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界面润湿性和粗糙度对橡胶滑动摩擦行为的影响 被引量：1
1
作者 高天燕 张开森 +2 位作者 叶家鑫 刘小君 刘焜 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期750-757,共8页
当黏弹性体接触界面介于湿和干之间时,总是捕捉到1个高于干摩擦的润湿状态,称为黏着态.该状态下最大摩擦系数称为摩擦峰.本文中利用涂覆不同材料的载玻片探究了界面润湿性(θ)和粗糙度(Ra)对摩擦峰的影响.摩擦试验发现,干燥条件下,Ra相... 当黏弹性体接触界面介于湿和干之间时,总是捕捉到1个高于干摩擦的润湿状态,称为黏着态.该状态下最大摩擦系数称为摩擦峰.本文中利用涂覆不同材料的载玻片探究了界面润湿性(θ)和粗糙度(Ra)对摩擦峰的影响.摩擦试验发现,干燥条件下,Ra相近时,PDMS半球与θ较小的表面,摩擦更大;θ相近时,与Ra较小的表面,摩擦更大.润湿转变试验中发现,黏着态下摩擦系数最大增长百分比(Δμ%)与滞后位移增长百分比(ΔS%)之间呈较好的线性关系.摩擦系数与滞后位移的增长与接触表面间残余液滴有关.试验发现:光滑载玻片表面的Ra相近时,θ较小的表面,摩擦峰较低;θ相近时,Ra较小的表面,摩擦峰较低.该结果表明,黏着态下接触区域内微液桥的数量和形状对摩擦峰具有重要影响. 展开更多
关键词 摩擦峰 黏着态 PDMS半球 接触角 表面粗糙度
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PDMS材料特性和滑动速度对黏着态下摩擦峰的影响 被引量：1
2
作者 高天燕 张开森 +2 位作者 叶家鑫 刘小君 刘焜 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期597-605,共9页
黏弹性体接触界面由湿变干过程中,出现的摩擦系数高于干摩擦系数的状态,称为黏着态.最大摩擦系数为摩擦峰,摩擦峰相对于干摩擦系数的增长称为摩擦峰相对增长百分比(μ%).本文中利用原位观测摩擦试验台研究了氮化硅小球与PDMS(Polydimeth... 黏弹性体接触界面由湿变干过程中,出现的摩擦系数高于干摩擦系数的状态,称为黏着态.最大摩擦系数为摩擦峰,摩擦峰相对于干摩擦系数的增长称为摩擦峰相对增长百分比(μ%).本文中利用原位观测摩擦试验台研究了氮化硅小球与PDMS(Polydimethylsiloxane)接触界面在润湿转变过程中摩擦学行为,并分析了弹性模量及滑动速度对μ%的影响.结果表明:对于较软的PDMS,摩擦峰的削减甚至消失伴随有接触界面分离波的出现,黏弹性体的材料特性将影响甚至决定摩擦峰的出现;当PDMS较硬时,接触界面间残余水膜对黏着态摩擦峰的影响起主导作用.μ%与弹性模量的1.45次方成正比.随着滑动速度的增加,μ%逐渐降低.研究结果对于利用弹性模量以及滑动速度实现对黏弹性体摩擦峰的调控提供了理论指导. 展开更多
关键词 摩擦峰 黏着过渡态 弹性模量 滑动速度 分离波
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高速涡轮增压器轴承-转子系统不平衡响应及稳定性分析 被引量：3
3
作者 张毅 王伟 +3 位作者 魏道高 王刚 许吉敏 刘焜 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期620-631,共12页
汽车涡轮增压器广泛采用浮环轴承支承的小型轻质转子系统,以实现100000~300000 r/min的工作转速,提高发动机功率和动力性能,并降低燃油消耗和排放.在此超高速工况下,动压油膜的强非线性作用和转子固有的不平衡效应使该系统呈现出复杂的... 汽车涡轮增压器广泛采用浮环轴承支承的小型轻质转子系统,以实现100000~300000 r/min的工作转速,提高发动机功率和动力性能,并降低燃油消耗和排放.在此超高速工况下,动压油膜的强非线性作用和转子固有的不平衡效应使该系统呈现出复杂的动力学现象,其中油膜涡动、振荡、跳跃、倍周期分岔和混沌等非线性动力学行为对增压器的健康运转意义重大,因而备受关注.本文作者从摩擦学动力学耦合的角度出发,基于流体动压轴承润滑理论和有限差分法计算非稳态油膜压力,结合达朗贝尔原理和传递矩阵法建立了转子离散化动力学方程,提出了一种由双油膜浮环支承的涡轮增压器转子系统动力学模型,并从转子轨迹、轴承偏心率、频谱响应、庞加莱映射和分岔特性等方面比较分析,描述了该非线性轴承-转子系统的不平衡效应及油膜失稳特征.结果表明:转子一般在相对低速下作稳定的单周期不平衡振动,在高转速下其被油膜失稳引起的次同步涡动所抑制,但不平衡量的增加可阻碍转子以拟周期运动通向混沌运动的路径;适当不平衡补偿下,由于内、外油膜间交互的非线性刚度和阻尼作用,在油膜失稳区间之间的中高速区会出现适合增压器健康运转的稳定区间. 展开更多
关键词 涡轮增压器转子 浮环轴承 非线性振动 油膜涡动/振荡 稳定性
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含气泡油滴撞击矩形沟槽壁面的数值分析 被引量：3
4
作者 周剑宏 童宝宏 +2 位作者 王伟 刘焜 苏家磊 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期5011-5023,共13页
采用耦合水平集-体积分数(CLSVOF)方法对含气泡油滴撞击矩形沟槽壁面现象进行数值模拟研究,考察了油滴撞击壁面后的形态演化过程,分析了中心射流形成机理和气体夹带的分布规律,并探究了沟槽宽度、沟槽深度和撞击位置对油滴铺展特性的影... 采用耦合水平集-体积分数(CLSVOF)方法对含气泡油滴撞击矩形沟槽壁面现象进行数值模拟研究,考察了油滴撞击壁面后的形态演化过程,分析了中心射流形成机理和气体夹带的分布规律,并探究了沟槽宽度、沟槽深度和撞击位置对油滴铺展特性的影响。研究表明:含气泡油滴在矩形沟槽壁面铺展时会形成中心射流,沟槽内部存在气体夹带现象。气泡底部的速度旋涡是形成中心射流的主要原因,沟槽内的气体夹带受油滴铺展速度影响呈现规律性分布。沟槽宽度对含气泡油滴在垂直沟槽方向和平行沟槽方向的铺展长度影响较大,但对铺展高度影响较小。当无量纲沟槽宽度为0.3时,油滴形成颈部射流并在运动后期使垂直沟槽方向的铺展长度迅速增加。此外,沟槽深度也对含气泡油滴在各方向的铺展有重要影响,沟槽深度越大,中心射流现象越难形成。撞击位置变化不改变油滴在沟槽壁面上的运动演化过程,但对沟槽内部的气体夹带规律有一定影响。 展开更多
关键词 油滴撞壁 气泡 中心射流 气体夹带 动力学 数值模拟
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基于正交试验的液态模锻Al-Sn-Cu轴套中Sn的宏观偏析 被引量：2
5
作者 许明 尹延国 +2 位作者 李聪敏 段聪翀 丁曙光 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期78-87,共10页
采用正交试验法分析了液态模锻Al-Sn-Cu轴套中Sn的宏观偏析规律。结果表明:液态模锻Al-Sn-Cu轴套不可避免的产生Sn的宏观偏析,铸件中同时存在着正偏析和逆偏析,正偏析出现在浇铸中心的近端,逆偏析主要存在于浇铸中心的远端;铸件凝固后期... 采用正交试验法分析了液态模锻Al-Sn-Cu轴套中Sn的宏观偏析规律。结果表明:液态模锻Al-Sn-Cu轴套不可避免的产生Sn的宏观偏析,铸件中同时存在着正偏析和逆偏析,正偏析出现在浇铸中心的近端,逆偏析主要存在于浇铸中心的远端;铸件凝固后期,低熔点液相被强制挤压至热节位置,形成粗晶区和细晶区相间的双峰组织,细晶区Sn的质量分数明显较高。液态模锻工艺参数对铸件宏观偏析产生较大影响,对Sn偏析影响由大到小依次是浇注温度、模具温度、保压时间及比压;本次实验条件下,当浇注温度为700℃,模具温度为240℃,比压为80 MPa,保压时间为5 s时,轴套铸件中Sn元素分布较均匀,Sn元素的宏观偏析得到减轻。 展开更多
关键词 正交试验法 液态模锻 Al-Sn-Cu 双峰组织 宏观偏析
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超导可倾瓦磁液复合轴承的动力学特性分析 被引量：1
6
作者 闫岗 金英泽 +4 位作者 陈晖 苗旭升 金路 许吉敏 袁小阳 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期65-73,共9页
针对我国新一代液体火箭涡轮泵高速、可重复使用的功能需求与现役滚动轴承直径与转速的乘积(DN值)难以提高之间的矛盾,提出了一种新型超导可倾瓦磁液复合轴承,能够实现磁液优势互补、启停磨损性能和高速振动稳定性综合较优,从而成倍地... 针对我国新一代液体火箭涡轮泵高速、可重复使用的功能需求与现役滚动轴承直径与转速的乘积(DN值)难以提高之间的矛盾,提出了一种新型超导可倾瓦磁液复合轴承,能够实现磁液优势互补、启停磨损性能和高速振动稳定性综合较优,从而成倍地提高涡轮泵转速并延长其使用寿命。通过涡轮泵系统自带的低温介质,实现了超导磁力与动压液膜力的复合;基于磁通冻结镜像模型和雷诺方程,建立了考虑超导体场冷高度和低黏介质流态的磁液复合分析模型;对于磁场与流场之间的热效应、瓦摆效应和介磁效应的耦合关系,提出了解耦的分析方法;研究了不同设计参数对复合轴承轴心轨迹和动态最小膜厚的影响,揭示了复合轴承的非线性动力学规律。研究结果表明:最佳支点系数在62%~66%之间,可以显著改善轴承的服役性能;在0.04%~0.05%之间存在一个会使最小膜厚出现极小值的间隙比;增大长径比对轴承性能的改善最为明显,增大瓦包角对轴承性能的改善效果微弱;载荷作用在瓦块之间时,复合轴承具有更好的动态承载能力。可为抑制轴颈振动和提高复合轴承承载能力提供一些设计指导,对设计高可靠性火箭涡轮泵的轴系结构也具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 轴心轨迹 动态最小膜厚 磁液复合轴承
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