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稠化剂组分对润滑脂摩擦性能的影响 被引量：1
1
作者 潘伶 吴允李 +2 位作者 连金良 郑开魁 郭锦阳 《表面技术》 北大核心 2025年第5期83-92,共10页
目的研究稠化剂组分中二元酸和硼酸对润滑脂在摩擦副表面润滑性能的影响。方法分别建立具有正弦曲面凸峰的粗糙面边界润滑系统模型,以及光滑壁面的反应力场边界润滑系统模型,通过分子动力学模拟方法研究12-羟基硬脂酸/壬二酸润滑脂体系(... 目的研究稠化剂组分中二元酸和硼酸对润滑脂在摩擦副表面润滑性能的影响。方法分别建立具有正弦曲面凸峰的粗糙面边界润滑系统模型,以及光滑壁面的反应力场边界润滑系统模型,通过分子动力学模拟方法研究12-羟基硬脂酸/壬二酸润滑脂体系(A润滑脂)、12-羟基硬脂酸/十二烷二酸润滑脂体系(B润滑脂)和12-羟基硬脂酸/壬二酸/硼酸润滑脂体系(C润滑脂)的承载能力、抗剪切能力、摩擦性能,并对C润滑脂进行成键和摩擦化学反应膜分析。结合润滑脂的微摩擦磨损试验,揭示二元酸链长和硼酸对润滑脂摩擦性能的影响。结果在加压阶段,随着压力的增加,润滑脂密度增大,且分层现象越明显。当压力Pz=50MPa时,组分中含硼酸的C润滑脂在各处的密度均较小,表现出最佳的承载能力。在剪切过程中,C润滑脂始终将2个粗糙峰隔开,油膜不破裂,承载能力最高;含长链二元酸的B润滑脂和含硼酸的C润滑脂的最大应力相较于A润滑脂,分别降低了27.1%、57.1%。同时,C润滑脂的摩擦因数相对稳定,在0.075~0.095范围内波动,其均值为0.090,相较于B润滑脂和A润滑脂,分别降低了16.7%、22.2%,具有优良的力学性能。摩擦磨损结果表明,在稠化剂组分中添加硼酸后,润滑脂的理化性能得到显著提升,摩擦因数及均值分别为0.085~0.095和0.091,模拟结果与试验结果一致。结论相较于稠化剂中含短链二元酸的润滑脂,含长链二元酸的润滑脂表现出较好的抗剪切能力和摩擦性能。在稠化剂中添加硼酸后,稠化剂的结构得到强化,润滑脂表现出更为优异的抗磨减摩性能。这是因为在硼酸的作用下,润滑脂中的锂皂和硼酸基团不仅形成了配位键,而且能在固体壁面上形成摩擦反应膜,显著提高了润滑脂的物理化学性能。 展开更多
关键词 摩擦反应膜 稠化剂组分 摩擦性能 润滑脂 分子动力学
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不同水槽分布的SF-2A材料水润滑艉轴承摩擦学性能研究 被引量：1
2
作者 刘杰 胡文静 +2 位作者 孙锋 申帅 董冠华 《润滑与密封》 北大核心 2025年第5期20-27,共8页
水槽分布对水润滑艉轴承的摩擦学性能有重要的影响,但新型国产SF-2A材料水润滑艉轴承尚缺乏理论分析和试验考核验证。为了解决该材料在舰船艉轴承的推广应用问题,以U形水槽为研究对象,在艉轴承施加偏载条件下,应用有限元方法建立5种不... 水槽分布对水润滑艉轴承的摩擦学性能有重要的影响,但新型国产SF-2A材料水润滑艉轴承尚缺乏理论分析和试验考核验证。为了解决该材料在舰船艉轴承的推广应用问题,以U形水槽为研究对象,在艉轴承施加偏载条件下,应用有限元方法建立5种不同水槽分布的水润滑艉轴承模型,开展轴承强度和温度仿真计算,并在此基础上选择2种不同水槽分布的水润滑艉轴承进行摩擦学性能(包括摩擦因数、磨损量、冷却性能)对比试验。研究结果表明:国产SF-A材料润滑艉轴承的水槽设计须综合考虑轴承的强度和温度两因素的影响;当轴承底部两相邻水槽夹角为30°时,其摩擦学性能好于夹角为60°时;国产SF-A材料水润滑艉轴承的结构强度和摩擦学性能满足实际船舶应用要求,相应的理论分析和试验数据可为该轴承的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 水润滑艉轴承 水槽分布 摩擦学性能 偏载 板条材料
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基于冥律模型的脂润滑关节轴承润滑性能分析 被引量：2
3
作者 王保民 黄贵林 +2 位作者 耿珊 陈欣 杜雪兵 《润滑与密封》 北大核心 2025年第6期9-14,共6页
针对低速脂润滑GE45ES关节轴承工作过程中润滑脂流动特性问题,基于幂律模型和Reynolds方程,建立关节轴承腔内润滑脂流动数值分析模型并求解,分析不同转速、流变指数及填脂量等条件下关节轴承的润滑脂流动特性。结果表明:内圈转速较低时... 针对低速脂润滑GE45ES关节轴承工作过程中润滑脂流动特性问题,基于幂律模型和Reynolds方程,建立关节轴承腔内润滑脂流动数值分析模型并求解,分析不同转速、流变指数及填脂量等条件下关节轴承的润滑脂流动特性。结果表明:内圈转速较低时,润滑脂在内圈堆积,外圈得不到充分润滑;随内圈转速提高,在离心力作用下润滑脂由内圈转移至外圈,使得轴承内外圈润滑脂分布更均匀;轴承腔内填脂量增加会使内外圈润滑脂量增加,但不会显著改变润滑脂的整体分布;增加内圈转速和填脂量有利于提升轴承润滑性能,其中填脂量的影响更为显著;润滑脂流变指数的增加可提高轴承承载能力,但同时会增大轴承表面摩擦因数。 展开更多
关键词 关节轴承 冥律流体 润滑性能 润滑脂 流体仿真
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运行工况对超临界CO_(2)干气密封端面热力学过程及稳态性能影响研究
4
作者 江锦波 陈竹鑫 +5 位作者 肖洋溢 彭新 陈源 于辰 孟祥铠 彭旭东 《化工学报》 北大核心 2025年第6期2913-2928,共16页
超临界CO_(2)压缩机干气密封因密封介质在临界点工况附近的物性特殊性和高参数化,密封间隙内介质流动呈现出多相流动、高度湍流化和物性畸变特征。以微段组合型槽干气密封为研究对象构建了轴向力平衡条件下考虑实际流体效应的超临界CO_... 超临界CO_(2)压缩机干气密封因密封介质在临界点工况附近的物性特殊性和高参数化,密封间隙内介质流动呈现出多相流动、高度湍流化和物性畸变特征。以微段组合型槽干气密封为研究对象构建了轴向力平衡条件下考虑实际流体效应的超临界CO_(2)干气密封热动力润滑相变仿真模型,提出了密封端面热力学过程表征方法,研究了转速、进气压力和进气温度等运行工况参数对超临界CO_(2)干气密封端面热力学过程、流场参数和稳态性能的影响。结果表明:进气温度的提高对于抑制密封端面液相凝析效果显著;转速和进气压力的增大只能抑制槽区液相凝析,增大端面非液相区面积,但对密封坝气液混相区影响不大,当进气温度达到320 K和340 K时,端面纯液相区和气液混相区先后消失;提高非液相区面积,对于增大密封气膜刚度是有利的。 展开更多
关键词 超临界CO_(2) 干气密封 相变 工况参数 热力学过程
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高速行星传动机构旋转油道通流特性研究
5
作者 吴维 李铁 +2 位作者 韦春辉 李慎龙 李雪原 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第9期943-950,共8页
为研究行星传动机构在高转速工况下的通流特性,建立了动-静耦合多排行星传动旋转油道油气两相流场仿真模型,分析了在不同转速下旋转油道内的两相流场变化规律;搭建了旋转油道流场可视化试验台,进行了流量分配试验,获取了旋转油道油气两... 为研究行星传动机构在高转速工况下的通流特性,建立了动-静耦合多排行星传动旋转油道油气两相流场仿真模型,分析了在不同转速下旋转油道内的两相流场变化规律;搭建了旋转油道流场可视化试验台,进行了流量分配试验,获取了旋转油道油气两相分布.研究结果表明,入口流量随着转速的增加先增大后减小,在低转速时,旋转油道内充满油液,旋转排和静止排的出口流量大小相近.随转速升高,旋转油道内出现气体,且转速越大,气体含量越大,旋转排出口流量呈现先增大后减小,静止排呈先减小后增大的变化规律.当输入转速达到12000 r/min,相比于静止工况,旋转2排和静止排出口流量分别增大12.5%和60.1%,旋转1排减小61.6%.动-静各旋转油道出口流量试验结果与仿真结果有相同变化规律,高速工况下旋转排油道出现大量气体,与仿真结果一致,验证了仿真模型的准确性. 展开更多
关键词 高速 行星传动机构 旋转油道 通流特性 油气两相流
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机械密封织构化表面粗糙度效应的试验研究
6
作者 穆塔里夫·阿赫迈德 何伟霖 +3 位作者 李振华 邱威 李端正 刘磊 《润滑与密封》 北大核心 2025年第5期78-84,共7页
为了探究机械密封端面粗糙度以及织构对摩擦磨损性能的影响,采用销盘式摩擦磨损试验机,以摩擦因数、磨损量和温升等参数作为表征指标,分析表面粗糙度以及圆形织构对机械密封性能的影响。结果表明:石墨/碳化钨配副下,磨损以黏着磨损和磨... 为了探究机械密封端面粗糙度以及织构对摩擦磨损性能的影响,采用销盘式摩擦磨损试验机,以摩擦因数、磨损量和温升等参数作为表征指标,分析表面粗糙度以及圆形织构对机械密封性能的影响。结果表明:石墨/碳化钨配副下,磨损以黏着磨损和磨粒磨损为主,织构有一定的动压效应,并在乏油情况下可以发挥“二次润滑”的作用,减少干摩擦和润滑不足所导致的磨损;硬环为织构基体时拥有良好的摩擦磨损性能;较高的粗糙度的表面在流体润滑状态下展现出动压效应,即具有一定纹理的表面一定程度上能改善润滑性能,但较高的表面粗糙度下机械密封端面温升较高,容易引起热损伤。研究结果为密封端面微织构设计提供了依据。 展开更多
关键词 机械密封 干摩擦 表面粗糙度 表面织构 流体动压
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椭圆形织构化表面润滑性能的试验研究及三维CFD分析
7
作者 季彬彬 陈娟 +2 位作者 曾良才 湛从昌 杨玉萍 《润滑与密封》 北大核心 2025年第2期66-71,共6页
流体动压润滑状态下,表面织构排列方式和工况参数是织构化表面润滑性能的重要影响因素。研究典型的椭圆形织构的排列方式和工况参数影响表面油膜承载特性的机制。针对4组转速、3种润滑介质黏度以及3种椭圆形织构排列方式,对富油润滑条... 流体动压润滑状态下,表面织构排列方式和工况参数是织构化表面润滑性能的重要影响因素。研究典型的椭圆形织构的排列方式和工况参数影响表面油膜承载特性的机制。针对4组转速、3种润滑介质黏度以及3种椭圆形织构排列方式,对富油润滑条件下面-面模式的润滑膜承载能力变化规律进行实验研究,同时建立考虑空化效应的三维CFD计算模型,对油膜承载力、织构内部压力和流体速度的变化情况进行模拟分析。结果表明:椭圆形织构化表面具有良好的动压承载性能,转速和黏度的增加有利于形成流体动压力,但过高的转速和黏度会增大局部涡流,进而抑制动压润滑;通过合理布置椭圆形织构的排列方式能够影响流体的流向,形成汇流作用进一步提高动压承载能力,改善表面润滑性能。 展开更多
关键词 椭圆形织构 织构排列方式 油膜承载力 三维CFD 润滑介质黏度
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机械密封热变形仿真及其对润滑性能的影响研究
8
作者 尚雪梅 冯湛航 +3 位作者 张可飞 王晓鹏 曾群锋 贾谦 《机电工程》 北大核心 2025年第6期1024-1033,共10页
为了解决机械密封在高温、高压、高速等极端工况下的安全性问题,针对工作在高温环境下的涡轮泵螺旋槽机械密封变形的量化及其影响问题,开展了热变形方面的研究。首先,分析了涡轮泵机械密封的结构和使用工况;然后,建立了润滑性能分析模型... 为了解决机械密封在高温、高压、高速等极端工况下的安全性问题,针对工作在高温环境下的涡轮泵螺旋槽机械密封变形的量化及其影响问题,开展了热变形方面的研究。首先,分析了涡轮泵机械密封的结构和使用工况;然后,建立了润滑性能分析模型,并计算了机械密封在工作时动环和静环之间的液膜力;最后,使用有限元仿真的方法获得了机械密封在高温和液膜力作用下的变形量,分析了变形对机械密封润滑性能的影响,并将理论数据与试验数据进行了对比。研究结果表明:液膜力为2 kN时,得到了机械密封动环和静环的变形量,动环最大变形量为8.3μm,静环最大变形量为0.6μm;考虑变形后,机械密封的最小润滑膜厚h_(min)较不考虑变形时的膜厚h要小,而流量Q较不考虑变形时要大;理论计算结果和试验结果更加接近,证明了理论分析的正确性。该研究结果可为高参数机械密封的相关设计及性能仿真研究提供参考。 展开更多
关键词 涡轮泵 非接触式机械密封 螺旋槽机械密封 SolidWorks实体建模 液膜力计算 开启力 泄漏量
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道岔区轮轨滑动接触摩擦热力耦合特征分析
9
作者 韩峰 李国民 +3 位作者 魏昊 刘洋 陈磊 刘泽龙 《铁道学报》 北大核心 2025年第6期113-121,共9页
以12号单开道岔转辙器区14~16号轨枕处基本轨和尖轨为研究对象,研究LM磨耗型踏面车轮通过道岔转辙器区的轮轨间滑动摩擦热力特性。基于非稳态热传导原理,建立轮轨热力耦合动力学模型,计算不同工况下磨耗车轮通过岔区的钢轨接触点力学变... 以12号单开道岔转辙器区14~16号轨枕处基本轨和尖轨为研究对象,研究LM磨耗型踏面车轮通过道岔转辙器区的轮轨间滑动摩擦热力特性。基于非稳态热传导原理,建立轮轨热力耦合动力学模型,计算不同工况下磨耗车轮通过岔区的钢轨接触点力学变化特性及接触斑处温升,判断在相应道岔区的摩擦热高温区和应力集中区。研究结果表明,随着轮轨滑动摩擦,道岔区轮轨产生摩擦高温,最大温升点位于接触斑后半部。列车轴重是影响道岔区钢轨温升的主要因素,轴重越大,轮轨之间的接触压力越大,热源越强,导致轮轨摩擦温升更高,滑动速度对其影响较小。尖轨和基本轨的摩擦热与接触应力的差异稳定在14.67~48.90 MPa范围内,说明该区域道岔结构稳定,两轨受力均衡。 展开更多
关键词 道岔区 铁道工程 摩擦热 热力耦合 数值模拟
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聚四氟乙烯纳米添加剂润滑油的摩擦学性能研究
10
作者 张波 曹淦铭 +4 位作者 邓天地 熊佞丹 雷英 蒋伟 段华美 《重型机械》 2025年第5期43-50,共8页
为提高压缩机润滑油在极端工况下的润滑性能,本研究以聚四氟乙烯(PTFE)纳米颗粒为保护添加剂,通过超声分散法制备不同体积分数的纳米保护液润滑油,并系统考察其分散稳定性、摩擦学性能及理化性质。实验结果表明:当PTFE保护液体积分数为2... 为提高压缩机润滑油在极端工况下的润滑性能,本研究以聚四氟乙烯(PTFE)纳米颗粒为保护添加剂,通过超声分散法制备不同体积分数的纳米保护液润滑油,并系统考察其分散稳定性、摩擦学性能及理化性质。实验结果表明:当PTFE保护液体积分数为2%时,纳米聚四氟乙烯能在基础油中保持极高的分散稳定性;在1 kN载荷下,润滑油的摩擦系数降低22.5%,油膜破裂时间缩短,极压性能显著提升。低温(20℃)时,PTFE保护液的添加使润滑油的粘度提高26.09%,高温(80℃)时粘度变化微小,表明其宽温域适用性;酸值与铜片腐蚀等级(1b→1a)的改善证实其抗氧化与抗腐蚀能力增强;红外光谱分析显示,PTFE保护液的添加未改变基础油化学结构。现场实验测试结果表明,PTFE保护液的添加使单位产量页岩气电能消耗降低了13.25%。 展开更多
关键词 聚四氟乙烯 纳米润滑油 分散稳定性 摩擦学性能 理化性能
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高速三点角接触球轴承环间流场及温度场研究
11
作者 刘红彬 高创 +2 位作者 曲琼 李梦楠 刘明辉 《轴承》 北大核心 2025年第9期28-36,共9页
以三点角接触球轴承环间流域为分析对象,采用多重参考系描述轴承各零件的运动边界,建立轴承油气两相热流耦合计算模型,计算分析轴承环下油孔设计对轴承环间两相流场及温度场的影响规律。结果表明:三点角接触球轴承半内圈油孔开口尺寸适... 以三点角接触球轴承环间流域为分析对象,采用多重参考系描述轴承各零件的运动边界,建立轴承油气两相热流耦合计算模型,计算分析轴承环下油孔设计对轴承环间两相流场及温度场的影响规律。结果表明:三点角接触球轴承半内圈油孔开口尺寸适当增大,且相对于油孔半径为3 mm和5 mm,油孔半径为7 mm时的轴承腔内润滑油体积分数较大,轴承腔内温升较低;相较于非承载区半内圈开设环下油孔,承载区半内圈开设环下油孔时的轴承腔内及承载区侧半内圈润滑油体积分数较大,轴承腔内摩擦发热较低,润滑油黏性剪切发热较高。 展开更多
关键词 滚动轴承 三点接触球轴承 润滑 两相流 温度场
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混合动力专用发动机润滑系统油膜爆破声研究
12
作者 刘文强 李勤华 +2 位作者 胡军峰 费龙盼 郭丰 《润滑与密封》 北大核心 2025年第5期28-36,共9页
在混合动力专用汽油发动机怠速大负荷充电工况下,发现曲轴第3主轴承座在1缸最大爆发压力时刻出现随机的宽频油膜爆破声。针对该问题,建立AVL Excite PU三维动力学模型,通过仿真与试验相结合的方法,研究该噪声产生的工况和机制,分析温度... 在混合动力专用汽油发动机怠速大负荷充电工况下,发现曲轴第3主轴承座在1缸最大爆发压力时刻出现随机的宽频油膜爆破声。针对该问题,建立AVL Excite PU三维动力学模型,通过仿真与试验相结合的方法,研究该噪声产生的工况和机制,分析温度、轴瓦间隙、供油压力及润滑系统结构对该噪声的影响。结果表明:轴瓦表面大面积低压区及油膜压力持续地降低是空穴产生的前提条件,曲轴轴心轨迹突变时形成空穴,导致下瓦油膜压力快速降低,油膜压力变化率越大,易产生空穴噪声,油膜压力变化率可以用来评价空穴噪声大小;减小轴瓦间隙与增加供油量都可以改善油膜爆破声。从优化润滑系统的角度提出改善异响轴承座下轴瓦噪声的工程方案,并通过台架试验证明改善后油膜爆破噪声幅值降低61%,解决油膜爆破噪声问题,为后续混合动力机型类似问题的改善和解决提供理论依据和工程参考。 展开更多
关键词 油膜爆破声 润滑系统 混合动力专用发动机 怠速充电 三维动力学模型
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磁流变脂热效应行为的分析与预测
13
作者 潘家保 李贻良 王锦 《化工进展》 北大核心 2025年第1期415-423,共9页
磁流变介质在服役过程中受温升、磁场、持续剪切的多场耦合作用,其作用引起流变学行为规律不明并难以准确预测。由于反向传播(BP)神经网络存在容易收敛于局部极值的问题,通过建立麻雀搜索算法(SSA)优化BP神经网络的高温热效应磁流变脂... 磁流变介质在服役过程中受温升、磁场、持续剪切的多场耦合作用,其作用引起流变学行为规律不明并难以准确预测。由于反向传播(BP)神经网络存在容易收敛于局部极值的问题,通过建立麻雀搜索算法(SSA)优化BP神经网络的高温热效应磁流变脂流变性能预测模型,用于表征和预测实验温度、磁场、热效应时间、剪切速率与磁流变脂流变学性能之间的关系。结果表明:高磁场下,磁链大量聚拢受到皂纤维的阻碍较小,磁流变脂剪切应力大幅增加。高温热效应对磁流变脂复合结构造成了一定破坏,表现为MRG-24h在各实验条件下的剪切速率曲线整体较低。BP预测模型在评估局部离散性较大的数据时,出现R2为负值的低泛化性能表现,而SSA-BP预测模型对于整体不同数据集和局部离散性较小、较大的数据进行预测性能评估时,仍具有较高的预测精度。SSA-BP预测模型可以为磁流变脂流变性能预测,并为磁流变器件的设计和研发提供数据支持。 展开更多
关键词 磁流变脂 热效应 多场耦合 剪切应力 SSA-BP预测模型
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云边协同的润滑油智能监测系统设计与应用
14
作者 王硕 夏林豫 +3 位作者 韩志栋 敬运腾 武通海 曹军义 《数字化转型》 2025年第6期29-41,共13页
针对传统润滑油状态监测方法在实时性与智能化方面的不足,提出一种基于云边协同架构的润滑油智能监测系统。该系统构建了边缘端、云端两级协同监测体系,其中边缘端部署自主研发的润滑油多参数传感装置,集成磨粒、黏度、水分、介电常数... 针对传统润滑油状态监测方法在实时性与智能化方面的不足,提出一种基于云边协同架构的润滑油智能监测系统。该系统构建了边缘端、云端两级协同监测体系,其中边缘端部署自主研发的润滑油多参数传感装置,集成磨粒、黏度、水分、介电常数等核心指标检测模块,实现润滑油状态的在线/现场采集与预处理;云端平台构建基于数模融合的多源数据综合分析模型,采用改进的神经网络模型实现润滑油状态的智能诊断与故障溯源。工业现场测试表明,研制系统将润滑油状态诊断精度提升至90%,对水污染、老化、部件异常磨损等润滑油故障的溯源精度达到95%,为工业设备预测性维护提供了可靠的智能化解决方案。 展开更多
关键词 润滑油监测 状态诊断 故障溯源 云边协同
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