国家自然科学基金(51275046)
- 作品数：7 被引量：9H指数：2
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- 涂覆DLC薄膜的微球轴承接触特性研究被引量：1
- 2015年
- 对涂覆DLC薄膜的MEMS球轴承的接触性能进行理论研究。根据微球轴承的接触型式,建立微球与表面涂覆DLC薄膜的滚道之间的有限元模型,考察不同DLC薄膜弹性模量和厚度,以及不同微球材料和直径对微球轴承接触特性的影响。结果表明,高弹性模量的厚DLC薄膜可以降低微球轴承滚道表面的最大径向拉应力和界面剪切应力,但却提高了最大接触压力;轴承内的轴向最大von Mises等效应力和界面应力梯度可通过减小DLC薄膜的弹性模量或增加薄膜厚度来降低;直径较大的440C不锈钢微球可以改善涂覆DLC薄膜的微球轴承的接触性能。
- 王犇王晓力王振波
- 关键词：MEMSDLC薄膜
- 润滑油的非牛顿特性对混合润滑和疲劳寿命的影响
- 多数采用油润滑的高副接触元件通常工作在混合润滑机制下,此时载荷由油膜和粗糙峰共同承担,其失效形式通常为接触疲劳。在这种重载和高剪应变率工况下,描述润滑油流变性的Ree-Eyring模型实际上应该称为sinh-law模型。...
- 闫晓亮王晓力张玉言
- 关键词：混合润滑
- 文献传递
- 高速滚动轴承-转子系统的动力学特性研究
- 考虑滚动体与滚道间的弹流润滑油膜,研究了高速滚动轴承平衡转子系统的动力学特性。在非稳态弹流润滑计算的基础上数值拟合了单个滚动体-滚道接触副的刚度系数和阻尼系数计算公式,建立了转子系统的动力学微分方程。通过数值积分的方法获...
- 张玉言王晓力闫晓亮
- 关键词：非线性动力学弹流润滑
- 文献传递
- 材料的非均质性对弹流润滑性能影响的研究
- 针对材料的非均质性,建立了非均质点接触弹流润滑数值模型。基于等效夹杂原理,在非均质区附加上等效的特征应变量,通过表面特征位移建立了非均质接触问题与润滑接触问题的关系,并利用半解析法、共轭梯度法和FFT技术进行了数值求解,...
- 张玉言王晓力闫晓亮
- 关键词：非均质弹流润滑半解析法
- 文献传递
- 硅微球轴承关键工艺
- 2016年
- 首先,对微球轴承的滚道结构、滚动体数目和轴承腔通气孔进行了设计。其次,采用环形刻蚀(Halo etch)技术实现了叶片层上多特征尺寸结构的加工,提高了刻蚀速率的一致性和图形精度,为降低转子不平衡量、提高微球轴承的高速运转稳定性提供保障。此外,利用中间层键合(Intermediate-layer bonds)技术和遮罩(Shadow mask)技术制造出封闭的轴承腔,避免了由于温度过高而产生的微球热变形,同时避免了由于中间层材料沉积在滚道中而引起的轴承腔堵塞和微球粘黏滚道。本研究为微机电系统(MEMS)微球轴承设计和制造提供了新的技术途径。
- 王犇王晓力
- 关键词：机械制造工艺与设备微机电系统遮罩
- 织构化硅片表面的粘着行为
- 2015年
- 为研究织构化表面的粘着行为,采用电感耦合等离子体刻蚀技术在硅片表面进行柱状织构的构筑。使用扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）对织构化硅片表面的形貌进行观测,利用原子力显微镜进行粘着试验,并考察织构对表面粘着性能的影响规律。结果表明：经过织构化的硅片表面上形成了较为规整均一的柱状织构,在相同试验条件下与未织构面相比,织构面上的粘着力显著降低（下降了73%~77%）,表明表面织构的存在减小了接触面积;当相邻织构间的距离一定时,具有较小直径的织构表面更有利于粘着力的减小;表面织构同时降低了范德华力和毛细力的大小,使范德华力减小了88%~89%,毛细力减小了62%~68%;无论是在未织构面还是织构面上,毛细力对表面粘着力的贡献均处于重要地位。
- 刘舒鹏王晓力司丽娜张玉言
- 关键词：硅片表面织构
- 硅微球轴承接触问题的有限元分析
- 2015年
- 利用有限元分析软件Abaqus建立了硅微球轴承的有限元模型,采用有限单元法(FEM)对微球与硅滚道的接触问题进行数值求解。考察了微球的不同尺寸和材料对硅微球轴承滚道接触应力的影响。结果表明:随着微球尺寸的增大,滚道表面最大接触压力和滚道内最大Mises应力均减小;随着微球公转速度的增大,微球材料密度对滚道侧壁表面接触压力和侧壁内Mises应力有显著的影响。该研究将为MEMS旋转机械中硅微球轴承的设计提供理论依据。
- 王振波王晓力王犇
- 关键词：有限元MEMS
- 考虑剪切速率及温度影响的气油两相流本构方程被引量：4
- 2015年
- 针对目前关于气油两相流本构方程的研究仅限于极低剪切速率范围,且均没有考虑温度影响的现状,构建气油两相流的制备装置,提出基于图像分析的气油两相流含气率的测定方法,通过Physica MCR 101旋转式流变仪测试不同温度及含气率下较宽剪切速率范围内气油两相流的流变特性,考察剪切速率、温度及含气率对气油两相流流变特性的影响规律,给出适用于不同剪切速率及温度范围的CD15W/40润滑油气油两相流的黏度模型及本构方程。结果表明,在同一剪切速率下,气油两相流的剪切变稀性质随着温度的升高而减弱,随着含气率的增加而增强。气油两相流含气率对其黏度的影响与剪切速率有关,随着含气率的增加,气油两相流的黏度在较低剪切速率下增加,但在较高剪切速率下减小。
- 杨华蕊王晓力杜晋芳
- 关键词：气油两相流流变特性本构方程
- 非稳态弹流润滑状态下滚动体-滚道摩擦副的动力特性研究被引量：3
- 2012年
- 针对滚动体-滚道摩擦副,建立了点接触非稳态弹流润滑数学模型,利用FFT技术和半解析算法数值求解了接触体在自由振动过程中油膜压力和膜厚的变化,同时结合有阻尼系统的自由振动模型,给出了预测点接触摩擦副动力特性的方法,在较宽的载荷和速度范围内分析了接触副的等效刚度系数和阻尼系数的变化.结果表明:根据接触副的实际工作载荷和速度所确定的无量纲自然频率来进行非稳态弹流的计算所得到的膜厚结果更接近实验值;在接触体的振动过程中油膜的压力和厚度在平衡位置附近上下波动,且由于润滑油膜的作用接触体的振动幅值逐渐减小;刚度系数随载荷参数的增加而增加,随速度参数的增加而减小,而阻尼系数的变化规律较复杂,在不同的载荷和速度范围内呈现出不同的变化趋势.
- 张玉言王晓力闫晓亮
- 关键词：非稳态弹流润滑
- 纳米沟槽表面黏着接触过程的分子动力学模拟研究被引量：1
- 2014年
- 采用大规模分子动力学方法研究了刚性球型探头与具有不同纳米沟槽基体表面的黏着接触过程,探讨了表面沟槽结构对载荷-位移曲线、接触引力和拉离力以及材料转移的影响规律.研究结果表明:在相同的压入深度下,与原子级光滑表面的黏着接触过程相比,刚性探头与具有纳米沟槽结构基体表面的接触压力较小,接触加载过程中的引力作用范围较大,并伴随载荷的多次跳跃,且接触引力和拉离力均有减小;当沟槽深度相同时,随着沟槽宽度的增大,接触引力和拉离力逐渐减小,当沟槽宽度逐渐接近探头与光滑表面的接触直径时,接触引力和拉离力又逐渐增大,趋于接近探头与光滑表面的接触过程;当沟槽宽度相同时,随着沟槽深度的增大,接触引力相对减小,拉离力变化不大.
- 司丽娜王晓力
- 关键词：分子动力学模拟
