刘楷安
- 作品数：8 被引量：26H指数：3
- 供职机构：西北工业大学机电学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金河南省科技攻关计划更多>>
- 相关领域：机械工程金属学及工艺交通运输工程更多>>
- 滑动摩擦结合面磨合过程中的形貌演化
- 磨合是滑动摩擦结合面在服役过程中必须经过的重要磨损过程，其实质是一个摩擦副从机械加工的原始状态经动态磨损而达到稳定的低磨损阶段的过程，该过程是一个涉及表面几何特征、材料及介质的物理化学特性等多因素的动力学过程，对稳定磨损...
- 李万钟徐颖强孙戬刘楷安吕凯
- 关键词：粗糙度
- 脂润滑点接触副混合润滑模型研究被引量：3
- 2022年
- 考虑润滑脂非牛顿特性和粗糙表面微凸体接触几何,基于润滑脂Herschel-Bulkey流变模型和微凸体K-E弹塑性接触模型,确定了润滑介质弹流作用和微凸体接触作用的并行处理方案,并提出了一种流体动压区和微凸体接触区的压力边界条件假设,建立了脂润滑点接触副混合润滑的确定性模型。结合处理边界条件的虚压力替代法,构建了混合润滑模型的直接迭代法,研究了不同润滑脂和粗糙表面形貌特征下的点接触副混合润滑特征。结果表明,受表面粗糙形貌影响,二次压力峰和颈缩特征不再明显,脂膜压力分布出现多个压力峰值,且峰值随速度的减小和粗糙度的增大而增大。脂膜厚度与润滑脂稠度等级之间不存在单调关系。当膜厚比约小于4时摩擦副进入混合润滑状态。粗糙表面的偏态对混合润滑存在一定的影响。
- 吴正海徐颖强刘楷安陈智勇
- 关键词：润滑脂点接触混合润滑粗糙度
- 纹理表面滑动摩擦稳态摩擦学性能被引量：5
- 2018年
- 基于稳态滑动摩擦系统模型,采用球-盘摩擦副定量分析研究法向载荷、滑动速度、初始表面纹理和摩擦副材料对稳态摩擦因数的影响,得到稳态摩擦因数在不同工况下的变化规律。结果表明:滑动摩擦的稳态摩擦因数与磨损率正相关,周向纹理表面的稳态摩擦因数最大,无纹理表面的稳态摩擦因数次之,径向纹理表面的稳态摩擦因数最小;无论何种初始表面形貌,随着转速的增加,稳态摩擦因数先减小后增大,随着法向载荷的增大,稳态摩擦因数呈增长趋势;较深较宽的表面纹理具有更大的稳态摩擦因数和更大的瞬时波动;稳态摩擦因数也与摩擦副材料的选取有关。
- 李万钟李万钟徐颖强孙戬刘楷安
- 分形粗糙表面加卸载接触特性演变行为分析被引量：1
- 2019年
- 粗糙表面加卸载接触特性演变行为对研究界面接触力学性能具有重要的理论意义。基于粗糙表面分形理论,依据修正的双参数Weierstrass-Mandelbrot(W-M)分形函数,采用点云处理技术和Coons patch曲面拟合方法生成三维分形粗糙表面数字模型。根据Prandtl-Reuss本构关系和von Mises屈服准则,选择双线性等向强化非线性材料,建立了精确的分形粗糙表面与刚性平面接触有限元模型。探讨加卸载过程中分形维数和尺度参数对粗糙表面接触载荷、接触面积和变形量的影响;同时,采用核密度估计法分析不同接触状态下粗糙表面形貌高度参数分布的演变规律,并从分形参数和能量角度揭示分形粗糙表面接触特性的内在机理,为进一步研究粗糙表面接触力学性能和载荷传递效率与增强机理提供理论依据。
- 刘楷安徐颖强吴正海李万钟
- 关键词：弹塑性接触加卸载接触特性
- 滑动摩擦结合面磨合磨损表征方法与影响因素被引量：12
- 2017年
- 定量分析研究磨合磨损的表征方法与影响因素对于获得低磨损率的稳定持续工作状态、保证摩擦副工作性能和使用寿命都具有重要意义。基于质量磨损量,构建了滑动摩擦磨合磨损的表征方法,得到一种新的磨合磨损相关参数计算模型。采用球-盘摩擦副,得到磨削抛光表面、周向纹理表面与径向纹理表面3种表面形貌的样件在不同工况下的质量磨损量,分析了法向载荷、滑动速度和初始表面状态3种因素对摩擦副结合面磨合磨损的影响,推出磨合磨损阶段的质量磨损率和磨损系数随时间的变化规律。结果表明:载荷和转速均与初始质量磨损率正相关;在磨合磨损初期,周向纹理表面的质量磨损量和质量磨损率较高;在整个磨合磨损过程中,磨削抛光表面的磨损系数较为稳定,径向纹理表面的磨损率最低,而钢球对磨件的磨损量却最大,在低速或低载时体现的尤为明显。
- 李万钟徐颖强孙戬刘楷安曾天微
- 关键词：磨损率表面形貌
- 粗糙表面切向接触刚度概率分析方法被引量：2
- 2018年
- 针对粗糙表面微凸体的多样性引起的接触切向刚度的变化,提出粗糙表面切向接触刚度概率分析方法.基于Hertz理论和GW模型,考虑微凸体接触半径与高度均服从正态分布,得到各自的概率密度函数.运用接触力学和统计学原理,计算粗糙表面微凸体的个数,建立粗糙表面切向接触刚度的概率统计模型.采用控制变量法,研究外界载荷、摩擦系数和统计参数对切向接触刚度的影响,与同种工况下分形模型的计算结果与实验结果进行对比.研究结果表明粗糙表面切向接触刚度与法向载荷和摩擦系数成正相关,与切向载荷成负相关;微凸体之间高度或接触半径的正态分布标准差越小,切向接触刚度越大.这与同条件下分形模型及实验得到的结果趋势相一致.
- 王菲菲徐颖强刘楷安
- 关键词：接触面概率统计切向接触刚度
- 分形表面加卸载法向接触刚度演变行为分析被引量：1
- 2020年
- 针对分形粗糙表面加卸载过程中法向接触刚度的演变问题,依据改进的Weierstrass-Mandelbrot(W-M)函数生成分形粗糙表面数字化模型,引入基于时间历程的变形修正量等效金属基体形变的影响,建立精确的刚性平面与分形表面弹塑性接触有限元模型。探讨分形维数、尺度参数、材料属性等对法向接触刚度的影响,提出加卸载时法向接触刚度评价方法并进一步分析其演变规律。数值模拟表明:分形表面法向接触刚度与载荷之间符合正相关的幂律函数关系;相同载荷下,分形维数D为2.4~2.7,尺度参数G为1.36×10-13~1.36×10-10 m时,加载时法向接触刚度随着分形维数、切线模量的增大而增大,随着尺度参数的增大而减小;卸载时法向接触刚度随着材料应变硬化而增大,变化幅度与分形维数正相关,与尺度参数和切线模量负相关。
- 刘楷安徐颖强吴正海肖立
- 关键词：接触刚度弹塑性接触
- 圆锥滚子轴承滚子/滚道副的脂润滑热成膜性能被引量：3
- 2020年
- 考虑圆锥滚子轴承的非等截面属性和脂润滑状态,基于润滑脂Power-law流变模型,结合脂膜能量方程和固体热传导方程,建立轴承滚子与滚道接触的非等温脂润滑模型,分析滚子修形、打滑、歪斜和倾斜等对接触副脂润滑热成膜性能和拖动性能的影响.结果表明:在未发生倾斜或歪斜时,Lundberg对数母线修形滚子的最小膜厚略大于切交母线修形滚子,而压力峰值略小于切交母线修形滚子.在考虑温度效应后,脂膜厚度减小,压力峰值增大.倾斜运动导致滚子主要承载端的脂膜压力和颈缩量增加,膜厚减小,因此滚子修形应考虑倾斜运动的影响;歪斜运动对膜厚和压力分布的影响则相对较小.滚子/滚道副的脂润滑拖动系数随打滑加剧呈现先增大后减小的趋势.
- 吴正海徐颖强刘楷安赵兴
- 关键词：圆锥滚子轴承脂润滑成膜性能修形
