【摘 要】
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为提高气浮支承计算效率,以气浮表面布置径向均压槽的气浮支承为研究对象,提出一种计算径向均压槽气浮支承承载力的阻抗模型,利用CFD数值仿真验证阻抗模型的可行性,并分析均压槽深度、半径及角度对阻抗模型的影响.结果表明:该阻抗模型可计算不同截面形状的径向均压槽和无均压槽2种模型的承载力,且利用阻抗模型计算气浮支承承载力与CFD数值仿真计算结果具有较好的一致性;在气膜较小时,气浮支承表面布置均压槽结构能提高系统的阻抗系数,可有效提高气浮支承承载力;均压槽的深度、半径对系统的阻抗系数影响较大,而均压槽角度对系统的阻
【机 构】
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武汉科技大学冶金装备及控制教育部重点实验室 湖北武汉430081;武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室 湖北武汉430081;武汉科技大学精密制造研究院 湖北武汉430081
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为提高气浮支承计算效率,以气浮表面布置径向均压槽的气浮支承为研究对象,提出一种计算径向均压槽气浮支承承载力的阻抗模型,利用CFD数值仿真验证阻抗模型的可行性,并分析均压槽深度、半径及角度对阻抗模型的影响.结果表明:该阻抗模型可计算不同截面形状的径向均压槽和无均压槽2种模型的承载力,且利用阻抗模型计算气浮支承承载力与CFD数值仿真计算结果具有较好的一致性;在气膜较小时,气浮支承表面布置均压槽结构能提高系统的阻抗系数,可有效提高气浮支承承载力;均压槽的深度、半径对系统的阻抗系数影响较大,而均压槽角度对系统的阻抗系数影响较小.
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为研究润滑油中含有微小固体颗粒时对缸套-活塞环润滑性能的影响,采用格子-波兹曼方法(LBM)建立含有固体微颗粒的活塞环润滑离散模型,针对活塞环润滑特点进行油膜边界条件处理,研究单个及多个颗粒对于润滑的影响,同时分析颗粒形状、分布及位置对活塞环润滑的影响.研究表明:当颗粒距离活塞环较近时,对于活塞环附近的油膜压力影响较大;当颗粒位于油膜破裂边界附近区域时,由于颗粒的存在导致油膜压力场出现负压,并且出现回流区,这将有可能导致颗粒堆积进而造成磨损;无论是单个颗粒还是多个颗粒都会使油膜压力有明显突变,而多个颗粒时
采用一步水热法合成一种新型的纳米二硫化钼包覆的碳纤维抗磨填料CF-MoS2纤维杂化体,将不同接枝量的纤维杂化体作为增强剂,制备一系列以聚四氟乙烯基体的复合材料;对复合材料的结晶结构、热性能、微观结构进行了表征,并讨论其摩擦学行为和相应的磨损机制.结果表明:与未处理的碳纤维相比,制备的纤维杂化体有更大的比表面积和表面粗糙度,相比传统润滑相和增强相的二元复合填料,纤维杂化体与基体的界面结合力更强;相应的具有最佳综合性能的复合材料与纯聚四氟乙烯基体相比,最初分解温度和最快分解温度分别提高了8.4和8.0℃,拉伸
为改善涂层在真空、高温等苛刻条件下的摩擦学性能,利用中频直流磁控溅射技术在硅片和316L不锈钢上沉积了CrN和CrN/Ag涂层,利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪对涂层的成分及相结构进行了表征,通过划痕测试仪、纳米压痕仪和摩擦磨损试验机测试了涂层的力学及摩擦学性能.结果表明:添加Ag元素以后,CrN/Ag涂层硬度及承载能力有所减小,但结合强度增加;真空高温环境下CrN与CrN/Ag涂层摩擦因数随温度升高呈下降趋势,其中CrN涂层通过软化镀层减小剪切强度和阻力,从而减小摩擦因数,CrN/Ag涂层主要通过高
为提高轴承钢表面性能,提出一种化学复合镀工艺.采用“机械搅拌+化学分散”相结合的方式在轴承钢表面制备Ni-P-Nano PTFE镀层,利用UMT摩擦磨损试验机对比研究轴承钢、Ni-P镀层和Ni-P-Nano PTFE镀层的摩擦学性能,并研究不同载荷、不同频率条件下Ni-P-Nano PTFE镀层的摩擦学性能.结果表明:复合镀层表面均匀平整致密,且与基底结合强度高;与轴承钢相比,Ni-P-Nano PTFE镀层的摩擦因数降低了55％,磨损率降低了31.07％,对偶钢球的磨斑直径降低了34.19％;在载荷不高
基于点接触瞬态非牛顿热弹流模型,在ZrO2-Steel接触副两表面分别设计出横向连续波状粗糙形貌,模拟在滚滑工况下各横峰间的互相影响过程,同时分析横峰参数及接触固体尺度对接触区润滑性能的影响.结果表明:选用导热系数小的氧化锆陶瓷为快速表面会得到更厚的油膜厚度;接触副表面的连续横峰在相对运动过程中会产生局部高压、高温现象,摩擦因数波动变化,总体呈现减小的特点;接触固体尺度越大,热效应越明显,接触区内整体膜厚越厚,摩擦因数越小.研究表明,在ZrO2-Steel接触副表面设计出连续波状横峰可起到减小摩擦因数,改
为研究微扰下的波度端面机械密封的动态特性,基于流体润滑理论和小扰动法,考虑液膜空化建立计入JFO边界条件的微扰膜压控制方程,数值求解密封端面液膜三自由度微扰下的动态刚度和阻尼系数,分析几何参数和操作参数对波度端面机械密封动态特性系数的影响规律.结果表明:随着介质压力的增大,液膜动态刚度和阻尼系数均增大,有利于提升密封动态稳定性;高转速下虽液膜动态刚度系数增大,但液膜阻尼特性变差,密封工况运行易产生失稳;随着波锥比的增大,液膜动态刚度和阻尼系数均增大;波数约为8、坝宽比约为0.25时,液膜动态刚度和阻尼系数
滑动轴承在工作中会有杂质颗粒混入,为研究杂质颗粒对轴承润滑特性的影响,基于流体润滑理论,建立考虑杂质颗粒的流体动压滑动轴承动静特性数学模型.采用有限体积法和一阶迎风对控制方程进行离散,采用SIM?PLE算法对离散后的方程进行求解,分析颗粒含量对油膜承载力和摩擦力的影响;同时采用动网格-弹簧光顺技术更新轴颈移动后的体积网格,求解轴承的动特性系数,分析杂质颗粒对轴承动特性系数的影响.结果表明:随着颗粒含量的增加,油膜承载力和摩擦力先增大后趋于稳定,表明杂质颗粒在一定程度上可提高油膜的承载力,但也会增大摩擦力;
为探讨热流固耦合下柱塞泵配流副参数对摩擦性能的影响,建立配流副的润滑模型,采用有限差分法对雷诺方程、能量方程和弹性变形方程进行求解,考虑黏度-温度、黏度-压力的关系,利用松弛迭代法求得热流固耦合下油膜压力、弹性变形与油膜温度分布的数值解,并运用MATLAB得到油膜压力、弹性变形、油膜温度分布云图;分析配流副参数对油膜承载力、摩擦力、摩擦转矩和摩擦因数的影响.结果表明:缸体倾斜角度和初始油膜厚度对油膜承载力的影响较大,增大缸体倾斜角度和减小初始油膜厚度,可提高油膜承载能力;减小润滑油黏度、增大初始油膜厚度能
根据微米级表面织构的形貌参数对比分析2种润湿模型下接触角计算公式,采用飞秒激光系统在不锈钢表面加工4种形貌的表面织构,随后在织构化表面通过物理气相沉积TiAlN涂层沉积,得到“织构+TiAlN涂层”的表面.通过实验测量涂层沉积前后、表面织构加工前后固体表面接触角,确定适用于微米级尺度的润湿接触角计算模型,并分析不同测量条件下表面织构形貌参数影响织构化表面润湿性能的作用机制.结果表明:沉积的TiAlN涂层对不锈钢表面润湿性能的影响非常有限,表面织构形貌参数对润湿性能有一定的影响;在微米级尺度上,Wenzel
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