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关键词： 等离子喷涂   Al   O   -13wt.%TiO   结构调控   摩擦磨损  

摘要： 通过改进双送粉等离子喷涂工艺对Al2O3-13wt.%TiO2（AT13） / NiCrAl复合涂层进行结构调控，研究不同结构的复合涂层在载荷为50 N、速度为50 mm / s的往复干摩擦磨损性能。结果表明，与逐层喷涂工艺相比，使用同时送粉喷涂工艺可以有效降低涂层孔隙率，使孔隙率从3.42%降至3.10%。弥散结构的涂层具有最低孔隙率，为2.88%。涂层中孔隙率的降低能够使涂层的结构体系更加均匀，减少摩擦过程中因孔隙而产生的局部应力集中，从而提高涂层的耐磨性能。在复合涂层内部引入界面层能够起到层状效应，在层状复合结构涂层中，叠层数目越多，阻碍裂纹扩展、降低涂层磨损率的效果越显著，多层结构的涂层耐磨性能有显著提升。大载荷下的磨损机制主要以粘着磨损为主，双送粉工艺制备的叠层涂层发生了磨粒磨损。

关键词： 环境工程学   “非尾气”排放   气固两相流模型   轮胎磨损颗粒物(TWPs)   质量浓度分布   呼吸健康  

摘要： 随着新能源汽车的发展以及日益严格的排放法规，轮胎磨损颗粒物（Tire Wear Particles，TWPs）的排放已经超过尾气排放，成为道路交通“非尾气”排放的一个重要来源。研究建立了大客车–花纹轮胎–轮胎磨损颗粒物的气固两相流模型，并探究了不同车速下大客车轮胎磨损颗粒物的空间质量浓度分布特性。结果显示：TWPs的散射轨迹受车辆外部流场和车尾涡旋的影响，不同粒径的磨损颗粒物在散射过程中呈现出明显分层现象；在纵向上，磨损颗粒物扩散高度呈先升高后保持稳定的现象，且扩散高度随车速差异逐渐稳定在3.45～3.76 m；在横向上，最大扩散宽度稳定在6.0 m左右；颗粒物质量浓度沿车侧方向遵循近似的正态分布，在车速为20 km/h，距车辆左右对称面宽度为4.3 m、距地面高度为0.4 m处，达到峰值85.1 μg/m3，在距离对称面宽度为4.0～5.0 m，高度为0～1.0 m范围是呼吸健康的潜在危险区域。研究获取了大客车轮胎磨损颗粒物的空间扩散分布特性和质量浓度分布规律及对生物体呼吸健康的影响，为大客车颗粒物造成的环境问题研究及其捕集策略的制定提供了科学参考。

关键词： 橡胶表面   分形指数-表面粗糙度   磨损形貌   摩擦磨损  

摘要： 为探究干磨擦下不同行程对乙丙橡胶性能的影响，并运用“高度统计分布粗糙度-自仿射分形指数平面”特征分析理论给出橡胶摩擦磨损的性能机理分析，开展了基于不同磨擦行程影响固体橡胶表面的试验，运用VT6100 共聚焦显微镜对乙丙橡胶磨损形貌进行表征，并结合橡胶表面高度分布具有自仿射的特点，求解橡胶表面高度分布的功率谱密度，并依此构建分形指数-表面粗糙度平面，以表征不同磨损状态的橡胶表面，得到不同摩擦行程下各橡胶高度分布的离散程度和表面质量。结果表明：随着橡胶试样摩擦行程的增加，其粗糙度的数值和高度分布离散程度逐步增大，而分形指数的数值先降低后增加，此橡胶的分形指数上限值约为0.4。区别于以往对于橡胶摩擦磨损研究中使用统计分析的方法，旨在为磨损表面的机理分析提供新的理论分析支撑，通过运用表面粗糙度作为评估指标，可以预测密封过程中的可靠性。

关键词： 增材制造   选区激光熔化(SLM)   316L不锈钢   梯度   磨损  

摘要： 增材制造316L不锈钢及其零部件具有高效、自由成型、优异力学和腐蚀性能等优势，为矿山机械及工程装备关键零部件、液压元件等结构—功能一体化制造奠定了基础。然而，增材制造316L不锈钢耐磨性仍然不足，极大限制了其广泛应用。尝试采用超声表面深滚压（USSR）方法改善选区激光熔化（SLM）制造316L不锈钢的微观组织，进而提高其耐磨性。微观组织表征表明USSR方法在SLM制造316L不锈钢表层形成梯度异质结构，表层晶粒细化至87 nm。室温磨损试验表明，相较于SLM试样，USSR试样在干摩擦和乳化液润滑条件下磨损体积分别降低了46.93%和49.58%。耐磨性提高主要来源于梯度异质结构带来的高硬度和变形抗力。研究结果为改善增材制造316L不锈钢及其零部件的耐磨性提供了新的途径。

关键词： Cr   C   -NiCr/DLC复合涂层   腐蚀磨损   中间层厚度   交互作用  

摘要： HVOF / PVD复合设计可提高DLC薄膜的耐腐蚀磨损性能，但中间层厚度对其腐蚀磨损行为的影响尚未明确。通过探究不同中间层厚度Cr3C2-NiCr / DLC复合涂层在3.5wt.% NaCl溶液中的腐蚀行为以及在开路电位、动电位极化和阴极保护条件下的腐蚀磨损行为，分析腐蚀与磨损的协同关系，从而揭示其腐蚀磨损机理。结果表明，中间层厚度的变化对复合涂层的电化学性能影响甚微。在腐蚀磨损过程中，随着中间层厚度的增加，腐蚀与磨损的交互作用造成的材料损失逐渐降低，尤其当中间层为100 μm时，摩擦对腐蚀的促进作用最小（1.738%），此时复合涂层表现出最佳的耐腐蚀磨损性能。在复合涂层的整体腐蚀磨损评估中，纯腐蚀以及摩擦促进腐蚀导致的材料损耗占比均较小，这表明在腐蚀磨损过程中，磨损是导致材料损耗的主要原因。这一研究有望推动金属陶瓷涂层与碳基薄膜在海洋环境中的复合应用，并为发展高性能海洋耐磨蚀HVOF / PVD复合防护体系提供新思路和新途径。

关键词： 声发射技术   齿轮磨损检测   信号去噪   时频分析  

摘要： 随着科技的发展，机械广泛应用于各行各业，这也使得由于齿轮磨损而产生的事故逐渐增多，为了尽量避免此类事故的发生，提出基于声发射技术的发动机星型齿轮磨损程度检测方法。该方法首先通过齿轮的传动原理结合齿轮间的啮合力作用构建齿轮传动模型，并根据声发射技术获取齿轮磨损振动信号，之后利用线性时频分析对收集的声发射信号实施去噪处理，最后利用幅域参数所具备的特性对去噪后的信号实施频域转换并分析，达到齿轮磨损程度检测的目的。方法检测效果好、不易受噪声影响且可以对齿轮磨损程度展开准确分类。

关键词： 压裂管汇   四通管   DPM   冲蚀磨损  

摘要： 单通道大通径压裂管汇具有连接简洁、安全和高效的优点，但其四通管冲蚀磨损严重，严重影响压裂管汇安全性。针对四通管的冲蚀磨损问题，采用DPM模型研究四通管的冲蚀磨特性，并探究压裂液排量、砂比、颗粒直径和流体动力黏度对冲蚀磨损的影响规律。结果表明：四通管的支管与出口直管相交的相贯线处和出口直管管壁左右两侧存在磨损，冲蚀模拟结果与实际四通管磨损区域相吻合；在排量16～24 m3/min、砂比2%～10%、颗粒直径0.2～0.85 mm和流体动力黏度10～30 mPa·s工况下，四通管的冲蚀率随着排量、砂比和流体动力黏度的增大，随着颗粒直径的增大而减小；此外，砂比和颗粒直径的增加使得冲蚀区域的面积显著增大，流体动力黏度几乎不对冲蚀区面积产生改变。研究表明，四通管最大冲蚀磨损区域位于支管与出口直管相交的相贯线处，在实际应用过程中需要重点对此区域进行监测或防护处理，同时需要适当使用低黏度、大颗粒的压裂液以降低四通管的冲蚀磨损。

关键词： 超声表面滚压   7075铝合金   切向微动   能量耗散   磨损机制  

摘要： 随着航空运输业的快速发展，飞机结构的安全性和可靠性面临严峻挑战。微动损伤已成为制约航空器安全服役的共性关键问题之一，深入研究其机理及防护方法对于保障飞行安全具有重要意义。针对7075航空铝合金结构件长期存在的微动损伤问题，采用超声表面滚压技术（USRP）对铝合金基材进行表面强化处理和性能表征，研究不同静压力USRP强化表面在切向微动模式下的微动运行行为及材料损伤机理。结果表明：USRP强化使铝合金材料表层组织晶粒细化且晶粒形态随静压力增大逐渐变形呈扁长条状，表面硬度提高18.09%的同时表面粗糙度降低76.26%。与基材相比，USRP强化表面使微动运行区域向滑移方向转变，并且在不同微动位移参数下均具有较好的减轻摩擦和磨损的作用；其中，静压力为700 N的USRP强化试样在基材损伤严重的混合区运行时摩擦因数降低22.55%，磨损量减小65.22%，能量耗散降低17.71%，减磨效果显著。同时，USRP强化引起的表层组织晶粒细化及晶粒形态的改变，使微动接触区萌生的微裂纹倾向于沿平行于接触区表面扩展，裂纹扩展深度较未处理基材降低了47.06%，微裂纹最终以磨屑剥离的形式被去除，材料损伤机制趋向为由磨粒磨损主导。研究结果为航空领域关键铝合金结构件的抗微动损伤表面工程防护提供了理论数据和应用参考。

关键词： 电刷镀   轴   磨损机理   修复机理   工艺参数  

摘要： 轴作为机械传动系统中用于支撑旋转并传递扭矩的关键部件，其磨损将直接影响系统传动精度与工作性能，严重时还会导致设备停机。电刷镀技术因高效、便捷的特性，被广泛应用于轴类零件的维护与修复领域。近年来纳米颗粒复合电刷镀液技术逐渐兴起，相较于传统电刷镀技术，纳米复合电刷镀层具有更优异的硬度、耐磨损和耐腐蚀等性能。然而，目前关于电刷镀技术修复磨损轴件的应用与作用机制、工艺参数和纳米颗粒对轴修复效果的影响以及轴磨损后电刷镀修复性能评价缺乏系统性总结。主要介绍电刷镀技术的工作原理及应用范围，探讨电刷镀技术在轴磨损修复中的应用及作用机制，并分析不同刷镀工艺参数对修复效果的影响。重点阐述磨粒磨损、粘着磨损、氧化磨损和疲劳磨损等轴磨损常见形式，依据常见轴件失效形式，分析关键工艺参数（如刷镀温度、电流密度和刷镀速度）和纳米颗粒对修复效果和性能指标的影响，同时进一步探究镀层强化机理并综述轴磨损后电刷镀修复性能评价。研究表明，电刷镀技术在轴修复领域展示出巨大的应用潜力。电流密度、刷镀速度和镀液温度等关键电刷镀工艺参数直接影响轴修复效果。纳米颗粒通过细化晶粒尺寸、阻碍位错等机制优化镀层微观结构，进而增强电刷镀层硬度、耐磨损和耐腐蚀等性能。目前传统电刷镀技术虽然成熟，但仍存在使用试错法探寻工艺参数最佳组合、镀液成分设计不精准、人工刷镀精度波动较大等问题。综述相关研究现状不仅可以指出电刷镀技术在实际轴修复应用中的不足及未来研究的方向，还可为工业应用中高性能轴修复提供有利参考。

关键词： 陶瓷   摩擦磨损   数值模拟   有限元   分子动力学   离散元  

摘要： 陶瓷材料的摩擦学性能对陶瓷零部件长效、可靠服役至关重要。因此,有必要全面、深入理解陶瓷材料的摩擦磨损行为与机制,为设计优化陶瓷材料、提高陶瓷零部件服役性能提供理论基础。数值模拟方法在求解陶瓷摩擦学问题方面具有成本低、周期短、效率高等优点,已成为研究陶瓷摩擦磨损行为与机制的重要手段。然而,目前关于陶瓷摩擦磨损的数值模拟研究大多孤立分散,模拟方法尚缺少系统归纳和总结。本文将陶瓷摩擦磨损数值模拟分为有限元模拟、分子动力学模拟和离散元模拟3类,阐述了各类模拟方法的适用场景、研究现状和局限性,进而从多尺度、多场和多方法耦合以及人工智能辅助方面,提出了陶瓷摩擦磨损数值模拟的未来发展趋势。