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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。
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    微量油辅助水润滑成膜特性的研究

    段文斌禹涛郭峰季浩...
    1173-1183页
    查看更多>>摘要：由于水的润滑膜建立能力较差,本文中研究了微量环保型润滑油辅助水润滑的润滑膜建立机制.利用滚子-盘接触润滑膜测量仪,研究了水环境下2种黏度的环保型润滑油作为第二介质的辅助润滑特性,并通过荧光标记对油的流动进行了观测.结果表明,水环境下滚子-盘接触区的润滑油主要来源于入口油池和侧油脊.与在空气中不同,水环境使油在固体表面的润湿性变低,接触区供油易受外界干扰,膜厚易发生波动.低速下侧油脊更容易向接触区回流,从而改善供油;在高速下水的逆流推动侧油脊回流的油远离接触区,导致入口供油变差.此外,环块试验机结果表明微量环保型润滑油辅助水润滑具备良好的减摩抗磨能力.

    水润滑环保型润滑油磨损膜厚接触角侧油脊

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    离心力作用下轴承滚道润滑剂流失与定量补油数值模拟

    高军斌杨萍栗心明高志伟...
    1184-1191页
    查看更多>>摘要：采用自由表面薄膜流动模型,数值模拟了高速轴承壁面润滑剂在离心力作用下的流动过程,并通过外部定量补油对壁面油层厚度和润滑状态进行了调控.结果表明:高速下离心力的作用可使轴承壁面的润滑剂呈现出非线性衰退,使轴承处于乏油润滑状态;与离心力相比,由表面张力引起的润滑剂回填几乎可以忽略,需依靠外部供油对轴承壁面油层进行增补;通过调整供油时间间隔,可实现轴承壁面润滑剂流动的供失平衡;采用多次微量供油,可将壁面油层厚度和接触区润滑状态调控在一定范围内,进而使轴承处于最佳的润滑状态.

    油层衰退离心力润滑剂补充滚动轴承

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    不同NiCr含量的NiCr-Cr3C2涂层高温冲击磨损行为研究

    耿少寅王浩宇何斌曹晓英...
    1192-1203页
    查看更多>>摘要：通过超音速火焰喷涂制备了35％NiCr-Cr3C2涂层及25％NiCr-Cr3C2涂层,利用自研的高温铁屑冲击磨损试验机,在630℃及铁屑冲蚀的环境下进行了不同次数下的冲击试验(1×104、2×104和5×104),研究了2种涂层在铁屑冲蚀环境下的高温冲击磨损行为.结果表明:在高温铁屑环境下35％NiCr-Cr3C2涂层和25％NiCr-Cr3C2涂层的损伤机理均为塑性变形和磨粒磨损,在相同冲击次数下两者的磨损面积相差不大,但25％NiCr-Cr3C2涂层能量吸收量及吸收率和磨损体积均小于35％NiCr-Cr3C2涂层,表现出了更好的耐高温冲击磨粒磨损性能;随着冲击次数的增加,2种涂层的冲击能量、能量吸收率及磨损面积均呈增长趋势,表明2种涂层发生了更多的塑性变形和材料去除;2种涂层的磨损体积随着冲击次数的增加呈现出不同的变化规律,25％NiCr-Cr3C2涂层的磨损体积随冲击次数的增加而增加,而35％NiCr-Cr3C2涂层的磨损体积则随冲击次数的增加呈现先增大再减小的规律.

    NiCr-Cr3C2涂层高温铁屑冲击动力学响应冲击磨损

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    电场作用下硬脂酸作为有机摩擦改进剂的润滑行为的分子模拟

    李姗玲霍传腾易晓彬史俊勤...
    1204-1210页
    查看更多>>摘要：采用分子动力学模拟方法研究电场作用下硬脂酸作为有机摩擦改进剂的边界润滑行为,从分子尺度揭示硬脂酸在SiO2表面的吸附和摩擦学特性.电场由表面电荷密度反映,其强度与方向决定了硬脂酸分子的极性基团与表面的相互作用强弱.微观构型、密度分布以及分子倾斜率等分析表明,表面正电荷促进硬脂酸形成致密、规则的吸附膜,负电荷下吸附膜结构疏松,表面零电荷时吸附膜无序.摩擦过程模拟表明,电荷密度由负向正增大时摩擦系数显著降低,即通过电场调控可实现摩擦系数降低和润滑性能提升.

    硬脂酸有机摩擦改进剂边界润滑电场调控分子动力学模拟

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    金属摩擦接触界面的滑移测试及分析

    李志杰祁同晖巴明森覃文洁...
    1211-1218页
    查看更多>>摘要：机械结构中紧固连接件受到切向载荷时接触界面上可能会发生微小的滑移,在循环的切向载荷作用下,这种微小的滑移可能是安定的,也可能发生累积使得接触零件间发生较大的相对位移,导致紧固连接失效.本文中采用摩擦纳米发电机来测量接触界面间的滑移,在搭建的滑移测试平台上对金属平面-平面接触的滑移累积进行了试验测试,然后采用有限元法对这个过程进行数值模拟,分析结果与测试结果接近.对接触界面滑移累积和安定行为的机理进行剖析,发现滑移安定时,在第2个及以后循环载荷周期内,界面上存在切向应力小于该处最大摩擦力的区域.进一步通过数值模拟发现接触界面的滑移位移与载荷的大小、施加方式以及接触界面的变形有关.

    滑移摩擦接触摩擦纳米发电机有限元分析

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    G13Cr4Mo4Ni4V轴承钢重载滚动接触疲劳损伤演化及失效行为研究

    林飞虎王黎钦李臻吴继强...
    1219-1229页
    查看更多>>摘要：G13Cr4Mo4Ni4V高温轴承钢在航发主轴轴承中广泛应用,具有优异的接触疲劳强度.采用球棒式疲劳试验机研究其在重载润滑条件下的滚动接触疲劳(RCF)损伤演化及失效行为.通过对测试棒接触轨迹三维形貌的测量,结合混合弹流润滑分析,获取了接触区润滑行为的演变规律及其对表层和近表层疲劳失效行为的影响.通过对次表层材料微观结构组分和组织形貌的分析,研究了材料组织结构的累积损伤行为,探讨了微区润滑行为与近表层夹杂和次表层材料累积损伤之间的映射关系.研究结果表明:接触轨迹表面磨损、微点蚀和塑性变形造成接触表面润滑状态变化,润滑状态变化、近表层夹杂和次表层材料组织结构累积损伤之间的竞争机制和相互作用是造成不同疲劳失效形式的主要因素.该研究中首次对G13Cr4Mo4Ni4V轴承钢疲劳损伤演化及失效行为进行了详细分析,为轴承制造筛选材料和工艺提供数据.

    轴承钢滚动接触疲劳损伤演化混合弹流润滑塑性变形

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    轴向叠层回流泵送槽干气密封泄漏特性及其参数影响研究

    潘振威江锦波彭旭东孟祥铠...
    1230-1245页
    查看更多>>摘要：为改善干气密封低速动压弱不易成膜以及高速膜厚大易泄漏的问题,在动环内部设置泵出槽并通过导流孔与端面泵入槽相连通,提出了 1种轴向叠层回流泵送槽(简称:叠层泵出槽)干气密封新结构.基于ANSYS Fluent商用软件模拟获得了干气密封的流场和稳态性能,对比研究了叠层泵出槽、经典螺旋槽和人字槽干气密封的稳态性能,研究了叠层泵出槽干气密封泄漏率和回流量与转速、外腔压力以及气膜厚度之间的定性影响规律和定量关联模型,探讨了叠层泵出槽结构中的关键结构参数及其优选值.结果表明:相较于经典螺旋槽干气密封,叠层泵出槽干气密封零速时开启力提高5％,高速时泄漏率降低35％,其开启力对转速变化不敏感,泄漏率随转速增大而略有下降,是1种具有低速高承载及高速低泄漏优异特性和适用于高转速且小膜厚条件下的密封结构,叠层泵出槽的回流泵送能力受到转速、外腔压力和气膜厚度三者的综合影响,且主要受到泵出槽深度、螺旋角和导流孔径向位置的影响,当槽深0.1 mm＜hr＜0.4 mm、螺旋角10°＜a＜20°和导流孔径向位置0.11＜R＜0.23时,该型式密封具有良好的回流泵送能力和较低的泄漏率.

    干气密封叠层泵出槽回流泵送泄漏特性密封性能

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    考虑摩擦块形状及轮轨蠕滑的列车制动黏滑振动行为分析

    王志伟莫继良王开云朱松...
    1246-1255页
    查看更多>>摘要：制动盘与摩擦块之间相互摩擦引起的黏滑振动直接影响高速列车制动系统的稳定性并威胁车辆安全运行.为探明摩擦块形状对高速列车制动系统黏滑振动的影响,本文中针对高速列车制动系统常用的五边形和六边形摩擦块,在相对低速条件下开展了盘-块黏滑振动试验,辨识了盘-块界面的Stribeck摩擦参数,揭示了摩擦块形状、摩擦系数和盘-块界面黏滑振动之间的关系.进一步,建立了考虑盘-块摩擦、轮-轨黏着及轮-盘扭转的高速列车制动系统动力学模型,并将辨识的Stribeck摩擦参数集成到该动力学模型中,构建了盘-块界面摩擦特征与制动系统动态响应之间的关联.基于此,研究了摩擦块形状对高速列车制动系统黏滑振动的影响.结果表明,摩擦块形状通过改变盘-块界面摩擦特征,影响制动系统的黏滑振动响应及稳定性.此外,相比五边形摩擦块,采用六边形摩擦块制动系统的黏滑振动强度更低.

    制动系统黏滑振动摩擦块形状参数辨识高速列车

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    氮化硅陶瓷轴承球的滚动摩擦磨损特性与损伤行为

    魏万鑫苏云峰樊恒中宋俊杰...
    1256-1265页
    查看更多>>摘要：Si3N4陶瓷轴承球相比于钢球具有极限转速高,承载能力强,耐高温和耐酸碱腐蚀的优点,并表现出一定的自润滑性能,以绝对的优势作为滚动体被广泛用于高速轴承中,已成为高速、高精密轴承的关键部件.本文中通过模拟轴承真实服役工况的运动方式,开展Si3N4陶瓷轴承球的滚动摩擦损伤特性研究,分别考察Si3N4陶瓷轴承球与轴承钢滚道在无润滑和脂润滑条件下的滚动摩擦磨损状态和表面损伤行为,剖析Si3N4陶瓷轴承球滚动摩擦损伤行为演变规律与损伤机制.结果表明:Si3N4陶瓷轴承球与滚道在滚动摩擦磨损过程中,润滑脂的引入显著降低了滚动摩擦系数,尤其缓解了Si3N4陶瓷轴承球的疲劳损伤行为;无润滑条件下,Si3N4陶瓷轴承球滚动摩擦损伤机制主要为疲劳损伤和黏着磨损,且伴有摩擦化学反应;脂润滑条件下,Si3N4陶瓷轴承球滚动摩擦损伤机制主要为磨粒磨损和微脆性断裂.

    氮化硅陶瓷轴承球滚动摩擦磨损表面损伤

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    N掺杂对Si-DLC薄膜的结构性能影响及摩擦机理研究

    魏徐兵冯海燕尹萍妹陈赞...
    1266-1282页
    查看更多>>摘要：采用平板阴极等离子体增强化学气相沉积技术,通过调控N2流量在GCr15基底上制备了系列硅氮共掺杂类金刚石碳基(Si/N-DLC)薄膜,分析探索N掺杂对于Si-DLC薄膜结构、力学性能和摩擦学行为的作用规律以及Si/N-DLC薄膜的低摩擦磨损机理.结果表明:N元素的引入促进Si-DLC薄膜中sp2-C结构的形成,降低了薄膜的硬度和弹性模量,但能大幅改善Si-DLC薄膜的韧性并增强结合(＞20N).更重要的是,N掺杂可有效降低Si-DLC薄膜的摩擦系数并改善其耐磨性能,摩擦系数和磨损率相较于Si-DLC薄膜分别降低了约26％和45％.其摩擦机理是类石墨碳(GLC)转移膜的形成使得摩擦界面发生转移,有效降低了Si/N-DLC薄膜的摩擦系数,并且依赖于摩擦界面的石墨化程度和氢含量.而磨损行为取决于其薄膜自身韧性和抵抗弹塑性变形的能力,磨痕内部脆性断裂缺口会造成转移膜的大面积破坏,加剧了黏着磨损.此外,确定了Si/N-DLC薄膜低摩擦(摩擦系数≤0.05)的最佳服役区间,相关结果为Si/N-DLC薄膜的结构性能调控和工程应用提供参考.

    Si/N-DLC薄膜摩擦磨损润滑机理GLC转移膜滑动界面

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