一、浅论机械密封中摩擦副材料的选择（论文文献综述）
孙逸翔[1]（2021）在《水、氧环境对滚动载流摩擦学特性影响研究》文中研究表明滚动电接触主要发生在轨道交通回流系统、导弹控制系统、雷达集电环、机电轴承等关键部位,高可靠性滚动载流摩擦副是高端装备安全服役和技术进步的重要保障。摩擦副的系统性能受到服役工况、外界环境、运行时间等因素的影响。其中,外界环境对摩擦副的影响最典型表现之一是表面氧化。我国幅员辽阔、气候独特,摩擦副在跨区域、跨季节的服役过程中,面临的水、氧气氛复杂多变,载流摩擦副材料在不同的气氛中的失效特点和氧化机制尚不明确。本文使用FTM-100型滚动载流摩擦试验机,对滚动载流摩擦副在不同水、氧环境条件下的摩擦和导电特性开展研究,具体研究内容和主要结论如下:1.大气环境下,湿度（气态水）对滚动载流摩擦副性能和损伤的影响。在10%RH、30%RH、50%RH、70%RH、90%RH五个湿度水平和0A、1A、1.5A三个电流水平下测试了不同湿度对铜材料滚动载流摩擦的影响,总结了湿度和电流对摩擦系数、接触电阻的影响规律。中低湿度下,摩擦系数较低,高湿度下摩擦系数急剧增大。随着湿度增大,材料表面氧化程度增强,导致接触电阻增大。摩擦副表面损伤从轻微黏着转变为层片状疲劳。2.大气环境下,液态水对滚动载流摩擦副性能和损伤的影响。滚动载流摩擦副的摩擦和导电性能表现出对水的高度敏感性。与气态水环境相比,液态水会引起较高的摩擦系数（超过1）并降低导电能力。水环境下,材料表面有剥落坑出现,并且次表面观察到沿滚动方向的塑性变形现象。高转速一定程度上可降低摩擦系数,但表现出更高的接触电阻。低、高转速下疲劳损伤表现形式不同,不同转速下疲劳损伤形式转变是摩擦系数降低和水压作用增强竞争的结果,本文试验条件下表面损伤形式转变的临界转速在200～240r/min之间。3.水、氧单因素环境对滚动载流摩擦性能和损伤的影响。单独干燥氧气可引起材料表面氧化并引起接触电阻增大,但无吸附水条件存在时,摩擦表面氧化程度增大并不能直接引起摩擦系数迅速升高,材料表面仍以轻微黏着磨损为主。不同湿度氮气环境同样可以引起材料表面氧化,但氧化程度有限,吸附水作用下摩擦系数略微升高,但不足以引起表面疲劳。在吸附、摩擦化学及阳极的作用下,水、氧单因素环境均可引起摩擦表面发生氧化,但氧化程度弱于水、氧共同作用下的氧化。4.解析了载流摩擦条件下摩擦力的构成,即高摩擦系数产生的原因及其对滚动摩擦损伤的影响。电流引起的粘附效应、水吸附引起的弯月面力效应和电流诱导引起的弯月面力增大效应导致高摩擦系数的三个因素。在高湿度及液态水环境下,氧化导致的水吸附增强引起的弯月面力对摩擦系数的影响更为明显。摩擦诱导的应力分布使损伤形式从低湿度下的黏着磨损转变为高湿度下和水环境下的表面疲劳。同时高摩擦系数导致摩擦次表面晶粒变形并产生应力集中。综上所述,本文基于水、氧环境下滚动载流摩擦副性能和损伤的变化,揭示了滚动载流摩擦条件下摩擦表面的氧化机制,解析了载流摩擦条件下摩擦力的构成及其对滚动摩擦损伤的影响。本论文的相关结果有望丰富滚动载流摩擦学理论,可为载流摩擦副选材、防护和安全服役提供理论指导。
李占君[2]（2021）在《石墨烯添加剂对锂基润滑脂摩擦学及流变性能的影响》文中进行了进一步梳理应用先进润滑技术对于减少能源消耗、延长设备使用寿命、提高综合效益有着十分重要的作用。润滑脂作为一种常见润滑剂,有许多独特的优势,其中以锂基润滑脂的用量最大。添加剂作为润滑脂的重要组成部分之一,对润滑脂的减摩抗磨性能有着重要的影响。石墨烯作为一种典型的二维材料具有良好的自润滑特性,有成为“层片状结构”润滑添加剂的潜力,在油润滑、水润滑、自润滑复合材料中得到了广泛关注,而在润滑脂中的研究还很少涉及。本文系统研究了多层和少层石墨烯对锂基润滑脂的物理性能、摩擦学性能、流变性的影响。通过原子力显微镜（AFM）和拉曼光谱仪（RS）分析试验用多层和少层石墨烯,结果显示多层石墨烯约为14层、少层石墨烯为8～9层。通过物理分散的方式配制了含量分别为0.05 wt%、0.1 wt%、0.15 wt%、0.2 wt%的多层和少层石墨烯锂基润滑脂,石墨烯在润滑脂中分散较为均匀,未观察到明显的团聚现象。通过分析配制好的试验用润滑脂的锥入度和滴点,发现多层和少层石墨烯的加入可以减小锥入度即提高润滑脂的稠度,滴点变化不明显。说明少量多层和少层石墨烯的添加,对锂基润滑脂的皂纤维结构影响不显着。利用四球摩擦磨损试验机系统考察了原始锂基润滑脂和配制的石墨烯锂基润滑脂的摩擦学性能。相同试验条件下,随着多层、少层石墨烯含量的增加,试验过程中的平均摩擦系数和试验后钢球的磨斑直径都是先减小后增加,当多层、少层石墨烯含量为0.1 wt%时,摩擦系数和磨斑直径都达到最小值,即多层、少层石墨烯添加量为0.1 wt%时的减摩抗磨性能最佳。摩擦试验后,利用场发射电子扫描显微镜（FESEM）、能量色散X射线光谱（EDX）和X射线光电子能谱（XPS）对磨斑表面形貌、化学元素分布及价态进行表征分析。结果显示原始锂基润滑脂润滑条件下在摩擦表面形成了以Fe3O4为主要成分的化学沉积膜。多层和少层石墨烯锂基润滑脂润滑时在摩擦表面形成了富含多层、少层石墨烯的物理吸附膜和Fe2O3为主要成分的化学沉积膜。这是由于石墨烯层与层之间的结合力很弱,在摩擦过程中剪切力的作用下很容易沿着层间解离,同时石墨烯具有较高表面活性,它可以很容易地与摩擦表面相互作用附着在摩擦表面,形成物理吸附膜。另外由于石墨烯本身具有较好的润滑性及较高的强度,从而减小摩擦副之间的摩擦系数,并提高摩擦副的表面强度,减少微凸体之间的直接接触,提高了锂基润滑脂的减摩抗磨性能。在相同试验条件下含量相同的多层石墨烯锂基润滑脂的减摩抗磨性优于少层石墨烯锂基润滑脂。随着转速、载荷的增加平均摩擦系数降低,而平均磨斑直径增加。转速和载荷润滑脂的减摩抗磨性能的影响程度不同,载荷的影响更显着。利用流变仪分析了含多层、少层石墨烯锂基润滑脂的流变性能。多层、少层石墨烯对锂基润滑脂线性粘弹性区域和非线性粘弹性区域的临界应变点影响不明显,随着石墨烯含量的增加,润滑脂承受更大的应变时才能由固态转变为流动态,造成流动点对应的应变值增大。相同含量时少层石墨烯锂基润滑脂比多层石墨烯锂基润滑脂的流动点应变更大。随着加入石墨烯含量的增加,润滑脂的触变环面积变大,且相同含量时少层石墨烯锂基润滑脂的触变环面积比多层石墨烯锂基润滑脂的大,表明破坏其结构所需的能量增加,皂纤维结构较难破坏,但结构破坏后的恢复需要更长的时间。根据实验数据得到了不同含量多层、少层石墨烯锂基润滑脂的流变方程。同时,通过对比摩擦系数、表观粘度随时间的变化规律以及多层、少层石墨烯锂基润滑脂摩擦系数及流动点、触变环面积的对应关系,定性分析了多层、少层石墨烯锂基润滑脂摩擦学性能与流变性之间的相关性。
王浩翔[3]（2021）在《采煤机自闭式水介质液压制动器的研制》文中指出采煤机制动器是确保采煤机安全运行的重要装置,是采煤机的重要组成部分。目前使用的盘式液压制动器是采用弹簧压力制动和液压力释放的工作方式。制动器在使用过程中存在以下问题。（1）通过制动器后盖的测量孔来测量摩擦副的受到磨损程度。由于采煤工作条件恶劣,工作人员无法对摩擦副进行正常更换,这样可能造成摩擦副过度磨损使制动器可靠性下降。（2）制动器使用的工作介质是液压油,油液泄漏会污染环境,不符合节能环保要求。（3）盘形结构制动器散热性能差。为提高制动器可靠性,改进制动器散热性能及泄漏对环境的影响,论文提出并研制了一种采煤机用自闭式水介质液压制动器。该制动器使用环保、散热性能好的水介质,当摩擦副磨损情况超标,实现自动闭锁,提高了制动器的可靠性,论文主要研究工作如下:（1）针对现有采煤机液压制动器存在问题,提出自动闭锁水介质液压制动器技术要求。确定制动器的总体设计方案。利用液压传动控制技术确定制动器的自动闭锁结构,并对自动闭锁结构对制动器工作性能产生的影响进行了分析。（2）分析了水介质液压传动特性,针对制动器液压传动系统采用水介质后出现如密封、润滑、防锈、气蚀问题进行了分析,提出解决方案。（3）研究分析了制动器内部温度场分布。通过建立三维结构模型,利用有限元软件,研究紧急制动工况、连续制动工况下温度场分布规律,得出摩擦副温度变化沿径向位置变化的经验公式,为测量制动器样机内部温度提供了理论依据。（4）样机性能实验测试,设计制动器液惯量模拟试验台,参考《MT2149-2011采煤机用制动器技术条件》,设计了样机实验方案,对样机进行了耐压性能、静制动转矩、动制动转矩、制动噪声实验测试,测试证明研发样机各项指标符合相关要求。
窦振华[4]（2021）在《轴向柱塞泵配流副摩擦磨损及表面织构研究》文中指出轴向柱塞泵作为液压系统中最常用的动力元件,其性能与寿命与整个液压系统的可靠性紧密关联。随着轴向柱塞泵向高功率密度、大排量、高压力和高转速方向发展,作为轴向柱塞泵中最大的摩擦副—配流副,常常由于磨损剧烈而导致失效。针对上述问题,本研究建立了配流副轴对称非稳态热传导方程和基于ABAQUS有限元软件的仿真模型,分析了PV值为3MPa·m/s及1.8MPa·m/s的配流副在滑摩过程中由摩擦温升所引起的摩擦磨损问题,并利用端面摩擦磨损试验机进行实验验证;同时为改善配流副在高速工况下的摩擦学行为,探讨了摩擦副表面织构对配流副润滑和摩擦磨损性能的影响。研究表明:当配流副PV值为3MPa·m/s时,压力在滑摩初期对摩擦副接触面温升和磨损的影响较大,此时摩擦副表面以磨粒磨损为主,随着实验的进行,转速取代压力成为配流副摩擦特性的主要影响因素,此时摩擦副表面的主要磨损机制是粘着磨损,当PV值降低至1.8MPa·m/s后,配流副的润滑状态得到了改善;配流副工作过程中,初始塑性应变与压力为正比例关系,但出现热塑性变形的时间点主要与转速有关,转速越高,配流副表面越早出现热塑性变形。织构处理后的配流副摩擦系数及实验温升均有显着的下降,其中织构化配流盘由于严重的刮擦和三体磨粒磨损,磨损率会大幅提升;织构化缸体的大部分磨损发生在磨合阶段,进入稳定摩擦阶段后,摩擦副由边界润滑转化为流体动压润滑,摩擦接触面没有简化配流盘试样表面破坏的严重。织构角度对配流副的磨损机制没有太大的影响,主要磨损方式为粘着磨损、磨粒磨损和氧化磨损,但织构角度的变化会影响织构槽提供的油膜支撑力和磨屑的容纳效率。实验发现,简化配流盘与织构角度为60°,织构数目为32槽的简化缸体组成配对副时,表现出最优的摩擦磨损特性。本研究对轴向柱塞泵配流副工作过程的摩擦磨损特性进行了研究分析并通过表面织构改善了配流副摩擦时的润滑特性,可供高性能柱塞泵配流副设计参考。
郭春秋[5]（2021）在《过流水冷多片盘式制动器的设计与分析》文中进行了进一步梳理采煤机在采煤过程中,尤其在大倾角、急倾斜工作面工作时,所需制动扭矩大,容易导致制动器发热、磨损。制动摩擦盘在工作中容易产生热变形、热衰退等现象,甚至出现因过热造成的摩擦失效、制动失稳及结构损坏等情况。本论文旨在原有多盘制动器的基础上,结合采煤机的结构及工作特点,通过对多盘制动器结构的改进,利用采煤机冷却系统的水路系统,对制动器摩擦片进行过流式强制水冷,改善其工作性能,克服采煤机制动器失稳现象,提出循环水介质多片盘式制动器,并对制动器展开一系列的设计与分析,研究内容包括以下几方面:（1）在现有多片盘式制动器的的基础上,通过结构改进,完成过流水冷多片盘式制动器的原理及结构设计。（2）以MG/750/1910型采煤机为对象,结合采煤机冷却喷雾系统的水路组成,完成过流水冷多片盘式制动器水路系统设计;针对该机型,结合采煤机主要工作参数,对制动器主要性能参数进行了计算,提出了制动器设计要求,完成了整体结构的设计与计算。（3）对过流水冷盘式制动器的工作性能进行仿真分析和研究。使用有限元分析软件对制动器动、静摩擦片以及制动腔体中的过流冷却流场建立了有限元模型,对制动盘固体变形场和流场进行了数字分析和计算。针对摩擦片表面的接触应力进行仿真分析,获取其表面的接触压力分布。并对湿式多盘制动器腔体内的循环冷却水进行了流场仿真分析,得到了过流水冷多片盘式制动器制动时流场流速及压力的分布特点。利用ANSYS Workbench软件建立了多片盘式制动器制动过程中的热流固耦合模型,对过流水冷方式下的制动器的制动温升进行了仿真分析。（4）通过对比试验对过流水冷多片盘式制动器实际制动性能进行分析,分别对过流水冷多片盘式制动器与普通多片盘式制动器进行对比试验,测试制动器的制动性能和散热能力。最终发现过流水冷多片盘式制动器在保证制动性能满足要求的前提下大大提高了散热能力,多次紧急制动试验中水冷制动器与普通制动器相比,制动结束后的温度显着降低,且在持续制动试验中水冷制动器的温升速度缓慢,具有较好的工作稳定性。本文提出的过流水冷多片盘式制动器具有强散热、制动性能稳定、工作可靠的特点,在采煤机现有工作系统的基础上,对普通制动器不需进行大的结构变化,利用采煤机现有的喷雾冷却系统的水路,通过引入过流水冷的方式,显着改善传统多片摩擦式制动器的工作性能,从而提高了采煤机工作的安全性和可靠性。本文所得结论具有较好的工程应用前景和较高的使用推广价值。
姜紫薇[6]（2021）在《摩擦副结构优化及其端面密封性能研究》文中研究指明随着机械密封在石油化工、航空航天领域使用比重逐渐增大,对机械密封设备的性能提出更高要求。摩擦副作为机械密封设备的关键组成部分,其密封性能好坏和磨损情况会直接关系到工业的生产稳定。本研究针对高压高转速工况下的非接触式机械密封和接触式机械密封摩擦副的密封失效问题,通过数值模拟与试验的方法,对摩擦副端面的泄漏量、开启力以及热—结构耦合产生的变形进行研究。（1）建立非接触式机械密封动环螺旋槽的数值模型,用Fluent模拟其压力分布规律,分析螺旋角、槽数、槽深、气膜厚度、转速、入口压力对密封端面压力峰值、开启力、泄漏量的影响。模拟结果表明:每个螺旋槽的结构参数均对其密封性能有显着影响,当螺旋角为15°、槽数Ng=14时,泄漏量最小,而产生的动压效果好。开启力和泄漏量随槽深、转速、入口压力等因素的增强而逐步增大,气膜厚度的增加使得开启力逐步降低,而泄漏量逐步升高。（2）基于对传统单螺旋角槽的密封性能分析,提出一种由吸力面β1和压力面β2组成的双螺旋角螺旋槽的结构参数优化分析方案。研究发现:当吸力面螺旋角大于压力面螺旋角时,密封效果更好。两角公差为2°的双螺旋角槽比公差为3°的双螺旋角槽泄漏量更小,且在19°和17°两角配合时性能最好。（3）建立接触式机械密封摩擦副的分析模型,通过Ansys Workbench软件对摩擦副施加热边界和结构力学边界条件;运用热—结构耦合的方法,对不同转速、介质压力、材料配对、弹簧压力、端面宽度的接触式机械密封摩擦副进行端面变形分析。结果表明:摩擦副温度和端面整体变形随转速的增大而升高;介质压力的增大会导致端面比压分布不均匀;通过对比不同材料配对下摩擦副的温度,优选出一对可以降低摩擦副温升的材料,动环材料选用浸树脂石墨,静环材料选用碳化钨;适当减小弹簧压力、增加端面宽度会使端面温度和整体变形量降低。（4）利用多功能泵用机械密封试验台分析了不同工况下摩擦副的温度和端面变形,通过摩擦磨损试验探究两组摩擦副在不同滑动速度、载荷以及温度下的摩擦系数和磨损率,试验结果与数值模拟的结果相似,验证了数值分析方法的合理性。通过数值模拟与试验两方面对摩擦副进行研究,得出结构参数和操作参数对密封性能的影响规律,选择能够有效减少密封端面泄漏的最佳结构。为机械密封摩擦副的结构优化、材料选择提供新的研究思路,有利于进一步提高其密封性能,扩大机械密封的工程应用。
王天瑞[7]（2021）在《基于热力协同效应下低速轻载机械密封界面接触特性研究》文中认为通讯装置机械密封处于低速和轻载环境运行,由于动压效应不足而令动静环形成接触状态,造成其端面易受到热力变形、磨损、失稳等危害,严重影响通讯装置的热控效果和可靠运行。因此,探寻机械密封摩擦副界面的热力致损特性规律迫在眉睫。首先,以动、静环所构成的摩擦副作为研究对象,解决其热力直接耦合与面面接触设置问题,获得了多时刻摩擦副径向路径、界面的热量与应力演变规律并进行了深入讨论,研究结果显示:在100 r/min和0.3 MPa下碳化硅-碳化硅与碳化硅-石墨的温升分别达到了22.165℃和22.122℃,碳化硅-碳化硅的最低温度集中区域都在动环非接触壁面外径处;应力分别达到了2.37 MPa和6.63 MPa,应力影响区域主要集中在密封环内圈。总体来看,碳化硅-石墨磨损量约为碳化硅-碳化硅的三倍。其次,基于三维轮廓形貌仪,利用表面重构技术,对表面形貌三维离散数据进行平滑、贴合与正向处理;建立接触面真实形貌粗糙模型,从而获得粗糙表面接触面积、应力、热通量和磨损量瞬态变化规律。研究结果表明:碳化硅-石墨热通量波动较大;碳化硅-碳化硅的接触面积总体低于碳化硅-石墨且非微凸体区域受到应力影响更小;在滑动速度为0.28 m/s,压力0.3 MPa时,碳化硅-石墨界面磨损量为2.16×10-11 mg,碳化硅-碳化硅界面磨损量为0.718×10-11 mg。随后,验证仿真计算结果,利用端面摩擦磨损试验机,结合三维白光干涉形貌仪、扫描电镜、微量磨损测试仪;对摩擦副进行摩擦系数、磨损量等参数测试与分析,研究结果表明:试验磨损量值均高于考虑粗糙表面摩擦副磨损量仿真结果,但是理论结果与试验结果趋势一致,并且吻合度较高,说明考虑粗糙表面下的热力致损模型具有一定可靠性。最后,为进一步探寻低速轻载领域下减磨增润性优良的摩擦副结构,建立开设单向纹理图案以及表面复合纹理构形的对照性试验。试验结果表明:三角-螺旋槽组摩擦系数较三角-椭圆下降了59.69%,温升为3.8℃。三角-螺旋槽组的摩擦性能优于三角-椭圆组和光面组。本论文从机械密封的宏观界面热力协同致损、微观界面热力协同致损以及拟实工况下的端面摩擦测试三个角度系统阐述了在低速轻载服役环境下的摩擦副滑动接触特性,论文研究成果为今后通讯雷达机械密封在低速轻载环境的高可靠、长寿命、低维护等方面奠定了坚实的基础。
彭彩虹[8]（2021）在《同步器热结构耦合特性及热失效分析》文中提出同步器作为车辆变速系统换挡过程核心零部件,其工作特性对变速器换挡性能有直接影响,对同步器工作特性的深入分析与研究,不仅能提高换挡效率,还有助于改进和提高变速系统性能。本文从同步器摩擦副的摩擦性能、热分析以及热结构耦合仿真等方面对同步器国内外研究现状进行总结,通过研究同步器摩擦副接触行为,建立了摩擦接触数学计算模型与同步器摩擦副三维有限元模型,将换挡过程得到的力学特性参数作为有限元仿真的边界输入条件,结合同步器摩擦过程的生热与传热机理确定有限元仿真的热边界条件,建立多因素共同作用的同步器热结构耦合有限元分析模型,并利用热结构耦合分析法分析典型工况下同步器摩擦副温度特性及热失效形式。第一章,从同步器的应用和研究现状出发,阐述了课题的研究意义与背景,详细介绍了单锥环锁环式同步器的结构形式、工作机理、换挡特点,对同步器摩擦副的热特性、摩擦性能以及热失效等方面的国内外研究现状进行总结,针对现有研究的不足确定了本课题的研究内容与技术路线。第二章,对同步器同步过程摩擦副热分析所涉及的生热机理、传热机理与热弹性力学基础理论进行说明,推导了同步器同步过程摩擦副导热微分方程,确定了同步器实际工作过程的对流换热模型、传热模型及热流密度模型,确定了热边界条件,并通过分析对比最终选用直接耦合法对同步器同步过程热结构耦合分析问题进行求解。第三章,将同步器同步过程划分为油膜剪切、混合摩擦、接触摩擦三个阶段,根据每个阶段的详细摩擦原理,利用流体力学相关理论以及摩擦计算公式,建立了摩擦接触压力模型、同步环承载力模型以及同步力矩求解模型等数学计算模型。第四章,根据同步器的换挡过程的工作原理,利用AMESim与Matlab/Simulink模块建立了同步器动力学联合仿真模型。以同步器动力学仿真得到的力学响应特性为基础,结合同步过程中摩擦副的热分析机理,综合计入同步器摩擦接触力、输入输出端转速变化状况及冷却润滑状态,将其转换为有限元分析的边界条件导入到同步器三维模型中设置为边界输入,最终建立了多因素共同作用的同步器热结构耦合有限元分析模型,并利用自主研发的同步器换挡性能试验台对仿真模型进行验证。第五章,换挡时同步器摩擦副间的摩擦力矩及相应的力学响应特性导致同步器摩擦对偶面间的温度快速上升,通过应用有限元仿真软件对构建的多因素共同作用的同步器热结构耦合有限元分析模型进行热结构耦合仿真计算与分析,得到了同步锁摩擦表面的温度场、应力/应变场的分布规律。同时以同步锁环摩擦锥面为研究目标,分析了不同工况参数、弹性模量、导热系数和热膨胀系数对同步锁环摩擦副表面温度场、应力应变场的影响规律。最后对摩擦副表面出现的局部高温现象的原因进行了分析,并结合实际工程现状分析了同步锁环热失效的具体表现形式。第六章,对本课题的研究成果进行总结,提出下一阶段研究方向。
高贵[9]（2021）在《表面织构对PTFE复合材料摩擦学行为的影响研究》文中认为利用表面织构技术在摩擦对偶表面上加工出具有一定尺寸、形状和排列规则的微织构,是捕获磨屑、保留润滑剂、消除磨粒磨损、促进转移膜形成、改善高分子材料摩擦学性能的有效手段。深入研究摩擦对偶表面微织构对高分子复合材料摩擦转移特性和转移膜形成机理的影响,对不断突破高分子材料的可靠性和服役极限意义重大。本文以摩擦学性能优异的PTFE和对偶表面微织构为研究对象,以探索提高PTFE材料摩擦磨损性能的机械表界面调控方法为研究目标,采用试验研究与理论分析相结合的方法,开展了对偶表面微织构对POB和nano-Si O2协同改性PTFE复合材料的摩擦磨损特性的影响研究。主要研究内容和结论如下:（1）研究了具有不同粗糙度的摩擦对偶表面上PTFE复合材料的摩擦、磨损和摩擦转移特性,提出了一种转移膜性能的评价方法,进而揭示了表面粗糙度和改性填料对PTFE摩擦磨损性能和转移膜特性的影响机理。结果表明:改性填料及其含量与对偶表面粗糙度存在匹配性,匹配合理的摩擦副有利于纳米粒子与对偶表面微凸体之间形成机械互锁效应,提高磨屑的沉积效率,促进薄且均匀连续的转移膜的生成,从而提高材料的摩擦学性能。（2）采用基于BBD的响应面法建立了摩擦副参数设计与优化模型,通过研究PTFE复合材料与具有代表性的槽形织构间的摩擦磨损性能,回归拟合了全局范围内织构参数与摩擦系数和体积磨损率的函数关系,探索了槽形织构参数及其交互作用对PTFE复合材料摩擦磨损性能的影响规律,揭示了槽形织构表面上复合材料的摩擦磨损机理。结果表明:PTFE复合材料的摩擦系数存在最小值、体积磨损率存在最大值,材料的摩擦与磨损具有相关性的同时又相对独立,摩擦系数和体积磨损率很难在特定的槽形织构表面上同时达到最小,只能根据实际工况对摩擦系数和磨损率的需求,设计满足要求的表面织构。（3）采用正交试验方法设计了3因素4水平的凹坑形对偶表面织构,考察了凹坑形织构表面上PTFE复合材料的摩擦磨损性能。通过极差分析法和多指标矩阵分析法分析了织构参数对摩擦系数和体积磨损率的影响,优化了凹坑形织构参数,探索了凹坑形织构的减摩抗磨机理。结果表明:多指标正交试验的矩阵分析法适用于凹坑形织构及其参数对PTFE纳米复合材料摩擦学性能的分析与优化,织构参数对材料摩擦磨损性能的综合影响顺序为凹坑密度>凹坑形状>凹坑深度,凹坑密度是影响PTFE纳米复合材料摩擦学性能的最主要因素。（4）提出了将连续的摩擦磨损过程节点化的试验方法,克服了传统的摩擦磨损试验只有始末状态,无法监控过程的不足,研究了凹坑形织构表面上PTFE复合材料摩擦系数、磨损体积以及转移膜生长演变的动态过程。结果表明:织构化对偶表面上复合材料发生了疲劳磨损,磨损过程分为3个典型的阶段,即磨合期、过渡期和稳定期,在试验周期内复合材料未出现急剧磨损期;织构捕获的磨屑在接触应力和nano-Si O2粒子的碾压作用下粘附于凹坑表面,形成了转移膜的粘接点和增长点,在对偶表面上形成了网状的镶嵌微型润滑剂的结构,促进了对偶表面上均匀连续转移膜的形成。（5）采用ABAQUS有限元仿真软件,建立了摩擦副有限元模型,分析了往复摩擦工况条件下摩擦副的接触应力分布以及织构参数对接触应力分布的影响,为进一步解释表面织构提高材料摩擦学性能的机理,提供了理论依据。研究表明:凹坑形织构改善了摩擦副的应力集中现象,“□”形织构表面上,最大等效接触应力值最小,织构密度变化没有改变最大等效接触应力值,随着织构深度的增大,试样受载变形增大,导致了大区域的应力集中。
李世聪[10]（2020）在《高速气液混相动压密封机理及动力润滑特性研究》文中研究说明旋转设备转速的提高对轴承及其润滑和冷却方式提出了更高的要求,轴承润滑向着微量高效润滑形式发展。润滑油在高速轴承的作用下分散成粒径不同的油滴并分布在轴承箱内的气相空间中,随之而来的是气液混相流体的密封难题。但目前缺乏一种结构简单、可靠性高、寿命长、能有效实现混相流体封严效果的密封型式。因此,研发一种适用于高速轴承箱的、能实现混相流体封严目的的密封并实现工程应用,对提高轴承乃至主机的性能和使用寿命具有重要的实际意义和战略意义。因此,提出了一种新型非接触端面密封型式:气液混相动压密封。为了得到此类密封优化设计的理论及方法,为工程应用提供理论基础。本文从气液混相动压密封的稳态特性、动态特性、摩擦磨损特性等方面采用理论分析和试验研究相结合的方式对密封运行全周期的性能及其变化规律作系统且深入的研究。高速轴承箱工况复杂,为准确描述密封性能,需要研究适合混相流体的、考虑多物理场相互作用的分析方法。以液相体积比表征气液混相流体的等效物性,建立气液混相流体润滑的雷诺方程;考虑温度对流体物性的影响,得到气液混相流体薄膜流动的能量方程;结合动环及静环的热平衡方程和变形协调方程,构建压力、温度和变形等物理量间的相互作用关系,形成气液混相动压密封的流-固-热全耦合分析模型。采用有限元法求解并通过文献和试验进行验证。为气液混相动压密封的性能计算提供理论基础。研究了转速和压力对密封性能的影响规律,从压力分布、流线变化和稳态特性等方面深入分析了流体膜内流体微流动的变化过程,探讨了气液混相动压密封的密封机理。该密封依靠高速带来的强剪切流效应抵消压差的作用,从而实现对高压侧气液混相流体的封严效果。对比分析了气液混相流体和气相流体对密封性能的影响规律,总结了气液混相流体的作用机理。气液混相流体因其更大的粘度和密度,使得密封具有更强的动压效应,降低了总泄漏率,但同时也降低了流体膜刚度、增大了功耗。在低速泄漏和高速倒吸两种工况下分析了密封性能的演化过程,获得了典型结构参数对密封性能的影响规律,并给出了结构参数的优选范围,为气液混相动压密封结构的设计优化提供指导。基于小扰动法,考虑扰动对气液混相流体物性的影响,推导出气液混相流体的动态雷诺方程。结合流固热耦合模型,采用有限元法求解气液混相流体膜的动态特性参数。对比分析了气液混相流体和气相流体对密封动态特性的影响规律,揭示了气液混相流体的作用机理,得到了流体类型改变与密封动态特性演变的对应关系,从动态特性角度得到了结构参数的优选范围。基于动态特性参数建立了气液混相动压密封的运动学模型,得到了扰动环的运动规律。揭示了流体类型和物性变化对密封追随性的影响规律,得到了系统力学性能参数的优选范围,为气液混相动压密封整体的设计优化提供理论指导。基于理论分析结果,根据密封工作环境搭建含轴承润滑的高速气液混相动压密封试验台。在静态及正常工况下测试了气液混相动压密封的性能,试验结果验证了气液混相动压密封的优异性能及数值分析模型的正确性和准确性。根据泄漏率和温度的变化过程,气液混相动压密封的运行过程分为未开启、未完全开启和完全开启三个阶段,并具有不同的工作特性。在完全开启阶段内,密封能够实现稳定的液相密封效果。针对气液混相动压密封启动阶段的摩擦磨损问题,在摩擦磨损试验台上进行摩擦副材料的摩擦磨损试验。构建四种不同油量的润滑条件,以定载荷加速的试验方式模拟密封启动过程,通过摩擦系数、摩擦温度和表面微观形貌分析密封面材料的摩擦磨损特性。结果表明,密封工作环境内的润滑油能有效改善密封面的润滑条件。螺旋槽通过产生动压效应降低端面接触载荷,进而改善摩擦磨损特性。与螺旋槽相比,涂层的减摩作用更加重要。试验结果揭示了不同润滑条件下硬对软摩擦副的减摩机理,得到了不同摩擦副材料的适用范围,为密封端面材料选择提供理论指导。本文提出了气液混相动压密封的性能分析方法,为气液混相动压密封的设计计算和结构优化提供理论基础。通过理论与试验相结合的方式系统且深入地研究了气液混相动压密封全运行周期内的密封性能,研究成果可为气液混相动压密封的工程应用及推广、优化设计等提供指导。
二、浅论机械密封中摩擦副材料的选择（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、浅论机械密封中摩擦副材料的选择（论文提纲范文）
（1）水、氧环境对滚动载流摩擦学特性影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 载流摩擦学研究进展 |
| 1.2.2 环境因素对材料摩擦磨损的影响研究 |
| 1.2.3 摩擦界面氧化对摩擦磨损的影响研究 |
| 1.3 论文主要研究内容与章节安排 |
| 1.3.1 论文的主要内容 |
| 1.3.2 论文的章节安排及技术路线 |
| 第二章 滚动载流摩擦的试验及方法 |
| 2.1 试验设备 |
| 2.1.1 FTM-100 型滚动载流试验机概述 |
| 2.1.2 试验机主要性能参数 |
| 2.1.3 水、氧环境调控机理及方法 |
| 2.2 试验材料及参数选择 |
| 2.2.1 试验材料 |
| 2.2.2 参数选择 |
| 2.3 数据采集与微观检测 |
| 2.3.1 评价参数 |
| 2.3.2 磨擦表面/截面微观检测 |
| 2.3.3 试验过程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 气态水对纯铜滚动载流摩擦性能的影响 |
| 3.1 气态水环境下滚动摩擦测试 |
| 3.2 气态水环境对滚动载流摩擦的影响规律 |
| 3.2.1 气态水环境对载流摩擦系数系数的影响 |
| 3.2.2 气态水环境对导电性能的影响 |
| 3.3 气态水环境下摩擦表面损伤机制演变 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 液态水对纯铜滚动载流摩擦性能的影响 |
| 4.1 液态水对滚动载流摩擦副摩擦/导电性能的影响 |
| 4.1.1 液态水环境下滚动载流摩擦测试 |
| 4.1.2 有/无水对比试验 |
| 4.2 液态水条件下滚动载流摩擦表面损伤机理 |
| 4.2.1 液态水环境下的滚动接触机械损伤 |
| 4.2.2 液态水环境下滚动接触化学损伤 |
| 4.3 液态水环境下转速对滚动载流摩擦性能的影响 |
| 4.3.1 液态水环境不同转速下的滚动载流摩擦性能测试 |
| 4.3.2 液态水环境下转速对滚动载流摩擦损伤的影响 |
| 4.3.3 液态水环境不同转速时滚动载流表面损伤和电流波动的关联 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 水、氧协同作用下载流摩擦氧化机制及其对摩擦性能的影响 |
| 5.1 单因素水、氧环境条件对滚动载流摩擦的影响 |
| 5.1.1 氧气环境对滚动载流摩擦的影响 |
| 5.1.2 气态水环境对滚动载流摩擦的影响 |
| 5.2 水、氧复合条件对滚动载流摩擦的影响 |
| 5.3 水、氧环境下载流摩擦表面氧化机制解析 |
| 5.4 表面氧化对载流摩擦性能的影响 |
| 5.4.1 表面氧化对载流摩擦副导电性能的影响 |
| 5.4.2 表面氧化对滚动摩擦系数的影响 |
| 5.4.3 氧化诱导高摩擦系数对载流摩擦材料损伤的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 本文研究工作总结 |
| 6.2 本文的创新点 |
| 6.3 今后研究工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文和参加科研情况 |
| 作者简介 |
（2）石墨烯添加剂对锂基润滑脂摩擦学及流变性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 润滑脂国内外研究现状 |
| 1.2.1 润滑脂简介 |
| 1.2.2 润滑脂中极压抗磨添加剂的研究进展 |
| 1.2.3 石墨烯在润滑中应用的研究进展 |
| 1.2.4 润滑脂流变学研究进展 |
| 1.3 选题依据与研究内容 |
| 1.4 论文的章节安排及技术路线 |
| 第2章 试验方案及材料 |
| 2.1 试验用多层和少层石墨烯 |
| 2.2 试验用润滑脂的制备 |
| 2.3 试验方法及过程 |
| 2.3.1 润滑脂物理性能的检测 |
| 2.3.2 润滑脂摩擦学性能试验 |
| 2.3.3 钢球试样摩擦磨损表面表征 |
| 2.3.4 润滑脂流变性能试验 |
| 第3章 多层石墨烯锂基润滑脂性能研究 |
| 3.1 多层石墨烯锂基润滑脂物理性能 |
| 3.2 多层石墨烯锂基润滑脂减摩性能 |
| 3.2.1 多层石墨烯含量对锂基润滑脂减摩性能的影响 |
| 3.2.2 转速对多层石墨烯锂基润滑脂减摩性能的影响 |
| 3.2.3 载荷对多层石墨烯锂基润滑脂减摩性能的影响 |
| 3.2.4 时间对多层石墨烯锂基润滑脂摩擦系数的影响 |
| 3.3 多层石墨烯锂基润滑脂抗磨性能 |
| 3.3.1 多层石墨烯含量对锂基润滑脂抗磨性能的影响 |
| 3.3.2 转速对多层石墨烯锂基润滑脂抗磨性能的影响 |
| 3.3.3 载荷对多层石墨烯锂基润滑脂抗磨性能的影响 |
| 3.4 PV值对多层石墨烯锂基润滑脂减摩抗磨性的影响 |
| 3.5 减摩抗磨机理分析 |
| 3.5.1 磨损表面分析 |
| 3.5.2 减摩抗磨机理 |
| 3.6 多层石墨烯含量对流变性能的影响 |
| 3.6.1 多层石墨烯锂基润滑脂的粘弹性 |
| 3.6.2 多层石墨烯锂基润滑脂的流动特性 |
| 3.6.3 多层石墨烯锂基润滑脂的流变模型 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 少层石墨烯锂基润滑脂性能研究 |
| 4.1 少层石墨烯锂基润滑脂物理性能 |
| 4.2 少层石墨烯锂基润滑脂减摩性能 |
| 4.2.1 少层石墨烯含量对锂基润滑脂减摩性能的影响 |
| 4.2.2 转速对少层石墨烯锂基润滑脂减摩性能的影响 |
| 4.2.3 载荷对少层石墨烯锂基润滑脂减摩性能的影响 |
| 4.2.4 时间对少层石墨烯锂基润滑脂摩擦系数的影响 |
| 4.3 少层石墨烯锂基润滑脂抗磨性能 |
| 4.3.1 少层石墨烯含量对锂基润滑脂抗磨性能的影响 |
| 4.3.2 转速对少层石墨烯锂基润滑脂抗磨性能的影响 |
| 4.3.3 载荷对少层石墨烯锂基润滑脂抗磨性能的影响 |
| 4.4 PV值对少层石墨烯锂基润滑脂减摩抗磨性的影响 |
| 4.5 减摩抗磨机理分析 |
| 4.5.1 磨损表面分析 |
| 4.5.2 减摩抗磨机理 |
| 4.6 少层石墨烯含量对流变性能的影响 |
| 4.6.1 少层石墨烯锂基润滑脂的粘弹性 |
| 4.6.2 少层石墨烯锂基润滑脂的流动特性 |
| 4.6.3 少层石墨烯锂基润滑脂的流变模型 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 多层、少层石墨烯对锂基润滑脂性能影响的比较 |
| 5.1 物理性能比较 |
| 5.2 减摩性能比较 |
| 5.3 抗磨性能比较 |
| 5.4 流变性比较 |
| 5.4.1 对粘弹性的影响 |
| 5.4.2 对流动性的影响 |
| 5.5 石墨烯锂基润滑脂流变性与摩擦学性能的相关性 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文 |
| 作者简介 |
（3）采煤机自闭式水介质液压制动器的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题的背景及研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究的目的与意义 |
| 1.2 国内外的研究动态 |
| 1.3 课题主要研究的目标与内容 |
| 2 自动闭锁水介质液压制动器设计 |
| 2.1 设计要求及总体方案确定 |
| 2.1.1 设计要求 |
| 2.1.2 技术参数确定 |
| 2.1.3 自动闭锁方案 |
| 2.2 自动闭锁结构设计 |
| 2.2.1 摩擦副选型设计 |
| 2.2.2 滑阀设计 |
| 2.2.3 液压缸进油口卸油口设计 |
| 2.2.4 制动弹簧设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 水介质液压制动器技术分析 |
| 3.1 水介质液压传动特性 |
| 3.2 技术问题 |
| 3.2.1 泄漏与密封 |
| 3.2.2 材料腐蚀 |
| 3.2.3 气蚀 |
| 3.3 自动闭锁结构对水介质液压制动器性能影响分析 |
| 3.3.1 自动闭锁结构带来的影响 |
| 3.3.2 闭锁阀未卸荷时状态影响分析 |
| 3.3.3 闭锁阀卸荷时状态分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 制动器温度场研究 |
| 4.1 制动摩擦原理 |
| 4.2 制动器温度场理论 |
| 4.2.1 温度传导方式 |
| 4.2.2 摩擦副内部辐射热传递现象 |
| 4.3 摩擦副热温度场分析 |
| 4.3.1 模型建立 |
| 4.3.2 紧急制动工况下温度场结果分析 |
| 4.3.3 连续制动工况下温度场结果分析 |
| 4.3.4 制动温度对水介质传动的影响分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 制动器样机性能实验验证 |
| 5.1 制动器检测试验台设计 |
| 5.2 性能检测试验 |
| 5.2.1 耐压泄露性能测试 |
| 5.2.2 静制动转矩测试 |
| 5.2.3 动制动转矩测试 |
| 5.2.4 连续制动测试 |
| 5.2.5 制动噪声测试 |
| 5.2.6 自动闭锁功能测试 |
| 5.3 检测结论 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（4）轴向柱塞泵配流副摩擦磨损及表面织构研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 轴向柱塞泵简介 |
| 1.3 轴向柱塞泵摩擦副国内外的研究现状 |
| 1.3.1 国内研究 |
| 1.3.2 国外研究 |
| 1.4 表面织构研究现状 |
| 1.5 课题主要研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 配流副热力耦合计算模型的建立及求解 |
| 2.1 柱塞泵的传热学研究内容 |
| 2.1.1 热能传递的三种基本模式 |
| 2.1.2 轴向柱塞泵生热机理分析 |
| 2.2 配流副传热数值模型建立及求解 |
| 2.2.1 传热数值模型建立 |
| 2.2.2 传热数值模型求解 |
| 2.2.3 温度场时间域离散 |
| 2.3 配流副应力场模型 |
| 2.3.1 应力模型建立 |
| 2.3.2 应力模型求解 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于PV值的配流副摩擦磨损特性研究 |
| 3.1 实验前期准备 |
| 3.1.1 实验材料的选取 |
| 3.1.2 实验试样的制备 |
| 3.1.3 摩擦磨损试验机 |
| 3.1.4 实验方案 |
| 3.1.5 仿真方案 |
| 3.2 磨损机制分析 |
| 3.2.1 摩擦系数与温度变化 |
| 3.2.2 摩擦接触面表面形貌分析 |
| 3.2.3 配流副表面磨损机制分析 |
| 3.3 简化配流副仿真结果分析 |
| 3.3.1 简化缸体端面温度场与应力场分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 配流盘/缸体激光织构工艺方案设计 |
| 4.1 实验仪器及实验方案 |
| 4.1.1 实验设备 |
| 4.1.2 简化配流副织构实验方案 |
| 4.1.3 实验流程设计 |
| 4.2 前期实验 |
| 4.2.1 摩擦特性分析 |
| 4.2.2 磨损特性分析 |
| 4.2.3 磨损机理分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基于织构角度和织构形状的配流副摩擦磨损特性研究 |
| 5.1 圆坑状织构配流副的摩擦学研究 |
| 5.1.1 摩擦特性分析 |
| 5.1.2 磨损机理分析 |
| 5.2 不同织构角度下配流副摩擦学研究 |
| 5.2.1 不同织构角度下配流副摩擦特性分析 |
| 5.2.2 不同织构角度下配流副磨损特性分析 |
| 5.3 磨损机理分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（5）过流水冷多片盘式制动器的设计与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.1.1 研究的背景 |
| 1.1.2 研究的目的与意义 |
| 1.2 本课题国内外的研究动态及发展趋势 |
| 1.2.1 国内外研究现状 |
| 1.2.2 发展趋势 |
| 1.3 本课题研究方案及技术路线 |
| 2 采煤机过流水冷多片盘式制动器的设计 |
| 2.1 采煤机制动参数的确定 |
| 2.1.1 采煤机制动受力分析 |
| 2.1.2 采煤机的总转动惯量计算 |
| 2.1.3 最大制动扭矩计算 |
| 2.2 过流水冷多片盘式制动器冷却系统设计 |
| 2.2.1 采煤机制动器冷却水路设计 |
| 2.2.2 制动器密封与防锈 |
| 2.3 摩擦副的设计与计算 |
| 2.3.1 摩擦副材料的选择 |
| 2.3.2 摩擦副参数计算 |
| 2.3.3 制动器制动力矩的计算 |
| 2.4 弹簧的选型与计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 过流水冷多片盘式制动器流热固耦合模型建立 |
| 3.1 热流固耦合模型理论基础 |
| 3.1.1 制动器瞬态热传导理论 |
| 3.1.2 线应变与温度的关系 |
| 3.2 对流边界条件的确定 |
| 3.3 温度场理论分析 |
| 3.4 过流水冷多片盘式制动器结构及流场有限元模型的建立 |
| 3.4.1 制动器结构模型建立与简化 |
| 3.4.2 流场有限元模型的建立 |
| 3.5 摩擦副及流场模型网格划分 |
| 3.5.1 摩擦副网格划分 |
| 3.5.2 流场模型网格划分 |
| 3.6 预处理基本假设 |
| 3.7 本章小结 |
| 4.过流水冷多片盘式制动器温度特性仿真分析 |
| 4.1 制动器接触压力仿真分析 |
| 4.1.1 制动器变形场仿真模块搭建 |
| 4.1.2 制动器接触设置 |
| 4.1.3 摩擦副约束与载荷设置 |
| 4.2 流场仿真分析 |
| 4.2.1 流场仿真设置 |
| 4.2.2 流场流速分布 |
| 4.3 热流固耦合仿真分析 |
| 4.4 摩擦盘温度场分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 过流水冷多盘式制动器性能参数测试及对比试验 |
| 5.1 惯量模拟试验平台搭建 |
| 5.1.1 电惯量模拟方法 |
| 5.1.2 液惯量模拟方法 |
| 5.1.3 试验台结构组成 |
| 5.2 过流水冷多片盘式制动器制动性能测试 |
| 5.2.1 静扭矩测试 |
| 5.2.2 动扭矩测试 |
| 5.2.3 制动工况温升测试 |
| 5.3 多次紧急制动对比试验 |
| 5.4 持续制动温升对比试验 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（6）摩擦副结构优化及其端面密封性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 课题研究背景 |
| 1.3 摩擦副密封性能的研究现状 |
| 1.3.1 非接触式机械密封动环螺旋槽性能研究 |
| 1.3.2 接触式机械密封摩擦副温度场及热—结构耦合研究 |
| 1.4 课题研究内容 |
| 第2章 动环螺旋槽干气密封的数值模拟分析 |
| 2.1 Fluent模拟流程 |
| 2.2 螺旋槽干气密封的基本结构及密封机理 |
| 2.2.1 基本结构 |
| 2.2.2 密封机理 |
| 2.2.3 力学模型与受力分析 |
| 2.3 模型的建立 |
| 2.3.1 几何模型 |
| 2.3.2 计算模型 |
| 2.4 网格划分 |
| 2.5 单螺旋角槽数值模拟 |
| 2.5.1 单螺旋角槽计算条件 |
| 2.5.2 螺旋角对密封性能的影响 |
| 2.5.3 槽数对干气密封的影响 |
| 2.5.4 转速对干气密封的影响 |
| 2.5.5 入口压力对干气密封的影响 |
| 2.5.6 槽深对干气密封的影响 |
| 2.5.7 气膜厚度对干气密封的影响 |
| 2.6 双螺旋角槽数值模拟 |
| 2.6.1 模型建立 |
| 2.6.2 双螺旋角公差相差为2°的配合模拟 |
| 2.6.3 双螺旋角公差为3°的配合模拟 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 接触式机械密封摩擦副端面数值分析 |
| 3.1 接触式机械密封结构和摩擦副试件介绍 |
| 3.2 接触式机械密封摩擦副热-结构数值模拟 |
| 3.3 接触式机械密封数值模型 |
| 3.4 接触式机械密封数值模拟的边界条件 |
| 3.4.1 热边界条件 |
| 3.4.2 结构力学边界条件 |
| 3.5 接触式机械密封摩擦副数值模拟结果 |
| 3.5.1 不同转速下的数值模拟结果 |
| 3.5.2 不同压差下的数值模拟结果 |
| 3.5.3 不同材料配对的数值模拟结果 |
| 3.5.4 不同弹簧压力下的数值模拟结果 |
| 3.5.5 不同端面宽度的数值模拟结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 接触式机械密封综合性能试验 |
| 4.1 接触式机械密封试验安排 |
| 4.2 密封试验系统 |
| 4.2.1 主体系统 |
| 4.2.2 功能系统 |
| 4.2.3 试件 |
| 4.3 接触式机械密封动压试验 |
| 4.3.1 定压力变转速试验 |
| 4.3.2 定转速变压力试验 |
| 4.4 摩擦副摩擦磨损特性试验 |
| 4.4.1 摩擦磨损试验装置简介 |
| 4.4.2 试验流程 |
| 4.4.3 变工况对摩擦系数的影响分析 |
| 4.5 本章总结 |
| 第5章 总结和展望 |
| 5.1 全文内容总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（7）基于热力协同效应下低速轻载机械密封界面接触特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号注释表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及进展 |
| 1.2.1 粗糙峰接触研究现状与进展 |
| 1.2.2 密封摩擦副界面热力耦合研究 |
| 1.2.3 密封界面摩擦磨损研究进展 |
| 1.2.4 表面微型结构研究现状 |
| 1.2.5 机械密封性能试验与摩擦测试 |
| 1.3 课题来源及主要工作内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 主要工作内容 |
| 1.4 本课题的研究创新点 |
| 第2章 机械密封摩擦界面热力致损理论 |
| 2.1 表面形态与表面接触 |
| 2.1.1 表面形貌参数 |
| 2.1.2 表面接触 |
| 2.2 温升理论 |
| 2.3 热力耦合分析理论 |
| 2.4 热力耦合有限元理论 |
| 2.4.1 瞬态热传导的有限元计算 |
| 2.4.2 热力耦合的有限元计算 |
| 2.5 磨损理论 |
| 2.5.1 磨损分类 |
| 2.5.2 黏着磨损 |
| 2.6 磨损量的有限元计算 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 机械密封光滑摩擦界面热力致损分析 |
| 3.1 几何模型与工况 |
| 3.2 有限元模型 |
| 3.2.1 基本假设 |
| 3.2.2 热力耦合的实现与参数设置 |
| 3.2.3 磨损的实现及参数设置 |
| 3.2.4 材料设置 |
| 3.2.5 接触设置 |
| 3.2.6 网格划分 |
| 3.2.7 边界条件施加 |
| 3.3 机械密封摩擦副瞬态温度特性分析 |
| 3.3.1 最高温度实时变化规律 |
| 3.3.2 摩擦界面温度变化规律 |
| 3.3.3 内部温度实时变化规律 |
| 3.4 机械密封摩擦副瞬态应力特性分析 |
| 3.4.1 最高应力实时变化规律 |
| 3.4.2 摩擦副应力分布云图 |
| 3.4.3 摩擦副径向路径应力曲线 |
| 3.5 机械密封摩擦副磨损分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 机械密封粗糙摩擦界面热力致损分析 |
| 4.1 粗糙表面三维模型建立 |
| 4.2 有限元模型 |
| 4.2.2 载荷及位移边界条件 |
| 4.2.3 接触设置与网格划分 |
| 4.2.4 材料及磨损设置 |
| 4.3 机械密封摩擦副瞬态接触特性分析 |
| 4.3.1 摩擦界面接触面积演变云图 |
| 4.3.2 滑动过程接触面积变化规律 |
| 4.4 机械密封摩擦副瞬态应力分析 |
| 4.4.1 摩擦界面接触应力演变云图 |
| 4.4.2 滑动过程接触应力变化规律 |
| 4.5 机械密封摩擦副瞬态温度特性分析 |
| 4.5.1 摩擦界面热通量分布云图 |
| 4.5.2 滑动过程热通量变化规律 |
| 4.6 机械密封摩擦副磨损特性分析 |
| 4.6.1 摩擦界面磨损区域云图 |
| 4.6.2 摩擦界面磨损量变化规律 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 机械密封摩擦性能测试与表面构形优化研究 |
| 5.1 试验装置与样件 |
| 5.1.1 端面摩擦磨损试验机 |
| 5.1.2 试验样件 |
| 5.2 试验方案与流程 |
| 5.2.1 试验方案 |
| 5.2.2 试验流程 |
| 5.3 试验结果讨论与分析 |
| 5.3.1 光面组摩擦副性能 |
| 5.3.2 优化单纹理下的摩擦副性能 |
| 5.3.3 优化双向纹理复合构形下的摩擦副性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 1.结论 |
| 2.展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录 |
（8）同步器热结构耦合特性及热失效分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 同步器同步过程 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 同步器摩擦副摩擦热特性理论 |
| 2.1 传热学基本理论 |
| 2.1.1 热传导基础理论 |
| 2.1.2 导热微分方程 |
| 2.1.3 温度场的边界条件 |
| 2.2 热分析基本理论 |
| 2.2.1 热流密度计算 |
| 2.2.2 热流分配系数 |
| 2.3 热弹性力学基础理论 |
| 2.4 同步器热结构耦合相关理论 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 同步器同步过程建模 |
| 3.1 同步器同步过程分析 |
| 3.2 同步器同步过程建模 |
| 3.2.1 摩擦接触压力模型 |
| 3.2.2 同步环承载力模型 |
| 3.2.3 同步力矩模型 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 同步器热结构耦合有限元建模 |
| 4.1 同步器联合仿真模型 |
| 4.1.1 变速器选换挡系统仿真模型 |
| 4.1.2 同步器摩擦接触模型 |
| 4.1.3 同步器联合仿真换挡模型 |
| 4.2 同步器热结构耦合有限元模型 |
| 4.2.1 同步器三维几何模型及有限元离散 |
| 4.2.2 同步器有限元边界条件 |
| 4.3 试验验证 |
| 4.3.1 换挡性能试验台试验原理 |
| 4.3.2 试验验证结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 同步器摩擦副温度特性及热失效研究 |
| 5.1 同步器摩擦副温度特性分析 |
| 5.1.1 同步锁环摩擦表面温度场分析 |
| 5.1.2 同步锁环表面应力应变场分析 |
| 5.2 同步器摩擦副温度特性影响因素分析 |
| 5.2.1 工况参数对温度特性的影响 |
| 5.2.2 摩擦副材料参数对温度特性的影响 |
| 5.3 同步器摩擦副热失效分析 |
| 5.3.1 摩擦副局部高温现象分析 |
| 5.3.2 同步环热失效形式 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果 |
（9）表面织构对PTFE复合材料摩擦学行为的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状与分析 |
| 1.2.1 软/硬相填料改性PTFE复合材料的摩擦学性能 |
| 1.2.2 表面织构技术的发展及其在摩擦学中的应用 |
| 1.2.3 数学建模与仿真在摩擦磨损分析中的应用 |
| 1.3 本文拟解决的关键问题与主要研究内容 |
| 第2章 粗糙度对PTFE复合材料摩擦学性能的影响分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 摩擦磨损试验及其表征方法 |
| 2.2.1 原材料及试样制备 |
| 2.2.2 对偶表面粗糙度制备 |
| 2.2.3 栓-盘摩擦磨损试验 |
| 2.3 试验结果讨论与分析 |
| 2.3.1 PTFE复合材料摩擦性能 |
| 2.3.2 PTFE复合材料磨损性能 |
| 2.3.3 PTFE复合材料转移膜特性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 槽形织构对PTFE复合材料摩擦磨损行为的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于响应面法的试验设计方法 |
| 3.2.1 BBD理论及其求解方法 |
| 3.2.2 槽形织构设计与试验方法 |
| 3.2.3 槽形织构制备及表征方法 |
| 3.3 摩擦磨损数据的方差分析和响应分析 |
| 3.3.1 方差分析 |
| 3.3.2 响应分析 |
| 3.4 试验结果与讨论 |
| 3.4.1 模型建立与显着性分析 |
| 3.4.2 响应面法分析织构参数对PTFE复合材料摩擦磨损性能的影响 |
| 3.4.3 摩擦磨损机理分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 凹坑形织构对PTFE复合材料摩擦学行为的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 凹坑形织构及试验方法设计 |
| 4.2.1 凹坑形表面织构设计 |
| 4.2.2 试验方法设计 |
| 4.2.3 试样制备及试验条件 |
| 4.3 表面织构对复合材料摩擦磨损性能影响的极差分析法 |
| 4.3.1 极差法分析表面织构对PTFE复合材料摩擦系数的影响 |
| 4.3.2 极差法分析表面织构对PTFE复合材料体积磨损率的影响 |
| 4.4 基于多指标正交试验设计的对偶表面织构优化分析 |
| 4.4.1 多指标正交试验矩阵分析模型 |
| 4.4.2 PTFE复合材料摩擦学性能优化分析 |
| 4.4.3 凹坑形织构的减摩抗磨机理分析 |
| 4.5 A_(12)A_(21)A_(31)型织构表面上PTFE复合材料的摩擦磨损性能 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 织构表面上PTFE复合材料的摩擦磨损过程分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验及表征方法 |
| 5.2.1 摩擦副的确定 |
| 5.2.2 试验及表征方法 |
| 5.3 表面织构对PTFE复合材料摩擦磨损过程的影响 |
| 5.3.1 织构化对偶表面上PTFE复合材料的磨损过程 |
| 5.3.2 织构化对偶表面上PTFE复合材料摩擦系数的变化过程 |
| 5.3.3 织构化对偶表面上转移膜的生长演化过程 |
| 5.4 凹坑形织构表面上PTFE复合材料的摩擦磨损机理 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 表面织构对摩擦副接触应力分布的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 建立织构化摩擦副有限元模型 |
| 6.2.1 部件的创建 |
| 6.2.2 材料属性的定义 |
| 6.2.3 摩擦副的装配 |
| 6.2.4 分析步的设置 |
| 6.2.5 定义摩擦副间相互作用 |
| 6.2.6 定义边界条件和载荷 |
| 6.2.7 网格划分 |
| 6.2.8 提交分析作业 |
| 6.3 计算结果分析 |
| 6.3.1 表面织构对摩擦副接触应力分布的影响 |
| 6.3.2 织构形状对摩擦副接触应力分布的影响 |
| 6.3.3 织构密度对摩擦副接触应力分布的影响 |
| 6.3.4 织构深度对摩擦副接触应力分布的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 全文总结 |
| 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读博士学位期间所发表的学术论文目录 |
| 附录B 攻读博士学位期间获得的奖励 |
（10）高速气液混相动压密封机理及动力润滑特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 英文摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 气液混相动压密封 |
| 1.2.1 气液混相动压密封基本结构 |
| 1.2.2 气液混相动压密封工作原理 |
| 1.2.3 气液混相动压密封型槽技术 |
| 1.3 研究进展 |
| 1.3.1 非接触机械密封稳态性能研究 |
| 1.3.2 非接触机械密封动态性能研究 |
| 1.3.3 非接触机械密封试验研究 |
| 1.3.4 密封材料摩擦磨损特性研究 |
| 1.4 本文研究内容与研究路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究路线 |
| 第二章 气液混相动压密封的稳态特性 |
| 2.1 气液混相动压密封的几何模型 |
| 2.2 气液混相动压密封稳态特性分析数学模型 |
| 2.2.1 气液混相动压密封耦合分析模型 |
| 2.2.2 气液混相动压密封的膜压控制方程 |
| 2.2.3 气液混相动压密封的能量方程 |
| 2.2.4 气液混相动压密封的传热方程 |
| 2.2.5 气液混相动压密封的平衡方程 |
| 2.2.6 气液混相动压密封稳态特性参数 |
| 2.3 气液混相动压密封的流固热耦合分析 |
| 2.3.1 数值算法 |
| 2.3.2 流固热耦合分析流程 |
| 2.3.3 计算方法的正确性验证 |
| 2.3.4 气液混相动压密封的密封机理 |
| 2.4 气液混相动压密封的稳态特性分析 |
| 2.4.1 气液混相动压密封稳态特性的流固热耦合分析 |
| 2.4.2 工况参数的影响 |
| 2.4.3 螺旋槽结构参数的影响 |
| 2.4.4 动环结构参数对端面变形的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 气液混相动压密封的微扰动态特性 |
| 3.1 气液混相动压密封动态特性分析物理模型 |
| 3.2 气液混相动压密封动态特性分析数学模型 |
| 3.2.1 气液混相动压密封动态雷诺方程 |
| 3.2.2 动态特性系数的推导 |
| 3.2.3 数值求解方法 |
| 3.3 气液混相动压密封动态特性分析 |
| 3.3.1 动态特性的流固热耦合分析 |
| 3.3.2 工况参数的影响 |
| 3.3.3 螺旋槽结构参数的影响 |
| 3.4 气液混相动压密封动态追随性 |
| 3.4.1 运动方程求解 |
| 3.4.2 静环响应运动分析 |
| 3.4.3 瞬态膜厚分析 |
| 3.4.4 气液混相流体对密封动态追随性的影响 |
| 3.4.5 系统力学性能参数对密封动态追随性的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 气液混相动压密封的试验研究 |
| 4.1 试验系统 |
| 4.1.1 试验方案设计 |
| 4.1.2 试验系统搭建 |
| 4.1.3 试验台搭建 |
| 4.2 测量参数及仪表标定 |
| 4.2.1 泄漏率测量 |
| 4.2.2 温度测量 |
| 4.2.3 弹簧刚度测量 |
| 4.2.4 膜厚测量 |
| 4.3 试验结果与讨论 |
| 4.3.1 气液混相动压密封的泄漏率 |
| 4.3.2 气液混相动压密封的温度 |
| 4.3.3 气液混相动压密封的膜厚 |
| 4.3.4 气液混相动压密封运转耐久试验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 气液混相动压密封启停过程端面摩擦磨损试验研究 |
| 5.1 试验方法 |
| 5.1.1 试验装置 |
| 5.1.2 四种润滑条件 |
| 5.1.3 试验件 |
| 5.1.4 试验步骤 |
| 5.2 摩擦系数 |
| 5.2.1 四种润滑条件下的摩擦系数 |
| 5.2.2 启动过程中摩擦系数的变化 |
| 5.2.3 摩擦副材料及表面开槽对摩擦系数的影响 |
| 5.3 摩擦温度 |
| 5.4 微观形貌 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及专利情况 |
| 作者及导师简介 |
| 附件 |
四、浅论机械密封中摩擦副材料的选择（论文参考文献）
- [1]水、氧环境对滚动载流摩擦学特性影响研究[D]. 孙逸翔. 机械科学研究总院, 2021
- [2]石墨烯添加剂对锂基润滑脂摩擦学及流变性能的影响[D]. 李占君. 机械科学研究总院, 2021(01)
- [3]采煤机自闭式水介质液压制动器的研制[D]. 王浩翔. 西安科技大学, 2021(02)
- [4]轴向柱塞泵配流副摩擦磨损及表面织构研究[D]. 窦振华. 太原理工大学, 2021
- [5]过流水冷多片盘式制动器的设计与分析[D]. 郭春秋. 西安科技大学, 2021(02)
- [6]摩擦副结构优化及其端面密封性能研究[D]. 姜紫薇. 吉林化工学院, 2021(01)
- [7]基于热力协同效应下低速轻载机械密封界面接触特性研究[D]. 王天瑞. 兰州理工大学, 2021
- [8]同步器热结构耦合特性及热失效分析[D]. 彭彩虹. 重庆理工大学, 2021(02)
- [9]表面织构对PTFE复合材料摩擦学行为的影响研究[D]. 高贵. 兰州理工大学, 2021(01)
- [10]高速气液混相动压密封机理及动力润滑特性研究[D]. 李世聪. 北京化工大学, 2020