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基于宏微观摩擦接触模型的湿式摩擦元件温度场失效概率分析
1
作者 吴健鹏 丁奥 +3 位作者 马彪 李和言 王立勇 杨成冰 《中国机械工程》 北大核心 2026年第1期40-50,59,共12页
为精确量化湿式摩擦元件的温度场失效概率问题,先建立热-机械耦合仿真与单对粗糙峰接触模型实时交互的宏微观摩擦模型获取温度,再构建温度场失效概率统计模型。利用核密度估计建立失效参数的概率密度函数,采用蒙特卡罗模拟进行了概率计... 为精确量化湿式摩擦元件的温度场失效概率问题,先建立热-机械耦合仿真与单对粗糙峰接触模型实时交互的宏微观摩擦模型获取温度,再构建温度场失效概率统计模型。利用核密度估计建立失效参数的概率密度函数,采用蒙特卡罗模拟进行了概率计算。试验结果表明,仿真与试验的数据高度吻合,所建立的统计模型能有效且精确计算湿式摩擦元件的失效概率。 展开更多
关键词 湿式摩擦副 失效概率分析 宏微观交互 核密度函数 蒙特卡罗模拟
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仿木年轮结构Si_(3)N_(4)/Ni和316配副在海洋环境中的摩擦磨损性能研究
2
作者 陈威 王朝 +4 位作者 周奥 李耶童 赵文卓 张建军 杨勇强 《陕西科技大学学报》 北大核心 2026年第1期152-160,共9页
本论文系统研究了仿木年轮Si_(3)N_(4)/Ni复合材料在海水中的摩擦磨损性能.在本研究中,利用热压烧结工艺制备仿木年轮的Si_(3)N_(4)/Ni复合材料,采用端面磨损试验机研究Si_(3)N_(4)/Ni复合材料与316不锈钢配副在人工海水环境中的摩擦磨... 本论文系统研究了仿木年轮Si_(3)N_(4)/Ni复合材料在海水中的摩擦磨损性能.在本研究中,利用热压烧结工艺制备仿木年轮的Si_(3)N_(4)/Ni复合材料,采用端面磨损试验机研究Si_(3)N_(4)/Ni复合材料与316不锈钢配副在人工海水环境中的摩擦磨损性能,利用扫描电子显微镜(SEM)观察与分析摩擦副表面的磨损形貌,采用EDS能谱仪和拉曼光谱来定性分析磨损面的表面元素与物质分布.结果表明,随着滑动速度增大,纯氮化硅和Si_(3)N_(4)/Ni复合材料与316不锈钢配副的摩擦系数均有所增大,在相同速度下,Si_(3)N_(4)/Ni复合材料与316配副表现出较好的摩擦磨损性能.当滑动速度为100 r/min时,Si_(3)N_(4)/Ni-316摩擦副表现出最优的摩擦学性能,摩擦系数为0.45,复合材料销磨损率为1.503×10^(-6)mm^(3)/Nm,金属盘磨损率为1.03×10^(-4)mm^(3)/Nm.Si_(3)N_(4)/Ni复合材料表现出相对较好的摩擦学性能,这主要归因于在复合材料摩擦表面发生了摩擦化学反应,生成硅胶(SiO_(2))和Ni_(2)SiO_(4)等物质,起到了减摩与润滑作用. 展开更多
关键词 Si_(3)N_(4)复合陶瓷 海水环境 摩擦磨损
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基于Archard模型的飞行器折叠翼含间隙铰链磨损特性研究
3
作者 余江鸿 马文涛 +3 位作者 易永胜 唐嘉昌 雷豹 姚齐水 《润滑与密封》 北大核心 2026年第1期116-124,共9页
磨损是影响飞行器折叠翼寿命的主要因素之一。为探明飞行器折叠翼含间隙铰链的磨损特性,采用Archard磨损模型,通过数值模拟方法,对某飞行器折叠翼含间隙铰链在低速重载条件下展开到位时的磨损分布规律进行研究,分析不同载荷及转速对铰... 磨损是影响飞行器折叠翼寿命的主要因素之一。为探明飞行器折叠翼含间隙铰链的磨损特性,采用Archard磨损模型,通过数值模拟方法,对某飞行器折叠翼含间隙铰链在低速重载条件下展开到位时的磨损分布规律进行研究,分析不同载荷及转速对铰链轴套磨损体积的影响,并对该飞行器折叠翼含间隙铰链在运行2.5×10^(5)个周期后轴套的磨损量进行计算。计算结果表明:该飞行器折叠翼含间隙铰链的磨损峰值主要分布在铰链轴套边缘区域;载荷以及转速值越大,轴套表面磨损也越严重;当折叠翼铰链运行2.5×10^(5)个周期后,其轴套表面的磨损量最高达到1.782×10^(-2)mm。研究结果可为飞行器折叠翼铰链的设计与应用提供理论支撑。 展开更多
关键词 折叠翼 铰链 Archard模型 磨损特性 飞行器
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端面磨损对机械密封热固耦合性能的影响
4
作者 王刚伟 周兆华 +3 位作者 疏舒 胡欣蓉 卢明剑 欧阳武 《机电设备》 2026年第2期32-37,42,共7页
为提升船舶机械密封在海水环境下的工作性能和可靠性,解决不同工况下密封环热力状态不佳和磨损显著等问题,研究设计宽、中、窄3种端面宽度的机械密封方案。采用有限元分析法,建立密封环在海水压力、转速和载荷位置变化条件下的温度场和... 为提升船舶机械密封在海水环境下的工作性能和可靠性,解决不同工况下密封环热力状态不佳和磨损显著等问题,研究设计宽、中、窄3种端面宽度的机械密封方案。采用有限元分析法,建立密封环在海水压力、转速和载荷位置变化条件下的温度场和轴向变形模型,并进行仿真分析。同时,对密封环进行磨损模拟,对比分析不同磨损量下的热-结构耦合性能。结果表明:适当减小密封端面宽度可增大有效接触面积,改善热力状态,减少摩擦热总量,进而降低轴向变形;对于热-结构性能较差的宽接触环,存在最优载荷位置(约为密封轴径的107%处),可显著提升其热-结构性能;在一般工况下,当磨损量达到原始密封间隙的0.5倍时,密封的热-结构耦合性能最佳。研究结果可为船舶机械密封方案的优化设计提供理论依据和数据支持,有助于延长机械密封使用寿命并提升运行的稳定性。 展开更多
关键词 机械密封 端面宽度 热固耦合 磨损
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电动工具手传振动测试系统研制与开发
5
作者 李刚 秦学豪 尹海霞 《电动工具》 2026年第1期9-15,共7页
手传振动是电动工具操作过程中的常见职业危害因素,长期高负荷暴露会造成手臂系统的肌肉、感觉神经及血管损伤,进而诱发职业性疾病——手臂振动综合征。为满足相关标准对手传振动的测试要求,本研究搭建了一套标准测试系统,系统包含激振... 手传振动是电动工具操作过程中的常见职业危害因素,长期高负荷暴露会造成手臂系统的肌肉、感觉神经及血管损伤,进而诱发职业性疾病——手臂振动综合征。为满足相关标准对手传振动的测试要求,本研究搭建了一套标准测试系统,系统包含激振器、信号发生器、功率放大器、数据采集仪与加速度传感器等核心组件。通过MATLAB软件对手臂模型开展参数识别,模型预测结果与实测数据的对比显示,二者具有良好的一致性。系统软件不仅具备基础的数据采集与处理功能,还依据相关标准集成了手传振动评价模块,可实现对电动工具振动响应的量化评估。该系统的应用能够将手臂振动综合征的职业健康风险转化为可精确测量的工程指标,从而为电动工具的安全合规认证与人机工程学优化提供关键数据支撑与理论依据。 展开更多
关键词 电动工具 角磨机 手传振动 振动响应 测试 评估
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基于轻量化SE-ResNet和增量学习的铣刀磨损状态预测方法
6
作者 李孝斌 王云龙 +2 位作者 尹超 李波 肖博 《计算机集成制造系统》 北大核心 2026年第1期91-104,共14页
在航空叶片、精密轴承等典型零件的铣削加工过程中,工况变化会引起数据分布变化,这使得基于有限历史工况数据训练的模型难以适应新工况的数据分布,从而导致模型在变工况下的预测性能下降。针对上述问题,提出一种基于轻量化压缩激励残差... 在航空叶片、精密轴承等典型零件的铣削加工过程中,工况变化会引起数据分布变化,这使得基于有限历史工况数据训练的模型难以适应新工况的数据分布,从而导致模型在变工况下的预测性能下降。针对上述问题,提出一种基于轻量化压缩激励残差网络(SE-ResNet)和增量学习的铣刀磨损状态预测方法。该方法利用轻量化SE-ResNet模型参数少、便于更新的特点,在预训练阶段完成模型的初始化,并通过增量学习在新工况数据上逐步更新模型,以适应变化的数据分布,从而提高变工况条件下铣刀磨损状态预测的准确性。实验结果表明,相较于多种对比方法,所提方法在变工况条件下具有更优的预测性能。 展开更多
关键词 变工况 增量学习 铣刀磨损状态预测 SE注意力机制
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低压磨料空气射流喷嘴磨损特性及影响因素
7
作者 张宏图 马欣悦 +3 位作者 魏建平 刘勇 叶红燕 李博涛 《煤炭学报》 北大核心 2026年第2期1325-1341,共17页
低压磨料空气射流作为新型辅助破岩技术,在2 MPa压力下通过矩形截面喷嘴实现磨料的超声速喷射,提升破岩效率。但磨料与喷嘴内壁的碰撞磨损会影响射流稳定性及效率,为明确低压磨料空气射流中结构参数对喷嘴磨损特性的影响,采用CFD-DEM耦... 低压磨料空气射流作为新型辅助破岩技术,在2 MPa压力下通过矩形截面喷嘴实现磨料的超声速喷射,提升破岩效率。但磨料与喷嘴内壁的碰撞磨损会影响射流稳定性及效率,为明确低压磨料空气射流中结构参数对喷嘴磨损特性的影响,采用CFD-DEM耦合方法,结合Archard Wear模型,对不同结构参数的拉瓦尔(Laval)矩形截面喷嘴内流体进行数值模拟,研究收敛段长度、喉部尺寸和扩张段长度对喷嘴磨损的影响。基于Box-Behnken试验设计方法构建二阶响应面模型,量化各结构参数对喷嘴磨损的显著性影响,并提出优化喷嘴结构设计。结果表明:矩形喷嘴的磨损主要集中于收敛段后端和扩张段前端,其中扩张段磨损区域呈U型分布;收敛段长度与最大磨损深度呈负相关,收敛段从10 mm增至30 mm时,磨损深度由1.25×10^(-5)mm降至2.82×10^(-6)mm,降幅达77.4%;喷嘴的最大磨损深度与喉部尺寸呈负相关,而随着喉部尺寸的增加,粒子最大射出速度先增大后减小;随着扩张段延长,喷嘴最大磨损深度先增大后缓慢减小,粒子最大射出速度逐渐增加;通过响应面分析可知,喷嘴的最大磨损深度对收敛段长度敏感度最高,扩张段长度对粒子最大射出速度影响最显著;优化后的喷嘴参数为收敛段30 mm、喉部3.12 mm×10.38 mm、扩张段157 mm,较标准喷嘴磨损深度降低68.87%,磨料粒子射出最大速度提升5.83%,实现了低磨损与高效率的平衡。 展开更多
关键词 磨料空气射流 矩形截面喷嘴 喷嘴结构 喷嘴磨损 响应面分析
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静态铅铋中304不锈钢微动磨损实验:温度驱动下的损伤机制转变
8
作者 陈慧 梅桂瑀 +3 位作者 王光照 谭蔚 郭凯 朱国瑞 《化工学报》 北大核心 2026年第1期178-190,共13页
铅铋冷却系统受流致振动影响易发生微动磨损。304不锈钢作为工程常用的奥氏体不锈钢基准材料,其在铅铋中的损伤机理可为材料选型建立保守判据。本研究对304不锈钢在350~600℃铅铋中开展微动磨损实验。结果表明,350~550℃时磨损界面以混... 铅铋冷却系统受流致振动影响易发生微动磨损。304不锈钢作为工程常用的奥氏体不锈钢基准材料,其在铅铋中的损伤机理可为材料选型建立保守判据。本研究对304不锈钢在350~600℃铅铋中开展微动磨损实验。结果表明,350~550℃时磨损界面以混合滑移为主,600℃时转为整体滑移。磨损深度随温度升高先增后减,550℃时达到最深。350~450℃时磨痕表面以犁沟和氧化膜剥落为主。550℃时基体软化,疲劳裂纹贯穿氧化层,磨痕表面形成疏松多孔的氧化碎屑层并伴随明显溶解腐蚀,腐蚀深度约20μm。600℃时磨屑形成致密釉状三体层,起润滑和保护作用,摩擦因数最低,磨损受到抑制。但局部氧化膜失效使腐蚀深度增至约35μm。研究结果揭示了304不锈钢在高温下发生了关键损伤机制的转变。 展开更多
关键词 奥氏体不锈钢 微动磨损 溶解腐蚀 铅铋共晶合金
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考虑温度影响下全周动态游隙的球轴承摩擦特性
9
作者 刘铭 林君哲 +2 位作者 吕杭原 韩清凯 汪博 《轴承》 北大核心 2026年第2期50-60,共11页
游隙是球轴承摩擦力矩的重要影响因素,目前对于球轴承径向游隙的研究主要集中在全周等游隙的情况,考虑全周动态游隙的研究相对较少且几乎都是针对某一特定工况,缺少普遍适用的模型。针对此种情况,开展了温度影响下全周动态游隙的球轴承... 游隙是球轴承摩擦力矩的重要影响因素,目前对于球轴承径向游隙的研究主要集中在全周等游隙的情况,考虑全周动态游隙的研究相对较少且几乎都是针对某一特定工况,缺少普遍适用的模型。针对此种情况,开展了温度影响下全周动态游隙的球轴承摩擦特性研究,在考虑温度对轴承零件尺寸影响的基础上建立了可普遍适用的高速工况下考虑全周动态游隙的球轴承摩擦力矩模型,基于此模型分析了不同载荷及转速工况下轴承零件温度对全周动态游隙的影响,并进一步分析了全周动态游隙对球轴承载荷分布及摩擦力矩的影响。结果表明:径向载荷作用下,球轴承的径向游隙会因温度影响而出现变化以及全周不等的情况,转速增大会使径向游隙整体增大,径向载荷增大则会使全周游隙的差值增大,进而导致单个球与套圈之间的最大接触载荷减小,该位置处的最大摩擦力矩也会减小。 展开更多
关键词 滚动轴承 径向游隙 温度 摩擦热 摩擦力矩
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基于机器学习的钢轨磨损预测方法
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作者 贾云飞 丁昊昊 +2 位作者 肖乾 王文健 刘启跃 《润滑与密封》 北大核心 2026年第3期155-164,共10页
随着铁路高速化与重载化发展,现场使用的钢轨材料种类愈加繁杂,其磨损行为也更加复杂。准确地预测现场钢轨磨损规律,对钢轨选用与安全服役具有重要作用。随着机器学习在铁路领域的应用,为磨损预测提供了新手段。提出一种利用机器学习建... 随着铁路高速化与重载化发展,现场使用的钢轨材料种类愈加繁杂,其磨损行为也更加复杂。准确地预测现场钢轨磨损规律,对钢轨选用与安全服役具有重要作用。随着机器学习在铁路领域的应用,为磨损预测提供了新手段。提出一种利用机器学习建立磨损模型和钢轨磨损预测的方法。首先建立以材料硬度比、接触应力、转速、蠕滑率为特征的数据集,然后利用机器学习的反向传播神经网络(BPNN)、卷积神经网络(CNN)和极限梯度提升(XGBoost)算法,分别建立磨损模型。评估发现,BPNN算法最适合该数据集结构。为进一步提升BO-BPNN算法模型精度和泛化能力,在BPNN算法中加入贝叶斯算法(BO)优化超参数,实现了94.2%的准确率。利用BO-BPNN磨损模型、动力学仿真和数值计算建立了磨损预测方法,并对PG4和PG5两种钢轨进行磨损预测,发现硬度更高的PG5材料耐磨性能更优。该磨损预测方法为钢轨磨损行为预测提供了新方法,可指导现场钢轨材料选用和运营维护。 展开更多
关键词 钢轨磨损预测 神经网络 机器学习 磨损模型 动力学仿真
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不同轴电压频率下陶瓷球轴承与钢球轴承电蚀的对比研究
11
作者 黄启芮 王孟超 +4 位作者 程建华 李宇航 逄显娟 宋晨飞 张永振 《河南科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期95-104,M0007,共11页
针对新能源汽车、风力发电等领域电机轴承在高频交变轴电压下所产生的电蚀问题,采用混合陶瓷球轴承与钢球轴承,在不同轴电压频率下开展轴承电蚀试验。对比结果显示,随着频率的升高,陶瓷球轴承电流密度升高,而钢球轴承电流密度先升高后... 针对新能源汽车、风力发电等领域电机轴承在高频交变轴电压下所产生的电蚀问题,采用混合陶瓷球轴承与钢球轴承,在不同轴电压频率下开展轴承电蚀试验。对比结果显示,随着频率的升高,陶瓷球轴承电流密度升高,而钢球轴承电流密度先升高后降低。同等电压和频率下陶瓷球轴承平均电流密度远远低于钢球轴承,因而陶瓷球轴承的温升、润滑泄露、摩擦因数、振动速度、噪声均较低。试验5 h后,微观分析表明:轴承损伤程度为外圈>内圈>滚珠;陶瓷球轴承外圈仅观测到磨粒磨损和少量电蚀坑,钢球轴承外圈则观测到大量电蚀,且在50 Hz和1000 Hz时观测到波纹状损伤,该结果说明轴承电蚀损伤与电流密度密切相关。电蚀瞬态高温可导致轴承钢马氏体分解,内应力和硬度下降,钢球轴承钢硬度下降更明显。陶瓷球轴承电蚀防护的途径是降低电流密度,但高频轴电压下并不能杜绝轴承电蚀发生,未来仍需探讨降低轴电流密度的新方案。 展开更多
关键词 轴电压频率 电蚀 陶瓷球轴承 波纹状损伤
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B元素对大气等离子喷涂CuNi涂层微观组织及微动磨损性能的影响
12
作者 朱永胜 任媛 +3 位作者 董昕远 雒晓涛 李成新 李长久 《表面技术》 北大核心 2026年第1期188-197,共10页
目的 利用大气等离子喷涂制备一种具有优异耐微动磨损性能的CuNi涂层,以替代传统CuNiIn涂层。方法 通过粉末B合金化设计,利用B元素在喷涂过程中具有清除Cu Ni熔滴飞行氧化的作用,采用大气等离子喷涂在不锈钢基体表面制备CuNi4B涂层。通... 目的 利用大气等离子喷涂制备一种具有优异耐微动磨损性能的CuNi涂层,以替代传统CuNiIn涂层。方法 通过粉末B合金化设计,利用B元素在喷涂过程中具有清除Cu Ni熔滴飞行氧化的作用,采用大气等离子喷涂在不锈钢基体表面制备CuNi4B涂层。通过SEM、EDS等表征手段,系统研究B合金化对Cu Ni涂层微观组织结构的影响,并结合硬度测试和微动磨损试验,检验B合金化对Cu Ni涂层抗微动磨损性能的提升效果。结果 添加B元素能够显著抑制大气等离子喷涂过程中CuNi熔滴的飞行氧化,减少涂层中的氧化物夹杂,从而形成致密且粒子间结合良好的CuNi涂层。涂层中残余的B元素通过提高硬度,提升了涂层的抗黏着磨损能力。与CuNiIn涂层和Cu Ni块材相比,CuNi4B涂层的平均摩擦因数为0.65,相较于CuNiIn涂层,降低了34%。经过10 000次微动磨损循环后,CuNiIn涂层的磨损量达到6μm^(3),磨损机制为黏着磨损、氧化磨损和粒子间疲劳脱层;CuNi4B涂层的磨损量仅为0.83μm^(3),主要表现为轻度黏着磨损,同时伴有氧化磨损。CuNi4B涂层在磨损循环次数为10 000时的磨损量仅为传统CuNiIn涂层的1/6。结论 B元素的掺入显著提升了Cu Ni涂层的抗微动磨损性能,可为CuNi4B涂层替代传统CuNiIn涂层提供理论依据。 展开更多
关键词 CuNiIn涂层 CuNi4B涂层 大气等离子喷涂 硬度 层间结合 微动磨损
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