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        研究所围绕摩擦学前沿领域,面向国家和地方重大需求,利用我们从事摩擦学研究积累起来的深厚基础,积极渗透和参与到国家重点发展的领域和产业中去,开展前瞻性和开拓性研究;理论研究和应用研究并重,形成了对国民经济建设意义重大、处于本学科发展前沿的下列研究方向:
 
        1、机械构件摩擦磨损及诊断
        机械构件的失效最终必将导致机械设备的故障。关键机械构件的失效会造成设备事故,人身伤亡事故,甚至大范围内灾难性后果。依据应力的来源、性质和大小的估算、工况和环境分析,结合被磨损表面的形貌和亚表面层组织与性能的变化、磨屑形貌、磨屑成分组织结构的变化和磨损系统中各参量的关系及变化的综合分析,有效的预防、控制、监测机械构件的失效是一项意义重大的工作。


 
 
图1 增压器涡轮转子棘轮疲劳行为与摩擦损伤协同作用机制研究
 

 
图2 镁合金形变过程中的摩檫学问题
 
 
        2、机械构件表面清理工艺与装备
        摩擦所团队长期从事耐磨材料及耐磨件制备,特别是在拉拔模具和抛喷丸设备上取得了一定的成果,并且给企业带来了一定的经济社会效益。拉拔模具和抛喷丸设备叶片、喷嘴、定向套等构件是易耗品,在材料选用,制备工艺上加以改进已取得一定的改善,提高了其减摩抗磨能力,降低了其更换频率,一定程度上提高了生产效率,但仍存在很多不足。
        摩擦所团队在近年来从事铸件表面清理工艺与装备的研究开发,与山东开泰抛丸机械股份有限公司合作,开发一系列的抛喷丸清理强化设备,在“海上石油钻井平台抛喷丸关键技术与应用”,“大尺寸复杂构件金属表面抛喷丸处理技术及应用”,“工程机械专业抛喷丸清理设备”等研究成果得到转化并获得省部级奖励,对机械构件抛喷丸设备开发及表面工程应用垫定良好基础。



 
图3 抛喷丸设备关键耐磨件制造
 
 

 
图4 机械构件抛喷丸设备开发
 
        3、特种高效低能耗减摩抗磨摩擦构件研究
        本方向主要是研究特种高效低能耗减摩抗磨摩擦构件的摩擦学设计方法及应用,以及其摩擦磨损行为和机理分析,特种陶瓷材料的设计制备及相关基础理论研究。另外涉及到虚拟加工新技术、计算机仿真等方面的研究工作。



 
图5多种新型高性能陶瓷拉拔模具开发
 
   
 
   
 
图6 拉拔模具工作表面的摩擦行为、磨损机理研究

 
图7 滑动摩擦拖覆自润滑复合叠层陶瓷拉拔模具研制及相关基础理论研究
 
        4、有色金属及合金构件摩擦学设计
        本方向主要是研究医用镁合金骨板和髋关节骨柄微动摩擦学设计及制备技术,以及其摩擦磨损行为和机理分析,并进行虚拟加工新技术、计算机仿真等方面的研究工作。


 
图8 医用镁合金骨板和髋关节骨柄微动摩擦学设计
 
        5、高温自润滑复合材料及制备技术
        高温自润滑复合材料及制备技术的研究与开发是我所主要研究方向之一,先后完成国家自然基金及各类省部级项目十余项。多年来在微孔贯通型高温自润滑复合材料、TiAl轻质高温自润滑轴承材料的基础理论研究、产品开发以及生产成型技术方面形成了一定的特色。



 
1—内轴套,2—润滑环,3—润滑衬套,4—外套
图9 高温自润滑轴承材料的基础理论研究


 



 
图10 纳米管增强补韧材料的相关基础理论研究