采用耦合方法研究材料物性热效应对热障涂层活塞热特性的影响。以某柴油机活塞为研究对象,建立耦合模型并验证计算的正确性;基于材料物性参数随温度的变化,分析材料物性热效应对活塞温度场和热应力的影响。结果表明材料物性热效应对最高温度影响较小,温度波动约2.25%。考虑材料物性热效应的最大热应力为524MPa,比常物性参数的热应力值大。考虑材料物性热效应与常物性参数的最大热应力相差86MPa,因此材料物性热效应对活塞热应力的影响应引起高度重视。

以径向动压轴承为研究对象,基于摄动法理论建立了计入周向表面波纹度下的扰动Reynolds方程,利用有限差分法和松弛迭代法对Reynolds方程、能量方程以及温黏关系式进行离散求解,计算了重载工况、不同波长下的压力场和温度场分布、无量纲承载力、端泄流量、摩擦力、偏位角等静特性参数,分析了低振幅周向表面波纹度对轴承润滑性能的影响机理,以及附加扰动压力随波长的变化关系。结果表明在周向表面波纹度波长较大时,波长的变化对轴承静特性影响较大;在计算分析滑动轴承的润滑特性时,应计入表面波纹度和热效应的影响。

为了提高多道次二辊轧制效率,设计了电脉冲轧制(EPR)测试系统,之后对比了EPR轧制和常规轧制(CTR)两种方式的差异性,重点分析了单周期中的轧制力参数变化情况。研究结果表明脉冲电流作用后,形成了波动变化的轧制力,变化幅度接近1.5%。轧制力在初期阶段呈现稳定的变化趋势,进入后期轧制阶段时,发生了轧制力的快速提高。当电压上升后,形成了更大的电流,形成了更加平缓的增长趋势。在轧制过程中轧制力差值发生了显著升高,表现出指数变化的特征。进行持续轧制期间,形成了更大的轧制力差值。进行EPR处理时,EPR形成了比CTR更小的轧制力,轧制力差值和脉冲电流热效应存在密切关联。电路断开后,轧制状态从EPR转变至CTR此时轧制力重新进入CTR稳定态。本研究对提升轧制效率以及改善实际生产过程的电脉冲参数具有很好的指导意义。

旋转场合应用的油缸为了保证旋转的状态而采用的密封方式一般为间隙密封方式，间隙密封是一种最简单而应用广泛的密封方法。它依靠相对运动零件配合面问的微小间隙来防止泄漏。由于配合面存在微小间隙，所以需要达到防止泄漏，也是技术难点之一。本文从在压力场合下，利用的间隙密封技术结合聚四氟乙烯密封材料密封案例应用于精密的控制场合，开发出集成旋转涨刀油缸应用。突破了多方面的技术瓶颈，具有典型的借鉴意义。

旋转场合应用的油缸为保证旋转的状态而采用的密封方式为间隙密封,间隙密封是一种最简单且应用广泛的密封方法。它依靠相对运动零件配合面间的微小间隙来防止泄漏。因配合面存在微小间隙,故要达到防止泄漏,也是技术难点之一。文中在压力场合下,利用的间隙密封技术结合聚四氟乙烯密封材料密封案例应用于精密的控制场合,开发出集成旋转涨刀油缸应用。突破了多方面的技术瓶颈,具有典型的借鉴意义。

为了研究螺旋槽端面气膜密封结构在高温下的密封性能,建立了高温密封分析数学模型,研究了螺旋槽气膜密封的气膜温度、压力以及端面变形分布规律,在此基础上探讨了螺旋槽气膜密封的热变形机理,并进一步分析了不同密封压力、转速、环境温度下热效应对开启力和泄漏率的影响。结果表明在高压、高速条件下,热效应使端面形成发散间隙,导致开启力减小,泄漏率增加;在低压、高速条件下,热效应使端面形成收敛间隙,导致开启力及泄漏率增大。对于螺旋槽端面气膜密封结构,环境温度的升高对端面变形的影响不明显,且环境温度从300 K升至550 K时,考虑端面热效应的开启力减小4%,泄漏率减少36%。

从密封瓦的工作原理和力学分析模型出发,介绍了工作时引起的热效应,阐述了不稳定振动及处理方法,并结合实例进行分析。结果证明,密封瓦是汽轮发电机不稳定振动的主要原因,应采取有效措施消除或控制振动,以确保汽轮发电机安全运行。

为研究高速、低温工况下的液膜密封气液两相流现象,基于均相流体理论,构建了液膜密封相变模型,分析了流体膜两相流动特性和工况参数对相态转变的影响。结果表明:流动空间发散是槽区相变的主要因素,相变的吸热散热导致温度场显著变化;转速升高时,流体动压增强,温度升高,相变范围扩展,相变速率增大;介质温度升高使流体动压减弱,汽化吸热量增大、黏性耗散热量减少是端面流体冷却的原因。

针对传统经验公式难以准确反映滚动轴承正常工作时油膜刚度动态变化的问题,根据滚动轴承运行时油膜状态分布,基于非Newton流体弹流润滑理论,考虑表面粗糙形貌、热效应、时变效应等因素,建立滚动轴承油膜刚度计算模型。通过数值计算,得到一个完整工作周期内油膜压力、膜厚、温度和刚度变化规律。结果表明：油膜刚度在一个周期内呈非线性变化,并随载荷、黏度、表面粗糙度幅值的增大而增大,随卷吸速度的增大而有所减小;油膜刚度的振荡频率随表面粗糙度波长和粗糙表面纹理走向与轴承滚动方向夹角增大而增大;滚动轴承正常工作时,油膜的温升最大,内圈次之,滚动体最小且不可忽略。

基于现代弹流润滑理论，在数值分析法研究无限长线接触弹流问题方面，指出了考虑各种实际工况如热效应、非牛顿效应、瞬态效应、表面粗糙度等的必要性及研究现状，指出了存在的问题及发展的方向。