一种滑动轴承试验台的研制与牙轮钻头镶嵌滑动轴承摩擦磨损性能的台架试验

在石油钻井中，滑动轴承牙轮钻头的应用日益增多，但轴承的工作环境却相当恶劣。为了提高钻头滑动轴承的工作寿命，并为这类轴承的设计提供科学依据，针对其实际应用工况，特殊设计制造了一种ＩＰＧ－２型滑动轴承试验台，并且利用其在３０ｋＮ、４０ｋＮ和５０ｋＮ的３种载荷条件下，对牙轮钻头镶嵌铜合金的滑动轴承进行了台架试验研究，着重考察了铜合金镶嵌区尺寸之大小对轴承摩擦磨损性能的影响。结果表明，在相邻两个镶嵌区之间的基体区表面宽度与铜合金的镶嵌区宽度之比值分别为１、２、３和４的几种镶嵌滑动轴承中，它们的摩擦学性能依次变差，即以第一种镶嵌轴承的摩擦磨损性能最好，这是由于镶嵌材料铜合金的抗剪切强度比钢基体的低，在摩擦力的作用下容易向非镶嵌区基体表面及与之对摩部件表面发生材料转移并形成转移膜的缘故。这种研究结果可以直接应用于钻头滑动轴承的设计。     

相对湿度对材料表面粘附力影响的研究

利用自制微摩擦及粘附力测试装置考察了在微载荷条件下,相对湿度对Si(100)材料表面粘附力的影响,分析了在大气环境中水分子的毛细作用力和范德华力对粘附力的贡献,并以BET吸附模型为基础推导出考虑湿度影响的粘附力计算公式.结果表明:在微载荷条件下,相对湿度对材料表面的粘附力影响十分显著,随着相对湿度升高粘附力增加,特别是相对湿度RH在40%～80%之间时,粘附力变化最为显著;当相对湿度RH小于20%时,范德华力大于水的毛细作用力且占主导地位;当相对湿度RH大于20%后,水分子的毛细作用力不断增加,同时范德华力因水膜的存在而降低,水的毛细作用力占主导地位.     

First-principles study of electronic properties of interfacial atoms in metal-metal contact electrification

The mechanism of contact electrification between metals was studied using the first-principles method, taking the Ag-Fe contact as an example. Charge population, charge density difference, the orbitals and densities of states (DOS) were calculated to study the electronic properties of the contacting interfacial atoms. Based on the calculation, the amount of contact charge was obtained. The investigation revealed that the electrons near Fermi levels with higher energies transfer between the outermost orbitals (s orbitals for Ag and d orbitals for Fe). Meanwhile, polarized covalent bonds form between the d electrons in the deep energy states. These two effects together lead to an increase of charge magnitude at the interface. Also, the electrons responsible for electrification can be determined by their energies and orbitals.     

一种滑动轴承试验台的研制与牙轮钻头镶嵌滑动轴承磨擦损性能的台…

在石油钻井中，滑动轴承牙轮钻头的应用日益增多，但轴承的工作环境却相当恶劣。为了提高钻头滑动轴承的工作寿命，并为这类轴承的设计提供科学依据，针对其实际应用工况，特殊设计制造了一种ＩＰＧ－２型滑动轴承试验台，并且利用其在３０ＫＮ、４０ＫＮ和５０ＫＮ的３种载荷条件下，对牙轮钻头镶嵌铜合金的滑动轴承进行了台架试验研究，着重考察了铜合金镶嵌区尺寸之大小对轴承磨擦磨损性能的影响，结果表明，在相邻两个镶嵌区之间     

Weakening effect of plastic yielding inception in thin hard coating systems

Hard coatings have been widely applied to enhance tribological performance of mechanical components.However,it was predicted that thin hard coatings may have a weakening effect which could reduce the coating/substrate system’s resistance to plastic yielding compared with the uncoated substrate material.In this paper,analytical simulation is utilized to investigate the origin of weakening effect.The functions of material mechanical properties and coating thickness on the weakening effect are theoretically investigated.Partial-unloading spherical nanoindentation tests are performed on tungsten coated single crystalline silicon and copper to acquire the stress-strain curves and compared with the uncoated cases.The experimental results are in consistence with the analytical solutions,demonstrating the presence of weakening effect.     

利用集总参数法测量材料对激光的吸收率

材料对激光吸收的研究工作对激光加工的发展有着非常重要的意义.而吸收率测量方法的研究是材料对激光吸收研究工作的基础.从量热的角度出发,利用传热学中的集总参数法建立了测量吸收率的方法,设计了相应的试验装置,并测量了几种常用工程材料对激光的吸收率. 关键词： 集总参数法 吸收率 激光     

材料表面之间黏附过程分析

对两材料表面黏附过程进行了理论分析，得出了跳触距离的计算公式，发现跳触距离与试样的几何尺寸和系统的刚度有关，而且也受到相对湿度的影响. 利用单峰接触模型和幂律流体的本构方程，对材料表面吸附的水膜进行了动力学分析，改进了描述拉开力和停留时间关系的方程. 并利用自制的黏附力测试装置对跳触力和拉开力进行了测试和分析. 关键词： 黏附 范德华力 相对湿度 水膜     

葫芦形微凹坑对不锈钢表面摩擦学性能的影响

本文中利用皮秒激光系统对不锈钢表面进行织构化处理,通过Fluent有限元软件和UMT-2摩擦磨损试验机分析了非规则对称葫芦形织构表面的摩擦学性能,并与具有规则对称性的圆凹坑织构试样及光滑织构试样进行对比,同时利用S-3400 N扫描电镜观察试样表面的磨痕形貌.结果表明:润滑状态下葫芦形正方向织构试样的摩擦系数要明显低于圆凹坑织构试样及无织构光滑试样,葫芦形反方向织构试样的摩擦系数与圆凹坑织构试样相近.这主要是由于织构形状及润滑液流动方向对织构试样产生流体动压效应的影响较大.因此,在润滑液流动方向上,扩大织构自身形状的收敛区间可以强化织构的流体动压效应,这一结论将为进一步优化织构形状提供有力参考.