条形沟槽深度对船舶水润滑尾轴承材料摩擦性能的影响

为了研究条形沟槽深度对船舶水润滑尾轴承摩擦磨损性能的影响,在轴承试件表面分别添加0.5 mm、1.0 mm和1.5 mm 3种不同深度的条形沟槽,并加入1组不添加表面纹理的试件作为对比。使用CBZ-1船舶轴系摩擦磨损试验机对材料进行测试,并结合表面形貌及磨损量比较分析其摩擦磨损性能。结果表明,条形沟槽可有效提高材料的摩擦磨损性能且沟槽深度对材料性能有着较大影响:转速较低时,较深的沟槽深度更能提升材料的摩擦磨损性能;转速较高时,较浅沟槽深度的材料具有更加优良的性能。     

Ni3Al(Cr)合金室温干滑动摩擦磨损性能研究

采用真空电弧熔炼法制备添加不同Cr含量的Ni_3Al (Cr)合金,观察其组织和力学性能变化,以Si_3N_4为对磨副,探究不同载荷下Ni_3Al (Cr)合金的摩擦磨损机制.利用扫描电子显微镜拍摄材料的组织以及磨痕、磨痕截面形貌,测量磨痕截面显微硬度的变化.研究结果表明:随着Cr含量的增加,Ni_3Al (Cr)材料的硬度,摩擦系数和磨损率不断增加,Ni_3Al-12Cr合金的摩擦磨损性能较好.随着载荷的增加,Ni_3Al (Cr)合金的摩擦系数略有减小,磨损率不断升高;Ni_3Al合金随载荷的增加磨损机制由磨粒磨损和氧化磨损转变为疲劳磨损,剧烈的剥层磨损为主,并伴有氧化磨损,而Ni_3Al-12Cr合金在不同载荷下磨损机制主要为磨粒磨损和氧化磨损.     

海洋工程用系泊链钢的动摩擦磨损研究

采用冲击滑动磨损试验装置研究系泊链22MnCrNiMo钢在冲击载荷作用下的磨损特性,并用电子分析天平、扫描电子显微镜、能谱仪等手段分析材料的磨损规律以及磨痕表面的形貌。结果表明：22MnCrNiMo钢的单位时间磨损量随冲击载荷的增加先减小后增加;磨损表层组织在冲击载荷作用下发生严重的塑性变形而从磨痕边缘挤出、剥落,导致...     

船用水润滑斜面平台瓦推力轴承润滑性能研究

结合数值分析和有限元的方法,研究船用水润滑斜面平台瓦推力轴承瓦块倾角和斜面平台比对最小水膜厚度、最大水膜压力、瓦块功耗、摩擦因数、瓦块最高温度和最大热弹性变形的影响。研究表明:最小水膜厚度随瓦块倾角的增加而增加,随斜面平台比的增加而减小;最大水膜压力随瓦块倾角的增加而增加,当斜面平台比为0.8时,最大水膜压力最小;瓦块功耗、摩擦因数和最高温度随瓦块倾角的增加而减小,随斜面平台比的增加而增加;瓦块最大热弹性变形随瓦块倾角的增加而呈先减小后增大的趋势,随斜面平台比的增加呈先增大后减小的趋势。     

泥沙颗粒对UHMWPE材料水润滑性能的影响规律

为研究船舶水润滑尾轴承材料超高分子量聚乙烯（UHMWPE）在含沙水质下的摩擦学性能,利用 CBZ-1摩擦磨损试验机进行试验。结果表明：在水润滑条件下,泥沙对试验材料的摩擦学性能有很大的影响,并且泥沙浓度对材料摩擦性能的影响大于泥沙粒度;材料的摩擦性能随着泥沙浓度的增加逐渐下降;泥沙粒度影响着摩擦副间的切应力和沙粒进入摩擦副间隙的难易程度。在泥沙粒度48μm/浓度1.2%的环境下,材料具有更加恶劣的摩擦学性能。适当提高滑动速度会加强摩擦副的润滑性能,但过高的速度会使泥沙颗粒严重破坏磨损表面;材料的摩擦性能随载荷的增大而逐渐恶化,在高载工况下的磨损机制主要是磨粒磨损和黏着磨损。     

系泊链钢的摩擦磨损研究

采用磨料磨损试验装置研究系泊链22MnCrNiMo钢在静载荷作用下的磨损特性,并用电子分析天平、扫描电子显微镜等手段分析材料的磨损规律以及磨痕表面的形貌。结果表明:22MnCrNiMo钢的单位时间磨损量随磨损时间和载荷的增加而增加;在低载荷和磨损时间较短时,材料磨损机理为微观切削机理,在高载荷时,其磨损机理为犁沟变形机理。     

水润滑材料研究进展

材料服役于水环境中,其摩擦磨损行为不仅与摩擦副材料本身的性质有关,还与载荷、速度、温度等因素相关,同时也与所处的环境有很大关系。本文重点阐述水环境对材料摩擦磨损性能的影响机制。在此基础上,进一步讨论材料在水溶液中的摩擦磨损行为。     

水润滑材料研究进展

材料服役于水环境中,其摩擦磨损行为不仅与摩擦副材料本身的性质有关,还与载荷、速度、温度等因素相关,同时也与所处的环境有很大关系。本文重点阐述水环境对材料摩擦磨损性能的影响机制。在此基础上,进一步讨论材料在水溶液中的摩擦磨损行为。     

一种不锈钢U型件折弯回弹影响因素的有限元分析

由于Switch主机滑轨生产过程中,不锈钢板料在第一次90°折弯(U型件)成形时,回弹对折弯成形精度的影响很大,为此,针对不锈钢板料的成形和回弹过程进行有限元仿真试验,分析了弹性模量、板料厚度、下模具圆角半径,摩擦因数对折弯回弹的影响。试验结果表明:回弹角随着弹性模量和板料厚度的增大而显著减小;随着下模圆角半径的增大而减小;摩擦因数对折弯回弹的影响比较小,回弹角随着摩擦因数的增大而缓慢减小。研究揭示了影响回弹的主要规律,为提高板料折弯成形精度提供了可靠的依据。     

摩擦对反复镦压工艺的影响

反复镦压被认为是一种有应用前景的制备块体超细晶材料的方法.文中借助有限单元法研究了摩擦因子对镦压试样等效应变大小及分布、速度场以及变形载荷的影响.研究结果表明,由于摩擦的存在,试样同一截面各点沿纵向的流动速度并不一致.镦压后试样内部的等效应变分布不均匀,除角部区域小范围内等效应变较高外,其它部分中心区域等效应变较高.随摩擦因子增大,试样的平均等效应变略有增加,但等效应变分布的均匀性明显下降.最大变形载荷随摩擦因子的增大而显著增加.因此,应采取适当的措施降低摩擦的影响.     

单点腐蚀参数对船体板应力集中影响研究

为了研究含圆柱形单点腐蚀蚀孔的船外板孔边处的应力集中,建立了含圆柱形蚀孔的船外板有限元模型,对初始载荷的大小、蚀孔深度及半径对应力集中的影响进行了数值计算,基于最小二乘法拟合出了应力集中系数随蚀孔深度的变化曲线,研究表明,含圆柱形蚀孔的船外板孔边应力集中系数与初始载荷的大小无关,随孔深的增大而增大,随孔半径的增大而减小,且相对于孔半径的变化,孔深的变化对应力集中的影响更为明显。该研究可为考虑腐蚀的老龄舰艇强度计算提供参考。     

W 含量对 ZrAlWN 复合膜微结构、力学性能和摩擦磨损性能的影响

采用反应磁控溅射法沉积了一系列不同 W 含量的 ZrAlWN 复合膜,利用扫描电子显微镜、X 射线衍射仪、纳米压痕仪和摩擦磨损仪研究了复合膜的微结构、力学性能和摩擦磨损性能。研究表明,当 W 的原子百分含量小于30.19%时, ZrAlWN 薄膜与 ZrAlN 薄膜微结构相似,为 fcc - ZrAlWN ＋ hcp - AlN 两相共存;当 W 的原子百分含量在30.19%~36.05%时,AlN（110）衍射峰消失,薄膜中出现了 fcc - W2 N（111）和（200）衍射峰,此时薄膜为 fcc - ZrAlWN ＋ fcc - W2 N 结构;随着W 的含量进一步升高,薄膜出现 fcc - W（200）衍射峰,此时薄膜为 fcc - ZrAlWN ＋ fcc - W2 N ＋ fcc - W 三相共存。随着 W含量的增加,复合膜的硬度先增大后减小,当 W 的原子百分含量为30.19%时,硬度高达26.70 GPa.常温下,随 W 含量的增加,复合膜的摩擦系数先升高后降低,但磨损率逐渐减小;高温下,复合膜的摩擦系数随着温度的升高先增大后减小,当温度为700℃时,摩擦系数为0.51.文中还讨论了不同温度下 ZrAlWN 薄膜的摩擦机理.     

高速破片入水镦粗变形及侵彻特性有限元分析

为研究水下接触爆炸产生的高速破片在水中侵彻的阻力特性,采用有限元对典型高速破片入水侵彻过程进行了模拟,计算了破片侵彻的阻力系数,分析了破片墩粗变形规律及其对侵彻阻力的影响,提出了考虑墩粗变形影响的高速破片侵彻阻力及速度计算公式,指出了高速破片的侵彻能力随速度的变化规律。结果表明,初速度大于969～1 187 m/s时破片头部将产生显著变形,并大大影响其侵彻阻力;当破片速度较小时,入水侵彻深度随初始弹速的增大而增大,当破片速度达到某一临界值以后,侵彻深度将随初始入射速度的增大而逐渐减小。     

电刷镀快速镍镀层摩擦磨损性能试验研究

为研究工作电压对快速镍镀层摩擦磨损性能的影响,采用电刷镀方法制备了快速镍镀层.在球一盘摩擦磨损试验机上,以Cr12钢球为摩擦配副进行油润滑条件下的摩擦磨损试验.通过磨损失重、摩擦表面形貌和油液铁谱分析方法研究了不同的快速镍镀层的摩擦磨损性能.结果表明:不同工作电压下的镀层的摩擦磨损性能存在较大差异.工作电压过高和过低时,镀层摩擦磨损性能均下降;当电压在14V时快速镍镀层的摩擦磨损性能最佳;快速镍镀层的磨损机制以磨粒磨损和粘着磨损为主.     

人字闸门支枕垫块接触应力分布与磨损分析*

为研究人字闸门支枕垫块接触应力分布与接触面磨损情况，以支枕垫块二维模型为研究对象，基于经验公式和Archard磨损计算通式，建立支枕垫块接触应力与接触面磨损量计算模型，利用有限元分析方法获取不同主横梁支反力作用下支枕垫块接触应力大小与分布情况，以及不同转速、过盈量条件下的接触面磨损量变化分布规律。结果表明：支枕垫块接触应力大小在初始线接触位置两侧近似呈对称分布，随着主横梁支反力的增大，接触应力呈现出递增趋势；人字闸门的应力主要集中在主横梁轴线上，并在梁之间急剧减小；接触面磨损量随着闸门转速和支枕垫块配合过盈量的增加而呈现递增趋势，最大磨损深度向下游侧偏移。     

隔振系统中垫片表面工艺质量与法向接触刚度的关系

安装船舶隔振系统时,由于不同隔振器实际承载和变形量的偏差,需要使用垫片来调整安装间隙。而已有研究表明,隔振系统中垫片的表面工艺质量与法向接触刚度有关联。基于分形接触理论,分析推导垫片法向接触刚度与材料属性、表面工艺质量的关系式,结合表面粗糙度与分形参数的关系,提出一种利用表面工艺质量参数（如粗糙度、粘合率等）估算垫片法向接触刚度的方法。数值计算结果表明：垫片法向接触刚度随表面粗糙度值的减小和粘合率的增大而增大,且粘合率的影响相对较大;当粘合率一定时,法向接触刚度在Ra 36.3μm时变化较小,而在 Ra ￡6.3μm时变化较大;综合考虑垫片加工水平、加工成本以及接触面对系统的影响,建议垫片表面加工精度取Ra=6.3μm为宜。     

隔振系统中垫片表面工艺质量与法向接触刚度的关系

安装船舶隔振系统时,由于不同隔振器实际承载和变形量的偏差,需要使用垫片来调整安装间隙。而已有研究表明,隔振系统中垫片的表面工艺质量与法向接触刚度有关联。基于分形接触理论,分析推导垫片法向接触刚度与材料属性、表面工艺质量的关系式,结合表面粗糙度与分形参数的关系,提出一种利用表面工艺质量参数(如粗糙度、粘合率等)估算垫片法向接触刚度的方法。数值计算结果表明:垫片法向接触刚度随表面粗糙度值的减小和粘合率的增大而增大,且粘合率的影响相对较大;当粘合率一定时,法向接触刚度在Ra3 6.3μm时变化较小,而在Ra￡6.3μm时变化较大;综合考虑垫片加工水平、加工成本以及接触面对系统的影响,建议垫片表面加工精度取Ra=6.3μm为宜。     

坡底特殊土层对不排水粘土边坡稳定性的影响

如果非均匀土质边坡的底部出现强度较高的硬土层或岩石层,往往会因其限制了边坡的潜在滑动面而影响边坡稳定。根据边坡稳定性极限分析的上限定理,分析评估不排水条件下粘土边坡的稳定性,当边坡较缓时稳定性指标随着限制深度的减小而增加,当限制深度较大时对边坡稳定性的影响较小。不排水条件下土质边坡的稳定性分析要考虑特殊土层深度的影响,一定深度的特殊土层会限制边坡最危险滑动面的发展,使边坡更稳定。     

油润滑条件下滑动摩擦表面三维形貌分形变化规律研究

采用分形方法来研究磨损过程中摩擦副表面三维形貌的变化规律.在环-盘摩擦磨损试验机上进行两因素的全因素试验.利用分阶段换试样的方法获取磨损过程中不同磨损时间后的盘和环表面.采用激光共聚焦显微镜采集盘和环表面的三维形貌,并用具有尺度独立性的分形维数表征磨损表面三维形貌的复杂性和不规则性.结果发现:不同载荷和速度下盘表面三维形貌分形维数的变化规律为先增大,然后维持稳定,最后减小;环表面三维形貌分形维数的变化规律为先减小,然后在小范围内波动,最后再减小.通过与摩擦副表面三维形貌的变化对比发现,盘和环表面分形维数的变化与摩擦副的磨合磨损、稳定磨损和剧烈磨损阶段相对应.研究结果可以用于表面磨损状态识别.     

ZrWN-Ag复合膜的力学性能和摩擦磨损性能研究

通过非平衡磁控溅射仪制备了不同Ag含量的ZrWN-Ag纳米复合膜,采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪、纳米压痕仪、摩擦磨损仪和三维形貌仪等对薄膜的微结构、成分、表面形貌、力学性能和室温及高温摩擦磨损性能进行表征,并探讨了复合膜在不同温度下的摩擦磨损机制.结果表明:ZrWN-Ag复合膜是由面心立方的ZrWN、W_2N和弥散分布的晶态Ag相组成.随着Ag含量增加,薄膜的硬度先增大后减小.室温下,薄膜的摩擦系数和磨损率随Ag含量增加而逐渐降低;温度由200℃升高至700℃时,薄膜摩擦系数逐渐降低,磨损率逐渐增大,温度一定时,Ag含量越高,复合膜的摩擦系数越低,但磨损率越高.研究表明:Ag的加入改善了薄膜力学性能、室温下的摩擦磨损性能以及高温下的摩擦性能,但高温下的磨损性能未得到改善.