复合材料伺服液压缸是液压缸轻量化的创新解决方案,能否利用其替代传统液压缸,摩擦特性是核心因素之一,它对电液伺服系统的控制精度和动态性能产生影响。传统液压缸摩擦测试一般采用粗放的启动压力测量法,针对新研制的复合材料液压缸,提出一种宽速高效的精准摩擦测试方法。该方法采用对顶拖动原理,向位置拖动缸施加控制指令,使位置拖动缸拖动被测缸进行变速运动,获得被测缸在宽速范围内的摩擦力、速度实测值,然后拟合摩擦力-速度曲线,辨识获得被测液压缸的摩擦特征参数。提出高频段摩擦力-速度特征点标记方法与变步长宽速拖动方法,提升摩擦特性测试精度。搭建碳纤维液压缸摩擦试验台,验证该测试方法的有效性,测试结果指导碳纤维液压缸筒的刚度匹配设计。

摩擦副的摩擦磨损是限制机械设备服役性能的主要原因,织构化处理是当前提升摩擦副接触面摩擦特性的有效方法,但当前的织构化研究缺乏液压工况下织构参数的设计体系。针对此问题,采用仿真和试验方法,对往复运动形式下的织构化表面润滑、摩擦特性进行正交化分析。使用极差分析方法,以仿真组动压承载力与试验组磨损量为评价标准,得到各参数对织构化表面摩擦特性的影响权重为直径>深度>面密度>形状,最优织构参数为外接圆直径700μm、形状三角形、深度300μm、面密度8%。建立了液压工况下的织构最优参数设计体系,为织构化处理在液压摩擦副的实际应用奠定了基础。

金属薄壁管液压成形技术适合于制造长径比大、周向截面复杂的中空零件,在液压成形过程中,摩擦特性和加载条件等对零件的成形过程、成形性能、零件的精度及表面质量等有显著影响。以金属薄壁管液压胀形工艺为研究对象,从胀形区中截面节点的应力和应变状态分析出发,确定金属薄壁管胀形件的摩擦分区范围,并对胀形件中截面的受力状况进行分析。针对简单液压加载情况下金属薄壁管的摩擦特性,提出一种胀形区摩擦因数的测量方法。通过简单液压加载下金属薄壁管摩擦特性试验,验证该方法的准确性,并探究摩擦因数对胀形件成形精度的影响规律。

对高硅铝合金这一难加工材料的研究现状进行了分析,并确定采用铣削加工摩擦实验方法进行硬质合金刀具的摩擦学行为研究。建立试验平台及试验方案,并进行铣削力和铣削温度的试验数据采集,求解刀-屑摩擦因数;根据摩擦因数分析主轴转速、摩擦时间和摩擦接触区温度等因素对刀具摩擦特性的影响。研究结果对改善高硅铝合金材料的切削加工性能具有重要指导意义,并为后续各种涂层刀具的摩擦磨损特性研究提供了依据。

采用微波烧结技术制备了一种氮化硅基复合陶瓷刀具材料,研究了其与三种不同属性的硬质材料(氮化硅、硬质合金和GCr15轴承钢)在不同载荷下对摩时的摩擦特性与磨损机理.研究结果表明当与氮化硅对摩时,磨损率最大且磨损率随载荷增大急速升高,磨损主要以脆性剥落形式存在;当与硬质合金对摩时,摩擦系数最小,随载荷增加磨损机理由磨粒磨损转变为磨粒磨损与疲劳磨损共同作用.当与轴承钢对摩时,磨损率最小,因在摩擦过程中在磨痕表面形成金属黏着,其磨损率随载荷的增大而减小.与商业的氮化硅陶瓷刀具材料相比,微波烧结氮化硅陶瓷刀具材料摩擦系数略有降低,磨损率降低了14.17%~59.49%.

运用直流和射频磁控共溅射的方法制备TiAlN、CrAlN和TiCrN3种涂层，研究涂层的力学性能及在空气和水基切削液中的摩擦学性能，揭示其磨损机制。研究发现，Al元素主要以固溶体形式存在于TiAlN和CrAlN涂层内；3种涂层的显微硬度分别为HV719．3、HV1022．5和HV973．5。在空气中TiAlN、CrAlN和TiCrN涂层与SUS440C钢球对摩的稳态摩擦因数分别为1．25、1．14和1．31，TiAlN和CrAIN涂层的磨损机制主要是氧化磨损，而CrTiN涂层以磨粒磨损为主：而在水基切削液中3种涂层与SUS440C钢球对摩的摩擦因数明显降低，其对应的稳态摩擦因数分别为0．44、0．47和0．77，但磨痕上的划痕加剧，其磨损机制以磨粒磨损为主。

目前评价湿式桥齿轮油摩擦特性的实验方法主要采用高转速、小惯量、低制动压力的实验条件,不能反映湿式桥低转速、大惯量和高制动压力的实际工况。基于湿式桥实际制动工况,开发一种齿轮油摩擦特性评价方法,该方法以摩擦片表面的能量密度表征制动工况的苛刻度,可考察典型工况下制动油压和不同能量密度对油品摩擦特性的影响。采用该评价方法在湿式制动器台架上对普通GL-5齿轮油和湿式桥专用油的摩擦特性进行考察,结果表明,该评价方法对具有不同摩擦特性的齿轮油具有良好的区分性。

微量调速系统的摩擦特性是影响低速稳定性的主要原因之一目前人们在10mm/min速度下对单一类型的液压缸密封装置、导轨与滑台摩擦特性已有了较深的认识但还未对该系统在5mm/min的速度下进行摩擦特性的研究.本文对此条件下该系统低速摩擦特性进行了研究分析.

对曲轴连杆液压马达的两种球铰结构进行了对比测试,介绍了试验系统的组成、测试方法,并给出部分测试结果.试验表明,线接触结构改善了球铰副的润滑状况,使滑靴副的静压支承能够更为可靠地工作.

为了分析一类用于6-Dof运动模拟器数字伺服步进液压缸液压密封的摩擦特性，建立了其包括二相混合式步进电机、滑阀和机械反馈以及阀控非对称缸的数学模型。根据缸的液压密封的结构特点，应用Lugre摩擦模型构造摩擦观测器进行摩擦特性数值仿真分析。分析结果表明，缸低速时密封的负阻尼摩擦特性是产生抖动（或爬行）的重要原因之一。