摩擦学

摘要： 采用1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIm]BF)离子液体分散多壁碳纳米管(MWCNTs)、二硫化钼(MoS)于去离子水以得到具有优异摩擦学特性的纳米流体.通过拉曼光谱仪、纳米粒度电位仪、接触角测量仪表征其分散与润湿性,通过导热系数仪和流变仪测试其热物性,并通过材料表面性能综合测试仪进行摩擦实验.结果表明:经[EMIm]BF改性而制备的纳米流体Zeta电位大幅提高,纳米颗粒在空间位阻作用下有效分散于水基液,故保持润湿性的同时增强了导热能力,其对高温合金的润湿接触角最小为59.33°,室温(25°C)平均黏度最低为1.49 mPa·s,且导热系数最大为1.02 W·(m·K)^(-1).纳米流体中层状、管状几何结构的MoS、MWCNTs纳米颗粒极大强化了基液的减摩抗磨性能,平均摩擦系数降至0.083,磨痕体积磨损率相比传统水基冷却液减小了72.33%.

摘要： 辅修专业是主修专业的一个必要的有益补充,是培养跨学科创新型复合人才的有效途径之一。我国的辅修专业进行了多年的探索,取得了很大的成效,但仍然存在着一些问题。本文以美国奥本大学摩擦学与润滑科学(简称摩擦学)辅修专业为例,从培养目标、培养模式、科研实践活动、质量评估反馈等方面进行了探讨,并提出几点建议。根据国家新工科建设的时代背景,结合各高校的特点对摩擦学辅修专业的培养模式进行改进和推广,有望为我国辅修专业教育的进一步发展提供参考。

摘要： 齿轮副在相互啮合运动过程中,其动力学特征信息不可避免会受到摩擦学特征信息如摩擦因素的影响,两者对齿轮传动系统的故障特征与故障类型均会产生积极影响。针对齿轮副在啮合传动过程考虑摩擦因素这一摩擦学特征信息,开展其动力学特征仿真分析研究,以揭示齿轮副摩擦学系统信息间的内在关系。文中动力学仿真分析表明,齿轮副的啮合力仿真值与理论值较为接近,在不同摩擦因数条件下啮合力发生不同程度的改变。进一步分析表明,齿轮副传动过程中的摩擦学信息与动力学信息之间相互影响、相互渗透,在输出状态特征过程中表现出较强的耦合性。该研究为齿轮动力学特性分析在考虑摩擦因数影响条件下提供一种分析方法。

摘要： 清华大学摩擦学国家重点实验室第七届学术委员会暨第五届咨询专家委员会第三次会议于2021年12月27日在北京召开,采用线上线下同步会议形式进行。任露泉院士、温诗铸院士、钟掘院士、王玉明院士、赵淳生院士、熊有伦院士、杨华勇院士、郭万林院士、翟婉明院士、刘维民院士、丁汉院士、胡海岩院士、单忠德院士、严新平院士、葛世荣院士等50余位学术委员会委员和国内咨询专家委员会委员通过线上和线下的方式参加了本次会议。

摘要： 通过查阅国内外文献,对无机、有机和聚合物3种石墨烯基复合材料在摩擦学和润滑方面的研究进展进行了归纳分析。通过分析石墨烯基复合材料润滑添加剂对摩擦学性能的影响,总结其摩擦磨损机制,对石墨烯基复合材料作为高性能润滑添加剂的研究方向进行了总结与展望。

摘要： 在传统的瓦特镀镍液中添加粒径约为50 nm的纳米SiC和纳米石墨(以[C]表示)颗粒,利用超声电沉积在紫铜板上分别制备了Ni-SiC和Ni-SiC-纳米石墨复合镀层。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对镀层的组织结构进行表征。通过在3.5%NaCl溶液中测量动电位极化曲线和电化学阻抗谱,对镀层的耐腐蚀性能进行评价。利用显微硬度计和微纳米综合力学性能测试仪对镀层的显微硬度和摩擦因数进行检测。结果表明,纳米SiC颗粒和纳米石墨的添加对镀层的择优取向产生影响,且均导致晶粒细化。与Ni-SiC复合镀层相比,Ni-SiC-[C]复合镀层的腐蚀电流密度及维钝电流密度增大,极化电阻和电荷转移电阻降低,显微硬度增大至330 HV,摩擦因数降低为0.63。在Ni-SiC复合镀层的基础上,纳米石墨的加入有利于(111)和(200)晶面的生长,虽然不利于镀层耐腐蚀性能的提升,但镀层的力学性能和摩擦学性能获得改善。

摘要： 在化学镀镍过程中共沉积纳米二硫化钨(WS2)和六方氮化硼(h-BN)颗粒,制备了Ni-P-BN(h)-WS2复合镀层,并在400°C保护气氛中热处理1 h。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、摩擦磨损试验机等对镀层的成分、微观结构及摩擦学性能进行了表征。结果表明,随着镀液中WS2用量的增加,镀态镀层中WS2的含量几乎线性上升,BN的含量则先增大而后逐渐减小,表面胞状结构有变粗趋势,镀态镀层的显微硬度由620 HV降至480 HV,与Si_(3)N_(4)陶瓷球之间的摩擦因数由2.27降至1.92,耐磨性呈现先降后升的趋势。400°C热处理后,镀层发生晶化而析出Ni和Ni_(3)P结晶相。随着镀液中WS2含量的增加,镀层的显微硬度由868 HV降至687 HV,与陶瓷球的摩擦因数从1.90降至1.18,耐磨性与镀态相比显著提高。镀液中WS2含量为2.5 g/L的复合镀层热处理后拥有低的摩擦因数和磨损率,综合摩擦学性能好。

摘要： 为了探究当前高强板类制件产生划伤和拉毛缺陷的原因,以B柱高强板为研究对象,从热力耦合的角度开展分析研究。首先建立了有限元分析模型,通过不同的模具型腔温度的冲压仿真,获得了板料平坦区域和拉伸变形区域中的塑性变形热、摩擦热分布趋势,并从摩擦学的角度来解释其缺陷产生的原因,最后提出一些改善划伤、拉毛缺陷的措施,有助于提高实际高强板连续冲压生产制件表面品质。

摘要： 机械发光是指材料在摩擦学、力学刺激下的一种发光行为。由于其独特的摩擦学/力学可视化以及力学的空间分辨能力,机械发光为解决目前摩擦学/力学传感中存在的关键问题带来了新思路和新途径。受材料的结构体系、存在形态、力学施加条件等影响,机械发光的具体表现形式各式各样。为准确把握机械发光的各种形式并指导机械发光的设计与开发,亟需从根本上理解其物理过程。

摘要： 摩擦能量耗散机制与润滑材料的本征结构参数密切相关,目前已报道的微观摩擦机制表明无机-有机杂化结构可能是将有望成为有潜力的新型超润滑材料,而金属有机框架(MOFs)是其中重要的亚类,这一猜想已被前期工作所证实。摩擦学国家重点实验室刘宇宏课题组基于此建立了金属-有机结构组分与摩擦学性能间的构效关系((Nano Today 40(4): 101262))。

摘要： 谐波齿轮是机器人关节的核心部件,由谐波齿轮断裂、磨损、发热等而导致的关节损坏已经成为影响机器人性能和寿命的最主要因素.本项目开展关节谐波齿轮传动系统动态特性及其演变规律研究,建立考虑摩擦等非线性因素影响的谐波齿轮传动系统非线性动力学模型,研究谐波齿轮传动系统的动态特性试验与特征信息提取方法,探索谐波齿轮传动系统动力学与摩擦学特性的耦合规律,揭示谐波齿轮失效机理,为机器人关节传动系统的可靠性设计、制造与安装技术提供理论依据.

摘要： 本文首先分析了发动机燃油经济性策略和耐久性，指出摩擦学实验条件，摩擦学数据，FTIR研究，以及等温摩擦学数据和发动机燃油经济性表现的相关性。

摘要： 从大幅度减少磨削液用量和不降低工件表面完整性入手,采用固体传质传热强化换热的原理,实现有纳米粒子参与强化换热的微量润滑磨削,不仅使微量润滑在磨削加工应用成为可能,彻底改变磨削加工大量使用磨削液的局面,而且可使磨削液更有效冲破"气障"进入磨削区,提高有效流量率;降低楔形区流体动压力,减少砂轮主轴挠度变形,提高工件加工精度;此外,纳米粒子优良的润滑特性又有助于提高微量润滑磨削砂轮与工件界面的摩擦学特性,降低磨削力和提高磨削比.

摘要： 角接触球轴承已成为高速电主轴主要的支承方式,它的摩擦学和动力学特性对高速电主轴的精度、寿命和可靠性有着重要影响.然而,角接触球轴承摩擦学和动力学之间存在着复杂的耦合关系,这种复杂的耦合关系给角接触球轴承摩擦学和动力学特性的分析和设计带来了很大困难,也使分析结果与实际存在较大偏差.本项目主要研究角接触轴承摩擦学和动力学特性之间的相互作用和影响,为角接触球轴承摩擦学和动力学特性分析提供理论依据和有效方法.

摘要： 本文研究了氮化-离子镀TiAlN膜复合处理工艺与未氮化离子镀TiAlN膜处理工艺对钛合金表面力学性能、海水环境下的摩擦学的影响.采用SEMS4800、XRD、XPS、纳米压痕仪,观察了薄膜的表面及截面形貌、化学成分和元素化学价态,分析了氮化后的钛合金表面、单层涂层及复合涂层的相组成变化,测试样品硬度随深度的变化等.结果表明,复合涂层氮化后基底硬度增加,薄膜硬度下降速度慢,有利于提高涂层的耐磨性,且复合涂层中择优取向(200)晶面明显,在海水润滑作用下,短时间摩擦过程中复合涂层的磨损量最小.

摘要： 介绍了轨道交通装备的应用，探究了其摩擦学性能测试并总结了工业轴承齿轮箱的应用情况，总结了评价中的监测技术，在对一项减磨技术的工业性应用评价中，除了减磨效果是当然项目外,应是多方面的。比如安全性、负作用、操作、成本、环保等等,乃至现行生产管理体制，都要考虑到。最直接的评价手段是通过设备解体、直接观测摩擦副表面形貌和检测其磨损量。但并不是所有评价工作都能具备这样的条件。

摘要： 对于运输业和其他工业行业的可持续发展，节省能源和保护环境已日益成为刻不容缓的重大需求。STLE正在大力宣传，并引领发展可产生积极影响的新兴高效技术汾运输业中具有前景的新兴效率趋势包括:兼具低粘度和高燃料经济性的润滑剂，更高级的抗摩擦和抗磨损添加剂，包括离子液体和纳米胶体，表面工程设计，包括涂料、织构和表面处理，低摩擦轮胎设计和更先进的空气动力学，全球必须加速努力，以期在未来几年内实现真正可持续且环保的未来运输。

摘要： 再制造是国家循环经济和军队武器装备建设的关键技术手段.表面涂层是再制造零件的主要物质载体,承受着再制造零件服役过程中所受载荷的直接作用与破坏.研究表面涂层的结构完整性和服役持久性是确保再制造产品服役安全的重要基础内容.

摘要： 本研究克服了原有磨屑分形方法结果不确定性及精度不高的问题,利用自行编写的MATLAB程序对磨屑图片进行图像处理,可实现对单个磨屑区域轮廓的自动提取并标号,批量计算磨屑轮廓的分形维数及最长轴尺寸等功能.提高了磨屑分析处理的效率,为下一步进行磨屑与磨损机理关系的研究奠定技术基础.

摘要： 本研究克服了原有磨屑分形方法结果不确定性及精度不高的问题,利用自行编写的MATLAB程序对磨屑图片进行图像处理,可实现对单个磨屑区域轮廓的自动提取并标号,批量计算磨屑轮廓的分形维数及最长轴尺寸等功能.提高了磨屑分析处理的效率,为下一步进行磨屑与磨损机理关系的研究奠定技术基础.

摘要： 本发明涉及一种方法，该方法用于安装或/和制造一种以摩擦方式工作的装置。所述方法包括以下步骤：提供包括多个摩擦片(4，6，8)的一个第一摩擦片组(2)；在多个测量点上测量在圆周方向(12，14)上彼此相对偏移的这些摩擦片(4，6，8)的厚度；在这些测量点中确定一个第一点(54)以及一个第二点(56)，在该第一点上这些单独的摩擦片(4，6，8)厚度最厚，在该第二点上这些单独的摩擦片(4，6，8)厚度最薄；在记号(58，62)的帮助下在这些摩擦片(4，6，8)上标记出该第一点(54)以及该第二点(56)的位置；并且将第一组(2)的这些摩擦片(4，6，8)以一种在转动意义上固定的方式连接到一个第一摩擦片支架(74)上，其方式为将该第一摩擦片组(2)的一个第二摩擦片(6；8)放置在相对于第一摩擦片组(2)的一个邻接的第一摩擦片(4；6)的一个转动位置中，其中，第二摩擦片(6；8)的第一点(54)被定位为与邻接的第一摩擦片(4；6)的第二点(56)最接近，“最近”是关于圆周方向(12，14)。本发明进一步涉及它是或者能够根据所述方法制造的一种以摩擦方式工作的装置连同用于这样一种以摩擦方式工作的装置的一个摩擦片组(2)。

摘要： 本发明的课题是提供在水中的空气等气体亲和性可长期持续、流体摩擦阻力减少效果大、经济且对环境的影响少的摩擦阻力减少船舶，并且提供可形成在水中与空气等气体的亲和性得到长期持续、起到摩擦阻力减少效果、且航行中和静置条件下都具有防污功能的涂膜的涂料组合物。本发明涉及可形成具有特定的静态水中气泡接触角和特定的水中气泡滚动(滑动)角的涂膜的、用于利用水中的气体润滑功能的摩擦阻力减少船舶的涂料组合物。此外，本发明涉及分别以特定量含有特定的有机聚硅氧烷(A)、特定的有机硅烷(B)、特定的疏水性材料(C)的用于利用水中的气体润滑功能的摩擦阻力减少船舶的防污涂料组合物。

摘要： 本发明涉及一种方法，该方法用于安装或/和制造一种以摩擦方式工作的装置。所述方法包括以下步骤：提供包括多个摩擦片(4，6，8)的一个第一摩擦片组(2)；在多个测量点上测量在圆周方向(12，14)上彼此相对偏移的这些摩擦片(4，6，8)的厚度；在这些测量点中确定一个第一点(54)以及一个第二点(56)，在该第一点上这些单独的摩擦片(4，6，8)厚度最厚，在该第二点上这些单独的摩擦片(4，6，8)厚度最薄；在记号(58，62)的帮助下在这些摩擦片(4，6，8)上标记出该第一点(54)以及该第二点(56)的位置；并且将第一组(2)的这些摩擦片(4，6，8)以一种在转动意义上固定的方式连接到一个第一摩擦片支架(74)上，其方式为将该第一摩擦片组(2)的一个第二摩擦片(6；8)放置在相对于第一摩擦片组(2)的一个邻接的第一摩擦片(4；6)的一个转动位置中，其中，第二摩擦片(6；8)的第一点(54)被定位为与邻接的第一摩擦片(4；6)的第二点(56)最接近，“最近”是关于圆周方向(12，14)。本发明进一步涉及它是或者能够根据所述方法制造的一种以摩擦方式工作的装置连同用于这样一种以摩擦方式工作的装置的一个摩擦片组(2)。

摘要： 本发明涉及一种内燃机活塞‑缸套摩擦副动力学与摩擦学耦合的建模方法，其包括如下步骤：步骤S1，建立内燃机的参数化几何模型；步骤S2，定义全局参数、变量、函数、探针；步骤S3，添加物理场；步骤S4，设置内燃机缸套、活塞顶部、活塞裙部、活塞销、连杆、曲柄等构件以及润滑油的材料属性；步骤S5，网格划分；步骤S6，设置各物理场属性和边界条件；步骤S7，确定物理场耦合关系，建立多物理场耦合模型；步骤S8，对所建多物理场耦合模型进行瞬态求解；步骤S9，动力学与摩擦学特性分析。本发明考虑了内燃机活塞‑缸套系统动力学与摩擦学的耦合作用，使得结果更加接近实际情况，并易于实现多因素、多学科集成和扩展。

摘要： 本发明提供了一种具有新型结构的高速冲击薄膜摩擦学试验机，包括由高精度气悬浮电机构成的高速旋转薄膜样品台，悬臂梁定位装置、安装在悬臂梁前端的冲击摩擦对偶样，和用于监测冲击摩擦对偶样与薄膜样品间距离的显微镜构成的冲击运动系统，以及由多普勒激光测振仪和声波测振仪传感器构成的信号采集系统。与现有技术相比，本发明的冲击薄膜摩擦学试验机能够在超高速运动和超轻冲击载荷条件下精确评价微米/纳米尺度薄膜的冲击摩擦性、耐久寿命和接触力特征等性能。

摘要： 本发明提供了一种具有新型结构的多功能微摩擦学试验机，其摩擦或粘着对偶样加载装置不仅包括高精度小型步进电机、丝杆、具有丝孔的升降滑块、安装摩擦或粘着对偶样的悬臂梁，而且包括设置在悬臂梁正上方的微调支架，其上安装有激光器与四象限光斑位置探测器，因此通过激光器与四象限光斑位置探测器的协同作用，能够将作用于摩擦或粘着对偶样与样品表面间的摩擦力或粘着力转换为入射进四象限光斑位置探测器的光斑在四象限的微小位移，从而通过四象限的光强差测得该样品的摩擦性能或粘着性能。与现有技术相比，本发明结构简单紧凑，通过使用较小力常数的悬臂梁就可以在毫牛，甚至微牛载荷范围内进行微摩擦、微粘着实验。

摘要： 本发明公开了一种基于摩擦信号递归特性的摩擦学状态在线辨识方法，通过安装在滑动摩擦磨损试验机上夹具侧边的加速度传感器采集摩擦磨损过程中的摩擦振动信号并表示为X=[x(1),x(2),…,x(t),…,x(n)]；对得到的摩擦振动信号进行非线性特征提取并提取信号的定量递归参数；对提取的定量递归参数进行特征提取，将处理得到降维后的特征参数集作为摩擦信号递归特性的表征量；建立特征参数集相对于摩擦控制参量的系统依赖性多项式拟合方程，并依靠自组织数据挖掘的非线性映射与数学建模能力，使多项式拟合方程能够对不同控制参量条件下的摩擦振动信号递归特性参数进行预测；准确辨识实测摩擦信号所处的摩擦磨损状态。通过本发明，有效地监测与辨识滑动摩擦副的摩擦学状态。

摘要： 本发明涉及一种内燃机活塞‑缸套摩擦副动力学与摩擦学耦合的建模方法，其包括如下步骤：步骤S1，建立内燃机的参数化几何模型；步骤S2，定义全局参数、变量、函数、探针；步骤S3，添加物理场；步骤S4，设置内燃机缸套、活塞顶部、活塞裙部、活塞销、连杆、曲柄等构件以及润滑油的材料属性；步骤S5，网格划分；步骤S6，设置各物理场属性和边界条件；步骤S7，确定物理场耦合关系，建立多物理场耦合模型；步骤S8，对所建多物理场耦合模型进行瞬态求解；步骤S9，动力学与摩擦学特性分析。本发明考虑了内燃机活塞‑缸套系统动力学与摩擦学的耦合作用，使得结果更加接近实际情况，并易于实现多因素、多学科集成和扩展。

摘要： 本发明提供了一种具有新型结构的高速冲击薄膜摩擦学试验机，包括由高精度气悬浮电机构成的高速旋转薄膜样品台，悬臂梁定位装置、安装在悬臂梁前端的冲击摩擦对偶样，和用于监测冲击摩擦对偶样与薄膜样品间距离的显微镜构成的冲击运动系统，以及由多普勒激光测振仪和声波测振仪传感器构成的信号采集系统。与现有技术相比，本发明的冲击薄膜摩擦学试验机能够在超高速运动和超轻冲击载荷条件下精确评价微米/纳米尺度薄膜的冲击摩擦性、耐久寿命和接触力特征等性能。

摘要： 本发明提供了一种具有新型结构的多功能微摩擦学试验机，其摩擦或粘着对偶样加载装置不仅包括高精度小型步进电机、丝杆、具有丝孔的升降滑块、安装摩擦或粘着对偶样的悬臂梁，而且包括设置在悬臂梁正上方的微调支架，其上安装有激光器与四象限光斑位置探测器，因此通过激光器与四象限光斑位置探测器的协同作用，能够将作用于摩擦或粘着对偶样与样品表面间的摩擦力或粘着力转换为入射进四象限光斑位置探测器的光斑在四象限的微小位移，从而通过四象限的光强差测得该样品的摩擦性能或粘着性能。与现有技术相比，本发明结构简单紧凑，通过使用较小力常数的悬臂梁就可以在毫牛，甚至微牛载荷范围内进行微摩擦、微粘着实验。