为探究剩余压紧力条件下具有仿生非光滑表面结构的水压马达配流副的摩擦学性能,选取431不锈钢和碳纤维增强PEEK作为摩擦副配对材料,在保持凹坑面积占有率相同的情况下,设计和制造三种不同截面且直径分别为0.8、1.0、1.3和1.7 mm的仿生非光滑表面凹坑试件.通过摩擦磨损试验获得摩擦副摩擦系数、试件摩擦表面微观情况、试件摩擦表面粗糙度分布及磨损量等数据.结果表明,造成配流副磨损的摩擦机理主要有磨粒磨损、粘着磨损和沟犁磨损;配流副间设计的凹坑型非光滑表面降低了摩擦系数,加快了摩擦系统平衡且减少了磨损量;其中开口直径为1.0 mm的圆锥形凹坑对更好地降低摩擦系数、减少配流副磨损的作用效果尤为显著.

为了缓解切削加工钛合金等难加工材料过程中存在的刀具磨损等问题,采用激光器分别在空气介质和液体辅助条件下在YG6硬质合金刀具表面加工直线沟槽织构,在UMT直线往复摩擦磨损试验机上测试了不同工艺加工所得织构刀具的摩擦及磨损性能,通过体视显微镜对磨损形貌进行表征分析,采用计算流体力学方法对试验进行模拟仿真,并结合流体动力学分析,探究织构刀具在润滑条件下的减摩机制。结果表明:激光加工工艺显著影响硬质合金刀具表面在切削液润滑条件下的摩擦磨损行为,液体辅助激光加工所得织构表面表现出较好的抗摩擦磨损性能,摩擦因数相对于无织构刀具表面降低了78.2%,主要是由于在摩擦过程中刀具-工件接触区的油膜产生了较好的楔形效应,改善了摩擦过程中的润滑状态,提高了摩擦学性能。

针对水介质液压制动器摩擦材料的选用问题,阐述了材料的摩擦磨损机理;选用了应用广泛的铁镍合金粉末、铜基冶金粉末以及GrMnFeCoNi系高熵合金三种摩擦材料,综合考虑到采煤机的实际工况,设定紧急制动时间为0.7 s时,利用工程有限元对选用的三种摩擦材料进行热结构耦合及制动过程位移变形量进行分析。结果表明:当摩擦材料为铁镍合金粉末时,其制动盘最高温度为263.16℃,最大变形量为8.3921 mm;当摩擦材料为铜基冶金粉末时,其制动盘内最高温度为220.9℃,最大变形量为9.0192 mm;当摩擦材料为GrMnFeCoNi系高熵合金时,其制动盘内最高温度为194.29℃、最大变形量为7.554 mm。通过对比,确定GrMnFeCoNi系高熵合金为最优摩擦材料。

在LZ50钢表面进行低温离子渗硫处理,研究了渗硫层及LZ50钢基体在干态不同角位移幅值下的转动微动磨损行为。在对渗硫层及LZ50钢基体转动微动摩擦动力学特性分析的基础上,对其转动微动损伤行为进行了分析。结果表明:渗硫层结构主要由FeS和FeS2相组成;渗硫层及LZ50钢基体的转动微动运行区域强烈依赖于转动角位移幅值,呈现部分滑移和完全滑移两个微动区域,混合区未观察到,且渗硫层未改变LZ50钢基体的微动运行区域;在整个部分滑移区和滑移区的跑合阶段,由于渗硫层的固体润滑作用,使摩擦因数均低于LZ50钢基材;渗硫层可以显著降低基材的磨损,在部分滑移区损伤轻微,在滑移区的损伤机制主要表现为剥层、磨粒磨损和氧化磨损。

针对不同固体材料在不同条件下的摩擦磨损实验要求,开发设计了一种往复式摩擦磨损试验机,通过测量实验中产生的摩擦力、摩擦系数和磨损量的变化来研究材料的摩擦磨损性能。为提高测试系统的精确性和实时性,将计算机辅助测试系统应用到摩擦学试验当中,通过数据采集系统和测试软件系统完成摩擦磨损数据的实时动态测试,从根本上改变了传统摩擦磨损试验机的缺点。通过对聚四氟乙烯材料的摩擦磨损性能进行实验,证明该试验机性能稳定,测试系统准确可靠。

为选择适合的高水基乳化液液压阀摩擦副材料,探讨ZrO_(2)与不同结构陶瓷组成的摩擦副在高水基乳化液润滑状态下的摩擦磨损特性。采用摩擦磨损试验机,在不同载荷和滑动速度下,研究在高水基乳化液介质中4种不同陶瓷材料(ZrO_(2)、Al_(2)O_(3)、Si 3N 4和SiC)分别与ZrO_(2)配副的摩擦学性能,并探讨不同组合陶瓷摩擦副的磨损机制。结果表明:在高水基乳化液中,各陶瓷的摩擦因数均随着滑动速度的增大而降低,其中Al_(2)O_(3)陶瓷的摩擦因数最小;ZrO_(2)、Al_(2)O_(3)和Si 3N 4陶瓷的摩擦因数受载荷的影响较小,SiC陶瓷的摩擦因数则随着载荷的增大而骤增;各陶瓷的磨损体积都随着速度和载荷的增大而增大,其中Al_(2)O_(3)/ZrO_(2)陶瓷摩擦副的磨损体积最小,其磨损机制以磨粒磨损和微疲劳磨损为主。研究表明,在不同工况下,Al_(2)O_(3)与ZrO_(2)陶瓷配副的摩擦因数和磨损体积均为最...

采用往复式摩擦磨损试验机测试ZL111、ZL104干摩擦及油润滑摩擦性能,研究往复频率和添加剂二辛基二硫代磷酸锌(ZDDP)含量对ZL111、ZL104摩擦学性能的影响,探讨铝合金的摩擦学机理。结果表明:干摩擦下,在低频时ZL111的磨损量小于ZL104。ZL111在大于4 Hz时磨损量随频率增加而加大,而ZL104在大于8 Hz时才增加。基础油润滑下,铝合金在68#机械油润滑下的磨损量高于10W-30全合成油,ZL111的磨损量低于ZL104。在基础油中添加添加剂后,使得铝合金的磨损量降低。ZL111在含ZDDP的油润滑下的磨损量较小,其原因是Cu元素能够加强ZL111分子间的结合力,使化学反应膜更紧密的结合在基体表面。

采用磁控溅射技术制备了无掺杂及掺杂Cr,WC的3种非晶碳膜,通过SEM和XRD对薄膜进行了微观形貌观察及物相分析,利用多功能材料表面性能测试仪测定了薄膜的临界破坏载荷,利用HSR-2M摩擦磨损试验机测试了薄膜在乏油环境下的摩擦学性能,并对试验后的薄膜进行了微观分析。结果表明在乏油环境下,3种碳膜具有较低的摩擦因数和良好的抗磨性能,随着滑动速度的提高,3种非晶碳膜的摩擦因数逐渐降低;掺杂Cr提高了薄膜的磨损寿命;掺杂WC降低了薄膜与基体的临界破坏载荷及薄膜的磨损寿命。

本文作者通过原子力显微镜,以球形金刚石针尖作为对摩副,在大气环境下对磷酸盐激光玻璃、K9光学玻璃、熔融石英玻璃三种用于ICF系统的典型光学玻璃的纳米划痕行为进行了定量研究.结果表明：随着载荷的增加,三种玻璃的摩擦系数均表现为先保持恒定再剧烈上升的变化趋势.这是由于随着载荷的增加,摩擦机理由界面摩擦主导逐步转变为犁沟摩擦和界面摩擦共同主导所致.在相同的法向载荷作用下,磷酸盐玻璃的摩擦系数最高,K9光学玻璃次之,熔融石英玻璃的摩擦系数最小,这与三种玻璃的机械性能以及它们的表面亲水性密切相关.在相同的载荷下,磷酸盐玻璃和K9玻璃的划痕损伤表现为材料凹陷和堆积并存,而熔融石英玻璃的划痕损伤仅表现为划痕区域明显的凹陷变形.在所有载荷下,熔融石英玻璃的划痕残余深度均略高于磷酸盐玻璃;K9玻璃在低载时的划痕深...

以5W-30润滑油为基础油,Al2O3/TiO2为纳米添加剂,配制添加剂质量分数为2%的纳米润滑油。通过摩擦学性能试验台模拟缸套-活塞环摩擦副实际工作过程,研究Al2O3/TiO2纳米添加剂对摩擦学性能的改善;通过场发射扫描电镜（FESEM）对活塞环样本微观形貌进行观察,确定表面磨损情况;通过发动机台架实验研究确定实际使用工作过程中,纳米添加剂对发动机动力性能的影响。结果表明,润滑油中加入Al2O3/TiO2纳米添加剂后,缸套-活塞环摩擦副摩擦磨损性能得到明显改善,摩擦因数和活塞环磨损率显著下降,摩擦因数最大下降50.6%,平均下降42%;活塞环磨损率最大下降34.8%,平均下降27.2%;活塞环表面微观形貌得到明显改善,磨损表面得到修复,划痕显著减少;在转速为4 400 r/min时随着负荷逐渐增大,发动机台架实验输出功率最高提升24.2%,低负荷功率增幅显著,高负荷范围内功率平均提升3...