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基于仿生的新型水润滑尾轴承材料摩擦学性能研究
| 论文题名： | 基于仿生的新型水润滑尾轴承材料摩擦学性能研究 |
| 关键词： | 船舶推进系统;水润滑尾轴承;仿生复合材料;摩擦学性能;表面粗糙度 |
| 摘要： | 尾轴承是船舶推进系统的重要支撑部件，其工作性能直接影响着船舶的航行安全。传统尾轴承多采取油润滑方式，难以避免地出现润滑油泄漏，对水环境造成污染。随着人们对水环境保护的日益重视，船舶采用水润滑尾轴承成为未来趋势，许多发达国家都相继开展了新型水润滑尾轴承材料研究。 本文在对铁犁木自润滑机理分析的基础上，提取铁犁木自润滑成分，基于仿生学原理制备愈创树脂-高密度聚乙烯（High-density polyethylene(HDPE)）复合材料。利用CBZ-1船舶轴系摩擦磨损试验机对仿生材料开展水润滑摩擦磨损试验研究，分别在蒸馏水和盐水环境中进行。采用超景深三维显微系统、接触式表面轮廓仪和电子扫描显微镜等多种分析手段主要研究滑动速度、比压及盐浓度对仿生材料的摩擦性能影响。对比分析摩擦系数、平均质量磨损率和表面粗糙度等参数的变化规律，研究仿生复合材料销试样和铸铜盘之间的磨损机理。论文主要成果如下： （1）分析铁犁木尾轴承自润滑机理，提取相关自润滑成分-愈创树脂，制备了HDPE、HDPE-G0.5%、HDPE-G1%、HDPE-G3%四种仿生复合材料。 （2）蒸馏水环境中，相同工况下试验开始阶段摩擦副摩擦系数较大，随着试验时间的增长，摩擦系数开始减小，随后逐渐趋于稳定。摩擦系数和表面粗糙度随着滑动速度的增加而减小，随比压变化表现出规律不尽相同。分析磨损后摩擦副表面形貌，复合材料销试样表面是有着明显高度差的光滑斜面，磨损后的铸铜盘表面布满方向性的犁沟。 （3）3.5%浓度盐水环境中，四种复合材料摩擦系数、平均质量磨损率和磨损后铜盘表面粗糙度随着滑动速度的增加而减小,随着比压的增加均有增大.在低速、重载工况（0.11m/s和3.11MPa）时，随着盐浓度的增大，四种材料摩擦副之间的摩擦系数和平均质量磨损率均呈增加趋势。 （4）综合比较，HDPE-G0.5%/ZCuSn10Zn2铸铜摩擦副具有最好的摩擦学性能，HDPE-G0.5%材料摩擦性能明显提升。 |
| 作者： | 姜松 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 白秀琴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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