凹坑表面形貌在面接触润滑状态下的减阻研究

设计了一套试验装置,并在面接触润滑状态下,进行凹坑表面形貌的润滑试验.结果表明,在一定的试验条件下,由于摩擦副接触面上凹坑形貌的存在,可观察到有气泡稳定存在于油膜中.气泡的存在取决于凹坑的深度和润滑油量,凹坑深度越深,润滑油量越少,稳定存在的气泡比例越高.分析可知,由于接触面中气油界面的弯月面力作用,气泡被封存于凹坑中,从而能稳定存在,因此,在乏油润滑时,在润滑油和气泡的共同承载作用下,较其他试样,摩擦力明显减小.在面接触润滑时,从乏油润滑到全膜润滑的过程中,存在着一个最优凹坑深度,在此深度时,摩擦阻力最小.通过计算分析可知,凹坑的最优深度和摩擦副间距大小相当,且理论分析结果和试验结果吻合.     

基于BP神经网络的磨损微粒智能识别

磨粒图象自动分析与识别问题不但是铁谱技术发展需要解决的关键问题,同时也是针对机械设备磨损工况的状态监测与故障诊断后续信息流程实现自动化、智能化和系统化时遇到的关键技术难点和重点．本文在分析综述近年有关研究方法和结果的基础上,提出解决这一问题的新的研究思路,及相应的处理流程、模型和软件实现,并给出了具体的实验结果．本文提出的流程可用于其它微粒图象（如血液细胞分析）自动识别领域．     

基于微空泡效应的疏水性展向微沟槽表面水下减阻研究

超疏水表面在水下的减阻效果随着来流冲刷时间的增加会逐渐减小甚至会出现粗糙增阻的现象,而这种现象的本质在于超疏水表面裂隙中驻留的气相结构在来流的作用下会不断地从表面脱离.针对超疏水表面的裂隙中驻留的气相结构在水下不稳定的情况.本文通过对表面微结构的设计,利用疏水性展向微沟槽结构使驻留在沟槽内部的气相结构被相邻沟槽间的脊状结构挡住,从而不能轻易的被水流冲刷掉.实验结果表明该表面不仅能使气相结构在表面微结构内稳定驻留,而且基于稳定驻留在表面结构内的气相结构,在来流作用下会有新的气相结构生成.虽然表面上不稳定的气相结构会随流速的增加而加剧地脱离表面,但是可再生的气相结构能够补充由于冲刷从表面脱离的气体.最终在固/液界面间构建相对稳定的气模.通过粒子图像测速系统(PIV)对近壁面流场进行分析,可得到大于15%的速度滑移量.     

Effect of Electric Field on Conductivity and Vickers Hardness of an Al－Li Alloy

Static electric fields were applied on an aluminium-lithium alloy during solution treatment. The conductivity and Vickers hardness of the quenched A1-Li alloy is changed with the effect of electric field. The Vickers hardness increases with the applied electric field for a certain solutionizing time but decreases with the time under an electric field. In the absence of the electric field, the Vickers hardness and the conductivity increase synchronously, while reversed after electric field treatment. Positive and negative electric fields had the similar effect. The change of the local electron density in alloy caused by electric field is presented to explain the effect.     

旋转圆盘空蚀试验中的硅材料破坏过程研究

利用自制旋转圆盘空蚀试验装置,以流动自来水为介质,对磨片、化抛片、抛光片和刻蚀片等4种硅片进行连续8 h试验以及对磨片进行连续14 h跟踪观察试验,研究硅材料的微观破坏过程,并利用扫描电子显微镜、触针式表面形貌仪和原子力显微镜对其表面微观形貌进行分析.结果表明:经连续8 h空蚀试验后,磨片原始表面的片状层基本消失,表面破坏程度最严重,化抛片次之,其表面尖锐的边缘发生了钝化,抛光片和刻蚀片的表面变化不大;化抛片的表面粗糙度Ra值由227.79 nm降至173.31 nm,抛光片的Ra值由0.483 nm增加至3.455 nm,磨片在14 h试验后其Ra值由0.3304 μm降至0.1965 μm;一定尺度的表面微观形貌对硅材料产生显著影响.     

轿车钢板表面形貌特征参数的提取

通过对典型轿车钢板表面形貌的分析,以形貌与其摩擦学性能的关系为出发点,对粗糙表面、粗糙峰和粗糙谷的分布特性进行了统计分析。结果表明：粗糙表面、粗糙峰和粗糙谷数的统计分布特性与润滑及接触等性能密切相关;针对轿车钢板表面、粗糙峰和粗糙谷数在高度方向概率分布曲线的非Gauss特性,提出采用Weibull概率密度函数的非线性曲线拟合对分布特征进行分析处理。所得拟合参数具有非常明确的物理意义,所此可以采用少量参数来较全面地描述其对应的轿车钢板表面形貌特征分布。     

基于表面设计减阻的水下航行体模型实验与数值分析

针对水下航行体高速航行时提高航速的需要,开展近壁面湍流边界层减阻的研究。进行表面设计使旋涡流动加强导致局部空化从而产生壁面附着的微气泡,以降低流体粘性系数,伴随近壁面湍流结构的改变来实现一定幅度的减阻。设计并进行轴对称体模型在高压循环水洞中的空化现象观测和阻力测量并做了相应条件下的数值计算。。实验和数值结果分析的基本结论比较一致:某种特征表面形貌在湍流中有一定幅度的减阻,局部空化效应在中低流速下牺牲压差阻力而导致航行总阻力升高,在高流速条件下则降低总阻力。     

规则凹坑表面形貌润滑研究

给出了一个研究规则凹坑对表面摩擦性能影响的三销环试验方案,考察了面接触下不同尺寸的规则凹坑对表面润滑性能的影响。结果表明,当规则凹坑表面尺寸适当时,其润滑效果比无规则凹坑表面有较大提高。实验分析表明,规则凹坑对表面摩擦学性能影响的主要因素为规则凹坑润滑所造成的真实接触面积与塑性接触面积的变化,因此在选择凹坑尺寸时,应使表面真实接触面积,尤其是粗糙峰塑性变形程度降低,此外,规则凹坑尺寸除了顶面积大小外,凹坑深度的优化非常重要。