Fe3Si金属间化合物在干摩擦及水润滑条件下的摩擦学性能研究

利用高能球磨和热压烧结工艺制备了Fe3Si有序金属间化合物块体材料,考察了其与Si3N4配副时在干摩擦和水润滑条件下的摩擦学性能.结果表明,在干摩擦条件下Fe3Si/Si3N4摩擦副表现出很高的摩擦系数,Fe3Si与Si3N4的磨损率分别为1.408×10-14m^3/（N.m）和4.735×10-16m^3/（N.m）,两者相差近2个数量级;在水润滑条件下,Fe3Si的磨损率下降而Si3N4的磨损率上升,两者磨损率分别为7.406×10-15m^3/（N.m）和2.522×10-15m^3/（N.m）.另外,在水润滑条件下的摩擦化学产物对Fe3Si的摩擦学性能影响显著.     

基于证据推理规则的船舶柴油机磨损类型辨识研究

为了利用不确定、不完整信息对船舶柴油机磨损故障进行诊断,以磨粒的二维和三维特征作为诊断信息,提出了基于证据推理(ER)规则的船舶柴油机磨粒类型辨识模型,并以此作为识别柴油机磨损类型的依据.在船舶柴油机油底壳附近安装油液监测系统以采集油液样本,提取油液中磨粒的二维和三维特征.对每一磨粒特征进行k均值聚类确定其参考值,对磨粒样本与参考值的相似性进行似然归一化,获得了证据的置信度分布.考虑辨识证据的可靠性和重要性,利用ER融合规则对多条辨识证据进行融合,辨识磨粒类型,进而确定柴油机磨损类型.通过5折交叉验证以及不同模型对比分析表明:该模型能够利用不确定、不完整信息识别磨粒类型,确定柴油机磨损类型,并且模型结构简单,辨识准确性高,辨识结果客观、可靠.     

MoS2基复合薄膜润滑球轴承在真空环境下的摩擦性能研究

分析了MoS2基复合薄膜润滑球轴承的润滑机制,研究了MoS2基复合薄膜润滑深沟球轴承在不同真空度下的摩擦力矩,在真空度4×10^-4Pa条件下,对空间光学调制器支撑轴承进行1 a的工程试验,并采用扫描电子显微镜和能量色散谱仪分析轴承表面及工作区的形貌及其成分.结果表明：在4×10^-4Pa下,轴承的摩擦力矩随转速增加而趋于稳定;空间光学调制器中MoS2基复合薄膜润滑球轴承在工作区内生成了转移膜,使得轴承的摩擦力矩变小,并实现了108量级的转动圈数.由此证明MoS2基复合薄膜润滑球轴承适用于真空环境中.     

弱界面端初始失效位置的试验初探

通过双材料受压试验研究了弱奇异性界面端的界面初始脱粘点的位置问题。实验材料采用钢和有机玻璃,根据弱奇异性要求和界面端应力分布特征,设计、制作了试件,并进行了初始脱粘实验。由实验发现楔形角为30°、45°和55°试件的界面初始脱粘点位置均在界面内部,脱粘是由有限应力引起的。63°是个临界角楔形角,大于63°试件,脱粘多会从界面端开始,即脱粘由奇异的界面应力引起的。此外界面正应力若为拉应力时,它对界面脱粘有很大的贡献。     

一种柴油机磨损的预测模型与试验研究

基于磨粒分析的油液监测技术，通常都偏重于从形态学方面进行研究，以获取单颗磨粒的“个体”信息，很少开展磨粒整体统计学方面的“整体”信息研究．其实，研究磨粒“整体”信息具有诸多优点，关键是如何从“整体”信息中获取反映摩擦学系统磨损状态转变和磨损程度分级的特征．通过在８ＮＶＤ４８Ａ－２Ｕ型柴油机上的现场监测试验研究，利用铁谱分析的ＤＬ和ＤＳ值，以及光谱分析的元素浓度值所包含的磨粒“整体”信息，建立了柴油机磨损程度的基准线，构造了磨损趋势校正的灰色预测模型，并且利用预测值和实测值的漂移值，设计了磨损趋势预测值的区间估计方法，以用于预报未来磨损的等级．这种基于磨粒“整体”信息的磨损预测方法，已用于８ＮＶＤ４８Ａ－２Ｕ型柴油机的实际监测，效果较好     

80°／65°双三角翼摇滚特性风洞实验研究

介绍了在FL-23高速风洞中研究自由摇滚的装置、试验方法、数据采集等试验技术。在马赫数从0．3到0．6范围内,对应的雷诺数从0．56×10^7／m至1．126×10^7／m范围内,开展了双三角翼大迎角下的摇滚特性的研究,包括迎角、马赫数、初始释放等参数的影响,给出了典型的结果。结果表明,随着模型迎角的增加,双三角翼呈现不同的滚转运动形态,包括静态稳定、准极限环摇滚、双周期震荡等;试验中马赫数提高对翼摇滚起抑制作用;摇滚运动的最终平衡状态和摇滚幅值与初始状态无关。     

摩擦学故障种类诊断的D-S信息融合研究

利用光谱油料分析,铁谱监测,红外光谱分析等,对８ＮＶＤ８Ａ－Ｎｕ型柴油机进行了现场运行油液监测试验,根据试验结果和收集到的应用实例,总结了缸套活塞组的划伤,拉缸和腐蚀,轴承的擦伤,烧损,剥落和腐蚀,齿轮的点蚀,胶合和剥离等摩擦学故障种类及其油液监测的信息描述,利用领域专家经验给出了Ｄ－Ｓ证据组合理论的基本概率分配函数,确定了每种油液监测方法对上述摩擦学故障的支持程度,以柴油机缸套活塞组的“拉缸”故     

An investigation of electromagnetic wave propagation in plasma by shock tube

This paper presents the electromagnetic wave propagation characteristics in plasma and the attenuation coefficients of the microwave in terms of the parameters he, v, w, L, wb. The φ800 mm high temperature shock tube has been used to produce a uniform plasma. In order to get the attenuation of the electromagnetic wave through the plasma behind a shock wave, the microwave transmission has been used to measure the relative change of the wave power. The working frequency is f = (2-35)GHz (ω=2πf, wave length A =15cm-8mm). The electron density in the plasma is ne = (3×10^10-1×10^14) cm^-3. The collision frequency v = (1×10^8-6×10^10) Hz. The thickness of the plasma layer L = (2-80)cm. The electron circular frequency ωb=eBo/me, magnetic flux density B0 = (0-0.84)T. The experimental results show that when the plasma layer is thick (such as L/λ≥10), the correlation between the attenuation coefficients of the electromagnetic waves and the parameters ne,v,ω, L determined from the measurements are in good agreement with the theoretical predictions of electromagnetic wave propagations in the uniform infinite plasma. When the plasma layer is thin (such as when both L and A are of the same order), the theoretical results are only in a qualitative agreement with the experimental observations in the present parameter range, but the formula of the electromagnetic wave propagation theory in an uniform infinite plasma can not be used for quantitative computations of the correlation between the attenuation coefficients and the parameters ne,v,ω, L. In fact, if ω<ωp, v^2<<ω^2, the power attenuations K of the electromagnetic waves obtained from the measurements in the thin-layer plasma are much smaller than those of the theoretical predictions. On the other hand, if ω>ωp, v^2<<ω^2 (just v≈f), the measurements are much larger than the theoretical results. Also, we have measured the electromagnetic wave power attenuation value under the magnetic field and without a magnetic field. The result indicates that the value measured under the magnetic field shows a distinct improvement.     

超导体YBa2Cu3O7-δ的摩擦学特性研究

采用溶胶-凝胶法制备YBa2Cu3O7-δ和Ag/YBa2Cu3O7-δ超导材料,并分析其相组成及结构,用SFT-4000型高真空超低温摩擦磨损试验机对其从室温至液氮温度范围内的摩擦学特性进行评价.结果表明：在室温条件下,YBa2Cu3O7-δ与不锈钢盘对摩时的摩擦系数在0.50左右,当温度降到超导转变温度以下时,其摩擦系数急剧降低至0.13,最后稳定在0.20以下.添加Ag可以改善YBa2Cu3O7-δ的常温摩擦磨损性能,Ag/YBa2Cu3O7-δ复合材料的摩擦系数低且非常平稳,其中10%Ag/YBa2Cu3O7-δ的摩擦系数为0.20,磨损率为8.96×10-5mm3/（N.m）,Ag/YBa2Cu3O7-δ的磨损机制为YBa2Cu3O7-δ硬基底承载与软金属Ag转移膜的润滑作用.     

基于遗传算法的信息融合在摩擦学组合故障诊断中的应用

根据8NVD48A－2u型柴油机现场运行油液监测试验结果和长期的实践经验,在600多个船舶柴油机故障诊断实例的基础上,总结出了各种零件磨损故障种类之间的关联度,结合D－S证据组合理论给出了零件磨损的摩擦学故障组合支持度;利用遗传算法搜索出了缸套活塞组的划伤、拉缸和腐蚀;轴承的擦伤、烧损、剥落和腐蚀、齿轮的点蚀、胶合和剥离等10种单一故障类型的5种组合故障,并确定了各种油液监测方法对这5种摩擦学组合故障的组合支持度。把遗传算法引入信息融合,为解决摩擦学组合故障问题提供了一种新的思路,对实际故障诊断具有一定的指导意义。     

Wear and performance analysis of a 4-stroke diesel engine employing nanolubricants

In the present study, the performance of a 4-stroke diesel engine was experimentally evaluated upon adding Al₂O₃ or SiO₂ nanoparticles to the engine oil (SAE15W40). The viscosity and density of the resulting nanolubricants were determined while varying both the nanoparticle volume fraction and the temperature. Field emission scanning electron microscopy (FE–SEM) showed that the nanoparticles had a spherical morphology and dynamic light scattering analysis determined some aggregation of the nanoparticles in the engine oil. A pin-on-disc test apparatus was used for friction and wear analysis in the presence of the nanolubricants. Examination of wear scars by FE–SEM and energy dispersive spectroscopy found evidence of ball bearing and surface polishing effects, which were responsible for improvements in the tribological properties of the oil. The performance of these nanolubricants in a 4-stroke diesel engine test rig was assessed, and the greatest improvements in the tribological behavior and engine performance were observed when employing 0.3 vol% Al₂O₃.     

基于粗集—模糊理论的柴油机磨损模式识别

在总结柴油机磨损模式的磨粒分析基础上,首次提出在柴油机磨损模式识别中采用基于粗集和模糊理论相结合的模式识别方法。在建立磨损形式标准样本库的基础上,利用粗集理论对标准样本知识库进行简化和权重集计算,然后利用模糊理论确定隶属函数,最后给出结论。     

柴油发动机碳烟的表征及摩擦学特性研究

收集柴油发动机尾气碳烟,借助扫描电子电镜/能谱仪、高分辨率透射电子显微镜、X射线衍射仪、拉曼光普仪、X射线光电子能谱仪分析了碳烟颗粒的形貌、结构及表面官能团,采用SRV IV摩擦磨损试验机考擦了碳烟对柴油机油摩擦学特性的影响.结果表明:碳烟颗粒由C、O两种元素构成,平均粒径为34 nm,外壳包裹着十几层石墨片层的洋葱头结构.碳烟质量分数在3%以内可以改善柴油机油减摩性能,对其抗磨性影响小;当碳烟质量分数超过3%时会引起摩擦系数升高和磨损加剧.分析其原因,一方面碳烟颗粒特殊洋葱头结构使其进入摩擦界面后随摩擦副的往复运动而滚动,起到滚动轴承的作用,从而使摩擦系数降低;另一方面当碳烟含量过高时,碳烟会破坏润滑油膜,阻碍润滑油进入摩擦界面,导致磨损加剧,摩擦系数升高.     

典型微藻生物油的润滑性能和作用机理研究

鉴于对生物质能源的需求日益增长,将典型微藻生物油添加到CD 15W-40柴油机油中实现部分替代.采用四球摩擦磨损试验机考察了生物油的润滑性能,利用现代表面分析技术探讨了其作用机理.结果表明:微藻生物油有很好的润滑效果;随柴油机油中生物油添加量的增大,摩擦系数逐渐降低、钢球磨斑直径先减小后增大;当生物油的添加质量百分数为10%时,柴油机油的摩擦学性能较优.其中,利用La2O3催化液化制备的生物油的润滑性能优于直接液化制备的生物油,能显著降低摩擦系数和钢球磨斑直径.就润滑机理而言,润滑油中的含C、N有机物在摩擦副接触表面吸附、沉积形成润滑膜,同时摩擦副滑动表面经摩擦化学反应生成由Fe2O3和FeN组成的保护膜,从而起到良好的润滑防护作用.相关研究结果可望为拓展生物油的应用提供参考.     

一种摩擦学状态在线监测系统的研究

研制了一种用于船用柴油机的摩擦学状态在线监测系统。它集磨粒监测，润滑油质量监测，柴油机扭矩及时转速监测于一体，利用在线铁谱技术监测润滑油中的铁磁性磨粒，利用容栅型电容传感器在线监测污染物引起的润滑油介电常数的变化，利用光电传感器和随轴转动齿盘产生的脉冲及相位差在线测量柴油机输出轴的扭矩及瞬时转速。此外，该监测系统还可将柴油机的磨损状态与动力状态相关联，监测由于各缸爆排压力变化造成的瞬时转速变化，从     

内燃机磨合与表面改性实验研究

针对EQ6100型汽油机,利用内燃机磨合台架试验装置对所研制的内燃机专用磨合油与普通15W／40内燃机油进行对比磨合试验,对磨合油液进行直读铁谱分析,对缸套－活塞环磨合表面形貌及元素组成进行测试分析。结果表明：专用磨合油的磨合效果明显优于普通内燃机油;超细金刚石微粉可以加速磨合进程,分化并减小磨屑尺寸,从而避免缸壁拉伤和改善缸套－活塞环摩擦副的摩擦学特性。     

含污染物油润滑条件下n-Al2O3/Ni复合电刷镀层的摩擦学性能研究

采用电刷镀技术制备了n-Al2O3／Ni复合镀层，在T-11型球一盘式摩擦磨损试验机上对比考察了快速镍镀层及纳米复合刷镀层在含污染物油润滑条件下的摩擦学性能．结果表明，由于纳米颗粒的强化作用，n-Al2O3/Ni复合镀层的硬度及含污染物油润滑条件下的耐磨性比快速镍镀层分别提高了60％和30％，其磨损机理在低载下以磨粒磨损为主，在高载下以粘着磨损为主。     

磨损问题的仿真求解研究

利用仿真技术,以船用柴油机缸套活塞环为例,模拟其磨损过程,评判实际摩擦副的耐磨特性,为评价船用柴油机缺套－活塞环使用状况和磨损寿命提供了一种快速而经济的方法。