聚丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶摩擦学性能研究

通过自由基聚合制备了聚丙烯酸(PAA)水凝胶。在水凝胶体系中掺入氧化石墨烯(GO),改善其机械强度。用往复摩擦试验机,在面-面接触的条件下考察了在不同载荷、速度、接触面积下,摩擦力和摩擦系数变化。实验结果表明,PAA水凝胶摩擦行为不遵从传统的固体摩擦定律(Amonton’s law)。通过与铜(Ⅱ)离子络合和去络合作用可实现摩擦系数从极低到较高的可逆调节。     

纤维增强合成闸片摩擦磨损特性的试验研究

采用MM-1000型摩擦磨损试验机进行了纤维增强合成闸片和HZ408合成闸片与H300制动韫材料配副的制动摩擦试验，记录了制动过程中摩擦系数、磨损量与制动盘温度的变化情况，采用三维激光共焦扫描显微镜（CLSM）分析了磨损表面形貌．结果表明：制动初速度对纤维增强合成闸片的平均摩擦系数影响小于HZ408合成闸片，在高速制动工况下，纤维增强合成闸片的平均摩擦系数大于HZ408，耐磨性略低于HZ408合成闸片；在低速制动工况下，纤维增强合成闸片和HZ408合成闸片所引起的制动盘温升大致相同；在高速制动工况下前者引起的制动盘温升略高．     

人体头发的摩擦特性实验研究

采用微观摩擦磨损试验机对受损、干性和油性头发的摩擦系数及其发根和发稍的摩擦系数进行测试;通过扫描电子显微镜分析3种不同发质头发发根和发梢的表面形貌.结果表明:受损、干性和油性头发发根部位的平均摩擦系数分别为0.133、0.124和0.120,发梢部位的平均摩擦系数分别为0.151、0.138和0.136,摩擦系数从高到低依次为受损头发＞干性头发＞油性头发;受损头发的摩擦系数比自然头发高;干性头发和油性头发的摩擦系数相差不大;发根部位的摩擦系数比发稍部位低.头发品质和受损程度是头发摩擦特性差异的主要因素.     

点接触润滑粗糙表面滑动摩擦力的预测研究

在整个润滑区域内基于统一Reynolds方程的混合润滑模型,根据流变模型计算流体摩擦力,根据边界膜极限剪应力模型计算微突体接触摩擦力,二者相加得到混合润滑摩擦力.分析了粗糙度幅值和纹理对摩擦系数的影响以及非牛顿流变模型对流体摩擦系数的影响.模拟跨越整个润滑区,即弹流润滑、混合润滑和边界润滑,得到完整的Stribeck曲线.结果表明,表面越粗糙,混合润滑的摩擦系数越大,弹流润滑和边界润滑时粗糙度幅值影响很小.交叉斜纹的润滑效果优于横向纹理.不同极限剪应力流变模型计算的摩擦系数相差不大.     

摩擦信号分形维数与载荷和速度的关系研究

在立式万能摩擦磨损试验机上对GCr15/45#钢摩擦副进行不同接触载荷和滑动速度下的摩擦磨损试验,对初始滑动距离1 000 m内的摩擦系数信号进行数据采集,运用结构函数测度方法对摩擦系数信号进行分形表征,计算不同载荷和速度下的分形维数,研究摩擦信号的分形维数随载荷和速度的变化规律.结果表明,摩擦系数信号具有显著的分形特征,其分形维数随载荷和速度而变化.在相同载荷下,分形维数随滑动速度增加而增大;在相同速度下,分形维数随着接触载荷增加而增大.磨损率与摩擦系数信号的分形维数正相关.     

电极电势对氮化硅／黄铜滑动摩擦副摩擦磨损性能的影响研究

在自制摩擦磨损试验机上考察了黄铜表面电极电势的变化对氮化硅 /黄铜滑动摩擦副摩擦磨损特性的影响 .结果表明 ,在不同的电势区间内 ,摩擦系数表现出不同的变化趋势 ,特别是在 - 1.4～ - 1.0 V电势区间内摩擦系数表现出可控性 .利用扫描电子显微镜观察发现 ,在摩擦系数可控区摩擦系数有所增大但磨损并未加剧 .根据黄铜在润滑液中的循环伏安曲线可以初步推断 ,在不同的电势区间内 ,电化学反应的不同是引起摩擦系数变化的主要原因     

粘着摩擦系数的分形几何研究

计及作用于接触斑点上的切向力，通过比较作用于接触斑点上的法向弹性载荷与法向塑性载荷，确定了区分弹性接触与塑性接触区域的临界接触斑点面积．总的粘着摩擦系数被表示为弹性接触区与塑性接触区的粘着摩擦系数的组合．假设屈服压力及局部粘着摩擦系数不依赖于接触斑点且等于塑性接触区中的平均值，则总的粘着摩擦系数可用简单的表达式描述．分形几何参数及归一接触面积对于粘着摩擦系数的效应已通过算例表明，研究中，分别考虑了忽略与计及接触斑点的微粒间的相互作用，两种情况的结果完全不同．     

温度对炭纤维增强纸基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

以自制炭纤维增强纸基摩擦材料和45#钢为摩擦副,采用惯量试验方法研究了温度对摩擦副摩擦性能的影响.结果表明:温度不仅影响其摩擦力矩曲线的形态,也影响动、静摩擦力矩和摩擦系数的大小;在较低温度下,摩擦力矩曲线形态较为对称,动、静摩擦系数较高,随着温度升高,摩擦力矩曲线尾部翘起程度增大,动、静摩擦系数减小,制动拖曳时间延长;试验结果对纸基摩擦材料的性能设计和自动变速器工作参数设计具有指导意义.     

渤、黄、东海二维潮汐模式底摩擦系数的反演研究

一种新的底摩擦系数处理方法是假定底摩擦系数具有空间分布特征,即在海区中选取一些点作为独立底摩擦系数,计算区域中任意点的底摩擦系数都可由这些独立底摩擦系数通过线性插值得到。采用伴随同化方法对空间分布底摩擦系数的研究表明,与传统的底摩擦系数处理方法相比,空间分布的底摩擦系数模拟精度更高。探讨了根据地形的空间分布特征选取独立底摩擦系数的做法,所做的孪生实验和实际实验均表明,与均匀选取的结果相比,在独立变量个数减少三分之一的情况下,数值模拟的精度反而得以提高。得到的渤、黄、东海底摩擦系数分布表明,东海等深水区及地形复杂的区域底摩擦系数比较大。     

基于单晶硅材料的微摩擦测试机构及其试验研究

设计出1种能够模拟基于单晶硅材料微机电器件侧面摩擦副摩擦磨损状况的试验机,有效模拟可动MEMS器件摩擦副之间磨损的真实状况,介绍了试验机测试机构的工作原理并从理论计算及有限元模拟分析2方面对其结构模态进行分析,在超净间内(千级、室温、相对湿度RH约50%),利用光学显微镜、CCD图像采集系统及计算机对梳齿驱动器的谐振频率及摩擦副的动态摩擦系数进行了测试.结果表明:采用所研制的试验机测得的谐振频率为5 600,与理论计算及模拟分析的结果(5 590和5 641)非常接近;摩擦副的动态摩擦系数在0.24～0.35之间;动态摩擦系数随着施加在摩擦副上的正压力变化而变化.