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期刊信息/Journal information
摩擦学学报
摩擦学学报

薛群基

双月刊

1004-0595

tribology@lzb.ac.cn

0931-4968238

730000

甘肃省兰州市天水中路18号

摩擦学学报/Journal TribologyCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国科学院兰州化学物理研究所主办、科学出版社出版并向国内外公开发行的覆盖摩擦学各分支学科的最权威综合性学术期刊，主要报道摩擦学领域重要基础研究、应用研究新成果，反映国内外摩擦学学科进展和动向，发现和培养人才，推动摩擦学学科发展。读者对象为从事摩擦学研究、新材料研制等中高级专业人才，大学有关专业的教学人员和本科中高年级以上专门人才等。
正式出版
收录年代

    皮质悬吊装置和股骨间微动磨损有限元分析

    陈丽华张亚迪孟宪元李浩群...
    871-883页
    查看更多>>摘要：研究了皮质悬吊装置的钛板和股骨表面的皮质骨承受交变载荷发生的微动行为.基于钛/皮质骨材料建立了球/平面微动磨损有限元模型,通过与Hertz接触理论和已有试验结果进行对比,验证了有限元方法的正确性;同时研究了位移幅值、摩擦系数和法向力对钛球/皮质骨接触面间微动磨损行为的影响.最后把已验证的模型和方法用于研究前交叉韧带(ACL)重建手术中的皮质悬吊装置和股骨间的微动磨损情况.发现随着微动位移幅值从2μm增大至10 μm,磨损状态由部分滑移向完全滑移转变,最大磨损深度由0.195 μm逐渐增大至14.13 μm,磨损体积由5.69×104 μm3增大至1.41×106 μm3;在位移幅值为5和10 μm时,磨损深度、磨损面积和磨损体积都表现出随摩擦系数增大而减小的趋势;在位移幅值为5μm时,磨损深度随法向力的增加逐渐减小,在位移幅值为10 μm时,磨损深度随法向力的增加逐渐增大.通过研究交变载荷下皮质悬吊装置/皮质骨微动磨损模型的微动磨损行为发现:磨损深度最大值在皮质骨隧道孔边缘的应力最大值处,并且与球/平面微动磨损模型预测趋势相同,可以通过增加皮质悬吊装置和皮质骨隧道孔边缘接触面间的摩擦系数来提高皮质骨的抗微动磨损能力,提高ACL重建手术成功率.

    皮质悬吊装置微动磨损皮质骨Archard磨损方程有限元分析

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    Ag掺杂Mo-12Si-8.5B合金在25～600℃的摩擦学行为

    胡华荣尹果杨洪宇郭源君...
    884-892页
    查看更多>>摘要：本文中采用放电等离子烧结法制备了Mo-12Si-8.5B和Mo-12Si-8.5B-10%Ag这2种合金,通过高温真空摩擦磨损试验仪测试了2种合金与Al2O3 摩擦副在25～600℃间的干摩擦学性能.结果表明:与Mo-12Si-8.5B合金相比,在25～600℃区间Mo-12Si-8.5B-10%Ag合金表现出更低的摩擦系数和磨损率.在600℃时,Mo-12Si-8.5B-10%Ag合金的摩擦系数和磨损率均可达到最小值,其值分别为0.41和1.14×10-5 mm3/(N·m),此时Mo-12Si-8.5B-10%Ag合金的干摩擦性能表现最佳,这与Mo-12Si-8.5B-10%Ag合金磨损表面的MoO3、SiO2和Ag2MoO4等润滑相的存在及Ag在25～600℃范围内起到的润滑效果有关.此外,在25～200℃区间,Mo-12Si-8.5B-10%Ag合金的磨损机制主要为黏着磨损和剥层磨损,在400～600℃范围内,则以黏着磨损和氧化磨损为主.

    Mo-12Si-8.5B-10%Ag合金Al2O3中低温干摩擦磨损机理

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    固溶处理对电弧增材制造超级双相不锈钢微观组织及摩擦磨损性能的影响

    李科林义民王飞易江龙...
    893-902页
    查看更多>>摘要：采用直径为1.2 mm的ER2594-超级双相不锈钢焊丝进行了多层单道墙体电弧增材试验,对增材件分别进行1 050、1 150和1 250℃的固溶处理,并在固溶处理后对各试样进行了往复式摩擦磨损试验.试验结果表明:随着固溶温度的升高,双相比中的铁素体含量增加,其显微硬度也相应提高.此外,固溶处理可降低增材件的内应力,最终基于较高硬度和较低内应力的协同作用,在1 250℃时获得耐磨性能较优的试样,有效地提升了热处理后增材件试样的摩擦磨损性能.

    超级双相不锈钢增材制造固溶处理内应力摩擦磨损

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    离子液体添加剂对润滑脂导电性及摩擦学性能影响的研究

    李自颖荆兆刚郭峰陈升儒...
    903-911页
    查看更多>>摘要：导电润滑脂可用于解决轴承电蚀问题.对以双三氟磺酸基酯离子液体为导电添加剂的锂基润滑脂展开研究,使用自主搭建的电阻测量仪考察润滑脂的导电性能;使用UMT-3型摩擦磨损试验机探究分别添加质量分数为10%和20%离子液体的润滑脂在钢/钢接触条件下的摩擦学性能;另外将置于电场中一定时间后的离子液体润滑脂进行摩擦磨损试验,研究电场预处理对润滑脂润滑能力的影响;最后使用共聚焦显微镜对磨痕进行表面分析.结果表明:双三氟磺酸基酯离子液体作为导电添加剂能够显著提高锂基润滑脂的导电性能.双三氟磺酸基酯离子液体添加剂能够大幅增强锂基润滑脂的润滑能力,表面磨痕分析表明,往复运动条件下明显改善了接触区的磨损情况.将离子液体润滑脂置于电场中一段时间后,其润滑能力会进一步增强.

    电蚀润滑脂离子液体电场导电性能摩擦学性能

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    抗磨添加剂ZDDP在聚α-烯烃基础油中摩擦学性能的研究

    裴孝虎刘晓玲陈加丽郭峰...
    912-924页
    查看更多>>摘要：为了研究二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)在润滑剂中的抗磨机理以及润滑成膜能力,利用四球摩擦磨损试验机分析了ZDDP对聚α-烯烃(PAO10)基础油摩擦磨损性能的影响,采用电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对摩擦副磨斑表面形貌以及化学元素进行表征;利用原子力显微镜(AFM)对ZDDP热反应膜进行三维形貌扫描并测量其粗糙度,分析了热膜厚度与表面粗糙度之间的关系;采用球-盘点接触光干涉油膜厚度试验台,研究了ZDDP对PAO10润滑成膜性能的影响.结果显示,ZDDP在摩擦副表面形成的摩擦反应膜具有较好的抗磨性;摩擦膜的存在改变了接触区的形貌和磨斑表面粗糙度,对润滑剂卷吸到接触区产生了影响,表现出高摩擦特性;根据稳态下ZDDP热反应膜厚度与其表面粗糙度的关系,分析了摩擦膜中的摩擦化学作用机制.充分供油条件下,ZDDP形成的吸附膜对油膜厚度的影响不大,限量供油条件下,吸附膜的存在增加了接触区的油膜厚度,有效缓解了乏油状况.

    二烷基二硫代磷酸锌添加剂摩擦膜热反应膜摩擦磨损润滑特性

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    磨粒环境下超高分子量聚乙烯的摩擦学行为研究

    孙玮浩周琴张凯周子毅...
    925-936页
    查看更多>>摘要：井下装备的密封结构极易受到钻井液中颗粒的侵蚀而发生磨粒磨损最终导致密封失效,明确颗粒对密封件的损伤机理是提升密封性能延长密封寿命的关键.本研究中通过配置含二氧化硅颗粒的膨润土基液建立井下的磨粒环境,以常用于制作密封件的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)材料作为研究对象,采用正交试验法研究颗粒浓度和尺寸对材料磨粒磨损行为的影响关系.正交试验分析结果表明:颗粒尺寸对UHMWPE摩擦学行为的影响程度显著高于颗粒浓度.在不同颗粒尺寸环境中对摩擦过程中的摩擦系数、材料磨损量和磨损形貌的变化行为展开分析时发现,摩擦副的摩擦系数和磨损量均表现出随着颗粒尺寸增加而逐渐增加的趋势,磨损状态逐渐恶化.此外,材料的表面磨损形态随颗粒尺寸的变化表现出"颗粒尺寸效应".研究结果揭示了UHMWPE的磨粒磨损机理,为材料的工程应用和井下密封结构的设计提供了参考.

    正交试验颗粒浓度颗粒尺寸摩擦磨损超高分子量聚乙烯

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    滑动摩擦副表面非对称微织构空化效应数值分析

    王保民赵瑞平黄贵林王慧心...
    937-946页
    查看更多>>摘要：为探究滑动摩擦副表面非对称微织构空化效应及其影响因素,基于N-S方程建立了表面织构化滑动摩擦副数值计算模型并进行求解,讨论了凹槽型非对称微织构的结构参数、运动速度和润滑油黏度对凹槽内的气相分布、空化面积率、油膜承载力和摩擦系数等的影响.结果表明:凹槽型非对称微织构的承载力大于对称微织构,而其摩擦系数小于对称微织构;在考虑空化效应时,凹槽型非对称微织构比对称微织构能更显著地改善摩擦学性能,并且非对称微织构凹槽离入口距离越远,空化效应越显著;滑动摩擦副运动速度和润滑油黏度对空化效应有重要影响,运动速度越高、润滑油黏度越大,凹槽型非对称微织构的空化效应越明显,且提升承载力的能力明显优于对称微织构,该研究对滑动摩擦副表面微织构的设计和分析有一定的参考意义.

    滑动摩擦副非对称微织构空化效应工况条件摩擦性能

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    扩压式自泵送流体动压机械密封性能分析及双目标优化研究

    王琳娜孙见君
    947-959页
    查看更多>>摘要：泄漏率和开启力是在研究非接触式机械密封性能需要考虑的2个重要指标.目前针对非接触式机械密封的结构优化研究,仅限于固定内径的密封环,优化结果缺乏通用性.以新型扩压式自泵送流体动压机械密封为研究对象,利用数值模拟方法分析了端面重要结构参数对其密封性能的交互影响;基于均匀试验设计和多元回归分析法建立了扩压式自泵送流体动压机械密封的开启力和泄漏率预测模型;采用NSGA2遗传算法进行双目标寻优,得到Pareto最优解集,再结合TOPSIS法从解集中筛选出了不同权重下的最优结构参数.研究结果表明:对于中小轴径的扩压式自泵送流体动压机械密封,动环端面密封坝坝长与扩压环槽槽宽的比值在1.46～2.01之间,螺旋槽槽长和扩压环槽槽宽的比值在1.32～1.86之间时,密封性能最优.研究成果为扩压式自泵送流体动压机械密封动环端面的设计提供理论基础.

    非接触式机械密封数值模拟计算流体力学均匀试验设计优化NSGA2遗传算法交互作用

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    激光熔覆FeCoCrNiMnx高熵合金涂层摩擦学性能的试验研究和分子动力学模拟

    王志文刘秀波杨超敏周海滨...
    960-972页
    查看更多>>摘要：采用激光熔覆技术制备了FeCoCrNiMnx(x=0,0.25,0.50)的高熵合金涂层,系统地研究了添加不同摩尔比的Mn对涂层的显微组织、硬度以及摩擦学性能的影响.采用分子动力学模拟的方法研究了FeCoCrNiMn高熵合金涂层的原子尺度变形和磨损行为.FeCoCrNiMnx高熵合金涂层由单一的面心立方晶格(FCC)型固溶体组成.结果表明,Mn的掺杂提高了涂层的减摩性和耐磨性,摩擦系数为0.66的Mn0.5涂层在各涂层中具有最优的减摩擦性能.与基材Q235钢[磨损率为12.2×10-5 mm3/(N·m)]和FeCoCrNi涂层[磨损率为4.99×10-5 mm3/(N·m)]相比,Mn0.5涂层[磨损率为4.03×10-5 mm3/(N·m)]的耐磨性分别提高了66.96%和19.23%.分子动力学模拟结果表明,Mn掺杂通过摩擦诱导的FCC变到HCP(密排六方),掺杂Mn可增强应变硬化.根据位错演化模式确定,Mn0.5涂层的变形机理是相变诱发塑性(TRIP),从而同时提高了涂层的塑性、强度和加工硬化率.

    摩擦学特性高熵合金激光熔覆Mn元素分子动力学模拟

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    复合等温淬火对GCr15Si1Mo钢贝氏体转变及磨损性能影响

    魏超凡杜三明傅丽华付壁聪...
    973-984页
    查看更多>>摘要：纳米贝氏体轴承钢具有优异的综合性能,然而长时间的等温转变周期是限制其广泛应用的主要难题.为了加速GCr15Si1Mo轴承钢纳米贝氏体转变,本文中以常规一步(190℃)等温淬火工艺作为对比,设计了1种复合三步(157℃+190℃+250℃)等温淬火工艺,并对试验钢进行了不同工艺下的热处理.使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和洛氏硬度仪等对GCr15Si1Mo轴承钢微观组织和力学性能进行了表征,利用UMT摩擦磨损试验机和三维形貌轮廓仪对试验钢的摩擦磨损性能进行了测试,并分析了其磨损机制.结果表明:复合等温淬火工艺从纳米贝氏体的孕育期和转变期两阶段对其转变进行加速,当转变相当含量贝氏体(53%～55%)时其相转变时间较常规等温淬火工艺缩短了5h,明显提高了贝氏体转变效率;与常规等温淬火工艺相比较,复合等温淬火工艺材料微观组织中的残余奥氏体含量明显降低,且块状残余奥氏体大量转变为薄膜状残余奥氏体,材料的冲击韧性明显提高,但随复合等温淬火时间的延长,材料的冲击韧性出现了先升高后降低的趋势;当复合等温淬火工艺参数为157℃×5 min+190℃×2.0 h+250℃×1.0 h时,材料的强韧性匹配和耐磨性最佳,且其耐磨性明显也优于常规等温淬火工艺下材料的耐磨性.磨损机制结果表明:复合等温淬火和常规等温淬火处理后试验钢的磨损机制均以磨粒磨损为主,但复合等温淬火工艺下材料的磨粒磨损程度有所减轻并伴随轻微的黏着磨损和疲劳磨损.

    复合等温淬火轴承钢贝氏体转变微观组织摩擦磨损

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