检索结果-内蒙古大学图书馆

摩擦学学报 2000年第4期20卷 310-312页

作者：刘金龙葛世荣陈国安吴振芳中国矿业大学机电学院江苏徐州221008 工程兵指挥学院三系江苏徐州221004

磨合是新机器投入正常运行前所必须经历的一个过程 .合理的磨合可防止机器在早期发生咬合 ,从而极大地延长其使用寿命 .基于磨损表面的分形表征、经典接触理论和磨损理论 ,建立了磨合磨损预测分形模型 .以铜合金销和45#钢盘试样组成摩擦... 详细信息

磨合是新机器投入正常运行前所必须经历的一个过程 .合理的磨合可防止机器在早期发生咬合 ,从而极大地延长其使用寿命 .基于磨损表面的分形表征、经典接触理论和磨损理论 ,建立了磨合磨损预测分形模型 .以铜合金销和45#钢盘试样组成摩擦副 ,在销 -盘摩擦磨损试验机上进行了磨合试验 .研究结果表明 ,基于所建立的模型的磨损率预测结果与试验结果基本吻合 .

关键词：磨合磨损模型分形几何预测模型表面形貌

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轴承磨损的切片式半解耦损伤数值模拟方法

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机电工程 2023年第9期40卷 1371-1378页

作者：李文婧王泓晖刘贵杰田晓洁李亚楠中国海洋大学工程学院山东青岛266000

轴箱轴承是高速动车组(EMU)走行部的关键部件,往往处于高速甚至超高速的运行状态,其轴承的磨损是一个非常突出的问题。建立转向架轴承的磨损模型,模拟在轨道激励载荷因素作用下滚动轴承的磨损状态,进行轴承的磨损损伤分析具有重要意义... 详细信息

轴箱轴承是高速动车组(EMU)走行部的关键部件,往往处于高速甚至超高速的运行状态,其轴承的磨损是一个非常突出的问题。建立转向架轴承的磨损模型,模拟在轨道激励载荷因素作用下滚动轴承的磨损状态,进行轴承的磨损损伤分析具有重要意义。针对动车组转向架轴箱轴承磨损监测难、分析难的问题,基于数值模拟方法,对轴箱轴承的磨损损伤分析方法进行了探究,为降低有限元模型的分析计算时间成本,提出了一种轴承切片式半解耦损伤分析方法。首先,将轴承三维模型径向等距切分成有限数量的二维切片,对二维轴承切片模型进行了磨损分析;然后,基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)自适应网格偏移技术以及UMESHMOTION子程序,提出了轴承模型磨损有限元分析方法(流程);最后,利用高斯过程非线性拟合完成了三维轴承磨损状态复现,得到了轴承内圈的磨损分布规律,并对该模型的高效性与收敛性进行了对比分析。研究结果表明:利用二维切片拟合磨损分析方法的计算效率获得了大幅提高,同时该方法的准确性也较为可靠,与传统方法相比,其误差在10%以内;另外,轴承内圈磨损较为严重的区域出现在滚子与内滚道接触的边缘位置,而接触区域中心位置的磨损程度与边缘相比较轻。

关键词：轴箱轴承滚动轴承转向架轴承磨损模型磨损损伤切片式半解耦任意拉格朗日-欧拉(ALE)自适应网格偏移技术

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水电工程过流部件柔性涂层材料泥沙磨损及抗磨能力研究

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中国农村水利水电 2023年第11期 152-157页

作者：张攀姚兵邓万权刘小兵西华大学流体及动力机械教育部重点实验室四川成都610039

水电工程尤其是水电站水轮机过流部件在含沙水中的泥沙磨损是很普遍的问题,严重时会导致过流部件的破坏,水电站不得不停机检修和维护,造成巨大的经济损失。对研制的柔性抗磨材料涂层应用在水电工程中的管道和水轮机导叶试件的泥沙磨损... 详细信息

水电工程尤其是水电站水轮机过流部件在含沙水中的泥沙磨损是很普遍的问题,严重时会导致过流部件的破坏,水电站不得不停机检修和维护,造成巨大的经济损失。对研制的柔性抗磨材料涂层应用在水电工程中的管道和水轮机导叶试件的泥沙磨损进行了试验研究,结果表明本柔性抗磨涂层材料的泥沙磨损比常用抗磨不锈钢材质小的多,大大提高了水电工程过流部件的抗磨能力。并结合过流部件表面速度测试结果,建立了水电工程过流部件泥沙磨损预估数学模型,为类似水电工程过流部件的泥沙磨损提供了预估方法,也为水电工程尤其是水电站的运行检修维护提供了技术支撑。

关键词：水电工程过流部件柔性抗磨涂层材料泥沙磨损试验磨损模型抗磨能力

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应用数值模拟的钢球检测展开轮磨损寿命预测

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哈尔滨理工大学学报 2020年第2期25卷 50-56页

作者：潘承怡李侠赵彦玲向敬忠李威哈尔滨理工大学机械动力工程学院哈尔滨150080

磨损是轴承钢球展开轮的主要失效形式,展开轮磨损达到一定程度则对钢球表面的展开作用失效。针对展开轮寿命预测问题,根据展开轮结构和展开原理建立展开轮的临界失效条件,以经典的Archard磨损模型为基础,结合有限元法,提出离散化的Arch... 详细信息

磨损是轴承钢球展开轮的主要失效形式,展开轮磨损达到一定程度则对钢球表面的展开作用失效。针对展开轮寿命预测问题,根据展开轮结构和展开原理建立展开轮的临界失效条件,以经典的Archard磨损模型为基础,结合有限元法,提出离散化的Archard磨损模型,并建立展开轮磨损寿命预测模型。利用ANSYS软件对展开轮磨损进行数值模拟,得到磨损深度与磨损次数的关系方程。通过算例验证了本寿命预测方法的有效性,为钢球检测展开轮系列化设计和实际应用提供了理论基础。

关键词：钢球展开轮磨损模型数值模拟有限元寿命预测

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往复摆动工况下MoS2润滑球铰磨损及寿命评估研究

往复摆动工况下MoS2润滑球铰磨损及寿命评估研究

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作者：陈爽燕山大学

学位级别：博士

球铰在并联机构、工业机器人、汽车等设备中得到广泛应用,其摩擦磨损性能及磨损寿命影响着设备的服役时间和可靠度。采用二硫化钼（MoS2）润滑的精密球铰,固体润滑层的磨损是球铰最主要的失效形式。由于球铰在承受外载荷作用同时不断往... 详细信息

球铰在并联机构、工业机器人、汽车等设备中得到广泛应用,其摩擦磨损性能及磨损寿命影响着设备的服役时间和可靠度。采用二硫化钼（MoS2）润滑的精密球铰,固体润滑层的磨损是球铰最主要的失效形式。由于球铰在承受外载荷作用同时不断往复摆动,其摩擦磨损过程复杂,导致建立考虑多因素耦合影响的球铰磨损模型非常困难。且目前缺少基于机构精度的球铰磨损失效评价方法,致使无法准确预测精密机构中球铰的磨损寿命。本文通过理论分析、数值模拟以及实验研究方法,建立MoS2润滑球铰的磨损模型,进行球铰磨损寿命评估研究,并阐明MoS2润滑球铰往复摆动工况下的磨损机理。基于赫兹接触理论建立了MoS2薄膜的摩擦因数模型,在此基础上,根据摩擦耗散能法,建立了MoS2薄膜的磨损模型,该模型可以简单、有效地预测法向载荷和滑动速度耦合作用下固体润滑薄膜的磨损量。改变润滑条件,分别在干摩擦、固体-油复合润滑和固体-脂复合润滑下,拓展研究了基底表面粗糙度对MoS2基润滑膜摩擦磨损性能的影响。当基底表面粗糙度在0.01～0.26μm之间时,固体-油复合润滑的MoS2基薄膜具有更好的耐磨性,固体-脂复合润滑的MoS2基薄膜摩擦磨损性能最差。依据协调接触理论建立了MoS2膜/基系统完整球面接触力学模型,通过有限元仿真技术进行验证和修正,将膜/基系统接触力学模型应用于结构优化固体润滑球铰中。结合MoS2薄膜的磨损模型,建立了MoS2润滑球铰的磨损模型,分别计算单旋转、单倾斜及其复合往复摆动下固体润滑球铰的磨损率,实现了复杂工况下对固体润滑球铰磨损率的定量预测。进一步研究摆角大小和摆动频率对固体润滑球铰磨损率的影响规律。研制了往复摆动工况下球铰的摩擦磨损实验机,研究不同摆动方式、外载荷和摆动频率对MoS2润滑球铰摩擦磨损性能的影响规律,并分析其磨损机理。在球铰往复摆动方式下MoS2润滑膜磨粒参与润滑过程,能够有效降低球铰的磨损率。通过球铰的往复摆动摩擦磨损实验,进一步对MoS2润滑球铰磨损理论模型进行验证,提出了固体润滑球铰磨损模型动载荷系数的修正方法。基于机构精度构建了球铰的磨损寿命评价体系,该体系采用绝对值精度指标和无量纲精度指标,可量化分析机构的精度特性。提出了建立球铰磨损间隙与机构精度指标之间映射关系的方法,通过机构精度阈值得到最大允许磨损间隙值及最大允许磨损量。根据磨损率和最大允许磨损量的随机性,建立了MoS2润滑球铰的概率可靠性模型,进一步针对最大允许磨损量的模糊性,建立了球铰磨损寿命的模糊可靠性模型。以经典的3-RPS并联机构为例,明确了MoS2润滑球铰磨损间隙与机构精度指标之间呈显著线性关系,并分别利用MoS2润滑球铰的概率可靠性和模糊可靠性模型进行了磨损寿命预测,对比分析表明MoS2润滑球铰的模糊可靠性模型能够更加真实地反映磨损的安全程度,可用于预测固体润滑球铰的磨损寿命。此外,在含多个球铰机械系统及真空环境下,分别研究MoS2润滑球铰的模糊可靠性磨损寿命,能比较客观地逼近工程实际。

关键词：固体润滑球铰 MoS2薄膜磨损模型寿命评估模糊可靠性

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立轴冲击式破碎机抛料头磨损分析及转子结构优化

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矿业研究与开发 2023年第11期43卷 188-194页

作者：龙启涛赵丽梅曹振孙可吴灿辉李松贵州大学机械工程学院贵州贵阳550025

立轴冲击式破碎机在工作过程中抛料头磨损严重,需要经常更换,严重影响破碎机的运转工作效率。为了减轻抛料头的磨损,同时保证破碎机的破碎效果,通过离散单元法建立抛料头的磨损模型,并结合正交试验、回归分析和多目标优化等方法对破碎... 详细信息

立轴冲击式破碎机在工作过程中抛料头磨损严重,需要经常更换,严重影响破碎机的运转工作效率。为了减轻抛料头的磨损,同时保证破碎机的破碎效果,通过离散单元法建立抛料头的磨损模型,并结合正交试验、回归分析和多目标优化等方法对破碎机转子的结构参数进行优化。研究结果表明,当转子直径为790 mm、导料板安装角度为37.2°、分料锥高度为37.9 mm时,抛料头的磨损程度较小,且不会降低破碎机的破碎效果。研究结果可为立轴冲击式破碎机转子系统耐磨性的优化设计提供理论参考。

关键词：立轴冲击式破碎机磨损模型离散单元法正交试验回归分析多目标优化

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表面微结构参数对轴承钢球展开轮磨损量的影响

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哈尔滨理工大学学报 2021年第6期26卷 40-46页

作者：潘承怡曹冠群童圆栖常佳豪哈尔滨理工大学机械动力工程学院哈尔滨150080

为研究轴承钢球展开轮表面微结构主要参数(面积、形状、深度)对干摩擦条件下展开轮磨损量的影响,采用正交试验法对不同参数的微结构表面进行试验,应用仿真软件进行应力分析,得到不同几何参数微结构的微观应力分布状态,结合试验与应力分... 详细信息

为研究轴承钢球展开轮表面微结构主要参数(面积、形状、深度)对干摩擦条件下展开轮磨损量的影响,采用正交试验法对不同参数的微结构表面进行试验,应用仿真软件进行应力分析,得到不同几何参数微结构的微观应力分布状态,结合试验与应力分析的结果对Archard磨损模型进行修正。结果表明:减磨效果最好的是菱形微结构,单坑面积为3.14×10^(-2) mm^(2),深度为150μm。发现不同几何参数微结构的高应力区分布位置,推导出包含微结构主要参数变量的磨损量计算模型,可为微结构展开轮的设计及寿命预测提供理论依据。

关键词：表面微结构参数轴承钢球展开轮正交实验法应力仿真磨损模型

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基于机器学习的钢轨磨损预测方法研究

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润滑与密封 2024年

作者：贾云飞丁昊昊肖乾王文健刘启跃西南交通大学摩擦学研究所西南交通大学机械工业高速摩擦副损伤机理和防护技术重点实验室华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室

随着铁路高速化与重载化发展，现场使用的钢轨材料种类愈加繁杂，其磨损行为也更加复杂。准确地预测现场钢轨磨损规律，对钢轨选用与安全服役具有重要作用。随着机器学习在铁路领域的应用，为磨损预测提供了新手段。鉴于此，利用机器学... 详细信息

随着铁路高速化与重载化发展，现场使用的钢轨材料种类愈加繁杂，其磨损行为也更加复杂。准确地预测现场钢轨磨损规律，对钢轨选用与安全服役具有重要作用。随着机器学习在铁路领域的应用，为磨损预测提供了新手段。鉴于此，利用机器学习建立了磨损模型和钢轨磨损预测方法。首先，建立了以材料硬度比、接触应力、转速、蠕滑率为特征的数据集。然后，利用机器学习的反向传播神经网络（BPNN）、卷积神经网络（CNN）和极限梯度提升（XGBoost）算法，分别建立磨损模型，评估后发现BPNN算法最适合该数据集结构；在BPNN算法中加入贝叶斯算法(BO)优化超参数，结果表明BO-BPNN算法模型精度和泛化能力进一步提升，准确率达到0.942。最后，利用BO-BPNN磨损模型、动力学仿真和数值计算建立了磨损预测方法，利用该方法对PG4和PG5两种钢轨进行磨损预测，发现硬度更高的PG5材料耐磨性能更优。本文建立的磨损预测方法为钢轨磨损行为预测提供了新方法，可指导现场钢轨材料选用和运营维护。

关键词：神经网络磨损模型动力学仿真钢轨磨损预测方法

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面向钢轨打磨的砂带磨损机理与规律研究

面向钢轨打磨的砂带磨损机理与规律研究

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作者：何喆北京交通大学

学位级别：博士

钢轨在服役过程中受列车轮对反复施加的可变载荷作用极易诱发各种病害。钢轨打磨是消除这些病害最为有效的工程方法,而如何提高打磨效率以解决打磨天窗时间短与打磨作业量大之间的矛盾成为当前钢轨养护领域面临的一个重要课题。近年来... 详细信息

钢轨在服役过程中受列车轮对反复施加的可变载荷作用极易诱发各种病害。钢轨打磨是消除这些病害最为有效的工程方法,而如何提高打磨效率以解决打磨天窗时间短与打磨作业量大之间的矛盾成为当前钢轨养护领域面临的一个重要课题。近年来随着砂带制造技术的不断发展,基于砂带磨削的钢轨高效打磨技术,凭借其材料去除效率高、冷态磨削、弹性接触等优势,正逐步应用于实际工程中。然而,相对于常用磨具砂轮,砂带多为单层磨料,其可用磨料数目受到砂带尺寸制约,所导致的低服役寿命阻碍了钢轨砂带打磨技术的进一步发展与应用。为此,本文以钢轨打磨为应用背景,深入开展砂带磨损形式、磨损机理与磨损规律等方面的研究,以便科学地制定打磨模式和打磨工艺,充分发挥砂带的磨削能力,实现砂带钢轨打磨的高效工程化应用。首先,依据钢轨打磨效率优先的作业特征与恒压力打磨下砂带宏观材料去除特点,定义了钢轨打磨工况下的砂带服役寿命。以砂带服役寿命为主要指标,将钢轨表面磨后粗糙度作为约束条件开展砂带选型试验,阐述了适用于钢轨打磨的砂带特征。开展了砂带全服役期的磨削试验,明确了砂带的三种典型磨损形式——破碎、钝化、脱落。随后,探索典型磨损形式的特征及其磨损机理。基于“砂带包埋法”对发生不同磨损形式的磨粒内部微观结构进行了研究。发现钝化磨粒内部的层状结构,经多种表征手段揭示了钝化磨粒磨耗本质为磨粒内部发生同质异晶转化现象诱发的磨料剥离。为准确把握钝化磨粒的材料消耗速率,以磨损率为基础结合硬质锥形磨粒磨削特点建立了磨粒钝化磨损模型,并通过划擦试验对磨损模型进行了验证。将磨粒内部孔隙受力问题转化为硬脆材料内部椭圆孔口问题,建立并求解了孔周应力方程获得了破碎磨粒内部裂纹拓展规律,结合基于郎肯准则发现的磨粒外部裂纹拓展规律,获得了磨粒破碎后多峰结构的形成原因。依据静力平衡条件建立了脱落磨粒根部的受力模型,揭示了磨粒发生脱落的影响因素。其次,提出磨损的发生条件以及各磨损形式的临界条件。将弹性接触轮与钢轨的三维接触问题转化为弹性圆与刚性圆内切接触的二维平面问题,并求解接触轮受压形变,结合接触轮与钢轨表面的几何距离、砂带磨粒的出刃高度,推导磨粒磨损的发生条件并通过有限元方法进行验证。在此基础上,将磨粒破碎与钝化的临界条件问题抽象为硬脆材料内部裂纹拓展问题,求解裂纹拓展方程并对应至磨粒钝化与破碎的临界条件。开展压痕试验与高速摩擦试验,分别在静态与动态条件下对不同磨损形式的临界条件进行验证并结合试验中磨粒损失体积绘制了磨损机制图。最后,建立了砂带磨损模型并研究了砂带磨损规律。统计多磨粒磨损时的形貌特征,抽象出用以评价砂带磨损程度的表征参量。模拟静电植砂工艺,将多面体磨粒模型依据随机振动法均匀散布于砂带表面,进而实现砂带虚拟形貌的创成。在此基础上,依据磨粒磨损的材料损失特点,考虑磨损形式发生转化的特殊情况对虚拟形貌的磨粒形状进行更新,获得砂带磨损演化模型并对其有效性进行了验证。依据该模型研究了工艺参数对磨损过程、磨损形式的影响规律。

关键词：钢轨打磨砂带磨损砂带包埋法临界条件磨损机理磨损模型磨损规律

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氮化硅陶瓷球研磨过程中微磨料磨损形式的转变

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兵器材料科学与工程 2021年第3期44卷 49-57页

作者：吴玉厚沙勇李颂华田军兴沈阳建筑大学高档石材数控加工装备与技术国家地方联合工程实验室辽宁沈阳110168 沈阳建筑大学机械工程学院辽宁沈阳110168

为探究氮化硅陶瓷球研磨过程中的磨料磨损,在Rtec MFT5000摩擦试验机上,用不同载荷及不同浓度的金刚石磨料对其进行磨损试验,用VHX-1000超景深显微镜和S-4800扫描电镜观察磨损表面,确定其磨损形式,绘制摩擦因数的拟合关系曲线图。考虑... 详细信息

为探究氮化硅陶瓷球研磨过程中的磨料磨损,在Rtec MFT5000摩擦试验机上,用不同载荷及不同浓度的金刚石磨料对其进行磨损试验,用VHX-1000超景深显微镜和S-4800扫描电镜观察磨损表面,确定其磨损形式,绘制摩擦因数的拟合关系曲线图。考虑部分实际工况,建立二、三体磨损模型。结果表明:磨料浓度对磨损形式转变的影响大于载荷。磨料质量分数为5%时出现明显沟槽;质量分数为20%时沟槽较浅;质量分数为35%时几乎无沟槽。计算确定磨损形式的转变临界值D/h≈1.6,当D/h<1.6时,二体磨损逐渐转变为三体磨损,随磨料浓度增大,材料表面磨损程度降低,D/h接近1,在磨料质量分数超过35%时,磨损形式几乎全部转变为三体磨损,试验初始摩擦因数较高随后降低并趋于平稳,不同磨料浓度造成摩擦因数差值较大,不同载荷造成摩擦因数差值较小。减小载荷或增大磨料浓度使D/h减小,能适当降低磨损程度,摩擦因数主要与滚动、滑动磨粒数量有关,滑动磨粒数量越多摩擦因数越大,摩擦因数波动随载荷增大而减小。

关键词：磨损形式磨损模型磨损表面摩擦因数转变临界值

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