摩擦学设计

摘要： 随着先进微细加工手段的可及化,近十年来,表面微织构技术有效促进了织构摩擦学的蓬勃发展。针对几种典型润滑工况下的摩擦特性,阐述了表面微织构技术的应用特征,尤其是表面微织构的实施对润滑区摩擦学行为的作用和影响。分析了表面织构在摩擦表面减摩抗磨、润滑减阻和防腐延寿诸方面的施用效果与发展潜力,在智能制造的现实需求下,提出表面织构技术快速发展的历史必然,并明确了表面织构技术应用与理论发展非协调之问题。进一步结合仿生设计思想,从表面微织构的几何结构设计和形貌拓扑优化等方面,评述了表面微织构设计理论与技术发展现状和趋势。着重指出,复合织构化设计理论与方法亟待拓展,仿生织构设计思想常会产生有益效果。最后,讨论了表面微织构技术在高低温等特殊应用背景下的摩擦学行为特征,拓展表面织构技术在极端工况下的应用潜力和工程价值。表面织构技术有望在控制摩擦、减小磨损和改善润滑方面发挥更积极的作用,进而推动我国高端装备相关产业的技术升级。

摘要： 《工程设计学报》刊登工程设计领域及其新兴交叉学科领域具有创新性和前沿性的高水平基础研究、应用研究的成果论文;鼓励理论结合实践,注重学术界和工业界合作,追求学术性和实用性的统一。《工程设计学报》内容涉及广泛,包括设计理论和方法学、创新设计、并行设计、优化设计、评价与决策、结构静动态分析和设计、面向制造的设计、设计专家系统和智能工程、面向装配和维修的设计、CAD/CAPP/CAM一体化、摩擦学设计、多媒体设计方法和技术、可靠性设计、工业设计等各方面。

摘要： 随着航天、航空、信息等高技术和海洋开发、先进制造技术等工业的迅猛发展,我国迫切需要解决极端条件下如高承载、高速度、高真空、超低温、强辐射及各种外场力作用下的摩擦学问题。工况条件苛刻,常规材料已经远远满足不了在极端苛刻工况条件下运行的摩擦学系统的使用要求。以耐磨涂层材料为代表的特种防护材料应运而生,使在高温、高真空、高负载、高速等极端苛刻工况条件下的摩擦学设计成为可能。

摘要： 《工程设计学报》刊登工程设计领域及其新兴交叉学科领域具有创新性和前沿性的高水平基础研究、应用研究的成果论文;鼓励理论结合实践,注重学术界和工业界合作,追求学术性和实用性的统一。《工程设计学报》内容涉及广泛,包括设计理论和方法学、创新设计、并行设计、优化设计、评价与决策、结构静动态分析和设计、面向制造的设计、设计专家系统和智能工程、面向装配和维修的设计、CAD/CAPP/CAM一体化、摩擦学设计、多媒体设计方法和技术、可靠性设计、工业设计等各方面。内容新颖,注重创新性和实用性,对有关人员极具参考价值。

摘要： 《工程设计学报》刊登工程设计领域及其新兴交叉学科领域具有创新性和前沿性的高水平基础研究、应用研究的成果论文;鼓励理论结合实践,注重学术界和工业界合作,追求学术性和实用性的统一。《工程设计学报》内容涉及广泛,包括设计理论和方法学、创新设计、并行设计、优化设计、评价与决策、结构静动态分析和设计、面向制造的设计、设计专家系统和智能工程、面向装配和维修的设计、CAD/CAPP/CAM一体化、摩擦学设计、多媒体设计方法和技术、可靠性设计、工业设计等各方面。内容新颖,注重创新性和实用性,对有关人员极具参考价值。

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摘要： 空间摩擦学问题已成为影响航天器精度、寿命和可靠性增长需求的关键因素之一.本文从摩擦学的三个公理出发并基于此理论,分析航天器所处环境工况下的润滑问题、微动-摩擦学行为耦合作用现象以及摩擦-电学行为耦合问题,并分析与其相对应的摩擦学系统设计需求.根据需求建立面向航天器的摩擦学系统设计思路,通过摩擦学系统设计知识库的建立和管理,运用摩擦学的三个公理,在求解过程中引入专家判定系统,实现考虑摩擦学行为的系统依赖性、时变依赖性与多学科、跨学科性的摩擦学系统设计.

摘要： 《工程设计学报》刊登工程设计领域及其新兴交叉学科领域具有创新性和前沿性的高水平基础研究、应用研究的成果论文;鼓励理论结合实践,注重学术界和工业界合作,追求学术性和实用性的统一。《工程设计学报》内容涉及广泛,包括设计理论和方法学、创新设计、并行设计、优化设计、评价与决策、结构静动态分析和设计、面向制造的设计、设计专家系统和智能工程、面向装配和维修的设计、CAD/CAPP/CAM一体化、摩擦学设计、多媒体设计方法和技术、可靠性设计、工业设计等各方面。内容新颖,注重创新性和实用性,对有关人员极具参考价值。

摘要： 润湿性是材料表面的重要特征之一,润滑剂对固体表面的润湿性直接影响固体表面润滑剂粘附量大小,对流体润滑性能有直接影响.本文通过一个案例,讨论了摩擦学设计中的润湿性测量技术,通过座滴法测量两种润滑油在两类钢材料表面的接触角,研究润滑油对两类金属材料的润湿性.研究结果为轴承、密封的配副以及精密磨床电主轴材料选择提供了重要的参考依据.

摘要： 具有减摩抗磨和强化传热作用的纳米材料的出现给制冷行业带来了一种新的节能技术手段.本实验向某型号国产转子压缩机中,加入了特定浓度的纳米NiFe204冷冻机油,依照国家标准GB5773-2004《容积式制冷压缩机性能实验方法》,测试了分别使用纳米NiFe204冷冻机油和纯冷冻机油的转子压缩机的输入功率等参数,结合转子压缩机耗功的数学模型,对比分析了冷冻机油添加纳米NiFe204后,粘度、摩擦学性能、互溶解性质及分散稳定性等改变量的变化对转子压缩机耗功的影响,为转子压缩机中纳米冷冻机油的摩擦学设计提供参考.

摘要： 摩擦学系统与摩擦副的设计有正问题和逆问题两类。摩擦学设计的正问题是由摩擦副结构参数求解其摩擦学性能，而逆设计是由摩擦副的摩擦学性能来获得其结构参数，并且逆设计也可是对摩擦、润滑和磨损原理的逆向应用。润滑的逆设计是要破坏润滑膜的形成，以获得更大的摩擦因数，摩擦的逆设计是要增大摩擦力，在摩擦传动中有广泛应用，磨损的逆设计是要求增加磨损量，加快零件表面的磨损过程。

摘要： 摩擦学设计数据库对于建设节约型社会、发展现代设计技术有着重要意义.文章深入分析了国内外摩擦学设计领域数据资源及数据库技术的现状和存在的问题,提出了我国摩擦学设计数据库建设的架构和任务,着重讨论了基于网络的摩擦学设计数据共享平台建设的相关问题.

摘要： 电机的用户，虽然在使用中绝大部分遇到的是轴承润滑不当而产生的故障，却很少有意识地去分析一下真实的原因，而只是习惯性地做换轴承处理，并无奈地等待下一个维修期的来到，本文以实践经验出发探讨工业电机的摩擦学设计和轴承的润滑优化。

摘要： 在液压系统中,当液压缸或液压马达作低速运行时,很可能使工作机构的运动速度不均匀,出现时动时停或跳跃式的运动现象,即爬行,又叫粘着-滑行运动.爬行现象十分复杂,产生的原因众多,它严重影响机械设备的功能和精度.本文从摩擦学的观点出发,重点分析研究爬行时相对运动表面间摩擦力的变化,提出控制液压系统爬行的摩擦学设计.

摘要： 本文分析了金属塑性变形工况下陶瓷模具与金属坯料间的摩擦学特点,根据塑性加工摩擦学的最新研究成果,以抗磨减摩为目标,综合考虑模具结构与模具材料、成形工艺条件、润滑方式与润滑剂等影响因素,研究了陶瓷挤压模摩擦学设计内容.这对于提高挤压模具寿命和产品质量、推广陶瓷材料在模具行业中的应用具有重大意义.

摘要： 纳米表面工程是表面工程发展的新阶段,是先进的纳米技术提升传统表面工程的典型代表.大量的研究表明纳米固体润滑具有良好的抗磨减摩性能,通过设计还可以实现防腐功能.本文从基材组成、纳米固体润滑组元、辅助单元三方面较系统全面的阐述了纳米固体润滑系统的组成,纳米润滑组元的制备方法.从对偶匹配、涂/镀覆层与基材组元匹配、性能组合匹配、性能组合匹配、协同原则诸方面阐述了纳米固体润滑系统的摩擦学设计原则.

摘要： 建立了润滑油摩擦学特性影响规律的径向基神经网络模型，可以较准确地计算和预测润滑油摩擦系数与负荷及相对滑动速度之间的关系.试验结果表明这种网络具有很好的准确度和预测性，为摩擦学设计和程序化计算和分析提供了一种方便且有效的工具.

摘要： 从摩擦学设计角度提出一种新的凸起形状激光毛化形貌,并试验制备出该形貌.通过表面硬度和耐磨性试验证明该形貌具有较好的机械性能.它为进一步研究汽车用高性能钢板的合理表面形貌提供了理论和实际应用的基础.

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NiMoBNb基分离器多层复合结构材料及其制备方法，它是以NiMoBNb基体粉末、增强材料和多元复合材料为原料，振动与混合、多层结构预成型、表面处理和逐层叠加烧结的工艺流程，制备出一种各层厚度不同和材料组分不同的NiMoBNb基分离器多层复合结构材料；既能满足分离器自润滑材料各部分性能要求，又可用于高温、强压力、高腐蚀性的极其恶劣环境，实现高性能与可靠性工作，它承载能力、抗压能力、耐高温与耐腐蚀，尤其是摩擦学性能能够有效满足所需的工作要求；在不便于维护、维修与润滑的环境下提高分离器的应用范围具有巨大的潜在价值与广泛的应用前景。

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。

摘要： 本发明公开了一种FeNiAlNb基销轴多层复合结构材料摩擦学设计及其制备方法，它是以FeNiAlNb基体、减摩剂、抗磨剂与增强剂为组分，通过多元板状晶体制备，各层材料组分设计与计算、振动混合、热压成型、多层结构复合和后续机加工工序后制备出一种FeNiAlNb基销轴多层复合结构材料；在摩擦膜、承载过渡层和基体承载层通过对基体合金、减摩剂、抗磨剂与增强剂合理设计与优化配比，提高了材料利用率，降低了生产成本，还使得FeNiAlNb基销轴多层复合结构材料在具有优异的热稳定性与机械学性能的同时，满足高低温、高载荷工况下摩擦磨损性能，这在显著提高销轴连接强度与承载力的前提下，也明显增强了销轴的使用精度与服役寿命。

摘要： 本发明属于内燃机技术领域，具体涉及一种基于人工智能的内燃机摩擦学专家系统设计方法，是一种针对内燃机摩擦学设计的一种新理念。本发明通过建立内燃机摩擦学设计大数据库，包括仿真数据和实验数据，应用人工智能，对活塞组件模块、曲轴连杆模块、轴承模块、凸轮机构模块、齿轮模块的数据进行收集、整理、学习、分类和再创造，形成完整的内燃机摩擦学设计的专家系统。本发明提高了运算速度，回避数值算法收敛难等问题。同时，在学习已有数据的基础上，基于人工智能的内燃机摩擦学设计方法可以运用已有的经验知识形成新的设计方案，再将新的设计参数作为新的经验，累积到原有的数据库中，不断更新，以修正现在的模型，实现算法的自动持续优化。