特殊工況（磁場作用、水潤滑）下的材料摩擦行為及應(yīng)用研究.pdf

1、機械設(shè)備零部件的摩擦磨損狀態(tài)會直接影響系統(tǒng)的運行狀況。為保證正常運作，系統(tǒng)需要根據(jù)不同環(huán)境下摩擦學行為的變化做出相應(yīng)調(diào)整。磁場作用下，金屬材料摩擦副表面會加速氧化，材料自身會發(fā)生磁致伸縮、表面顯微硬度增加、塑性增大、內(nèi)應(yīng)力下降等多種物理性質(zhì)的變化，對其摩擦學性能產(chǎn)生影響。磁場作用下摩擦學行為的研究無論是對提高強磁場工況下機械系統(tǒng)工作效率，還是精密儀器在弱磁場作用下保證正常運作均有著重要意義。此外，為適應(yīng)環(huán)保理念，減少污染，簡化軸承潤滑系

2、統(tǒng)，越來越多船舶開始使用水潤滑艉軸管軸承，研究水潤滑艉軸管軸承的摩擦學行為對優(yōu)化船舶動力系統(tǒng)設(shè)計、提高船舶運行效率和改善船舶啟動時劇烈震動的問題有著重要意義。
　　本文基于多功能摩擦磨損試驗機/微摩擦試驗機（UMT-3），分別在磁場環(huán)境下對涂覆防氧化膜的金屬材料摩擦副、水潤滑條件下高分子材料摩擦副進行了系統(tǒng)的摩擦學試驗，探明了磁場作用對材料摩擦學行為的影響和機理，以及水潤滑條件下船舶艉軸管軸承材料的摩擦學行為。作為磁場摩擦學應(yīng)用的

3、延伸，針對動力吸振器，采用拓頻控制方法，對磁流變彈性體吸振器的拓頻控制與優(yōu)化進行了仿真模擬研究。具體工作內(nèi)容如下：
　　首先，為防止金屬材料在摩擦過程中氧化，設(shè)計并制備了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/磁性薄膜雙膜系。在外磁場作用下，研究了外加載荷和磁場強度對往復(fù)滑動聚甲基丙烯酸甲酯/磁性薄膜雙膜系摩擦性能的影響，理論分析了磁場作用下磁場誘發(fā)的磁性力與摩擦副物理性質(zhì)變化對摩擦力和摩擦系數(shù)的影響，為磁性薄膜的界面介質(zhì)設(shè)計與控制提供了依

4、據(jù)。
　　其次，制備了三種船舶水潤滑艉軸管軸承材料 UHMWPE、Thordon和Ferofrom的銷針，ZCuSn10Zn2銷盤。對水潤滑、低速重載下，摩擦副相對滑動速度、載荷對其粘滑現(xiàn)象的影響開展了研究，通過檢測材料親疏水性、自潤滑特性和試驗后試樣磨損界面的表面形貌等理論分析，揭示了不同材料、相對滑動速度、載荷對粘滑現(xiàn)象強弱的影響和機理，為船舶艉軸管軸承設(shè)計、材料選取提供了依據(jù)。
　　最后，作為磁場摩擦學應(yīng)用的延伸研究工