等问题,根据光伏跟踪系统中负载反馈模型实现速度控制,设计了一种改进型分数阶自抗扰控制器。该控制器采用函数优化后的分数阶跟踪微分器和线性组合的分数阶扩张状态观测器来抑制高频振荡,加快负载端速度响应并提高系统抗干扰能力。实验结果表明,改进后的分数阶自抗扰控制器使得抑制了负载端39.60%的高频振荡,系统稳态时间缩短了20.83%,转速波动减少了36.97%,有效改善了系统控制性能,提高了系统鲁棒性。
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关键词
太阳能发电
跟踪电机
分数阶
自抗扰控制
负载反馈
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Keywords
solar power generation
tracking motor
fractional-order
active disturbance rejection control
load feed⁃back
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分类号
TM615
[电气工程—电力系统及自动化]
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