面接触限量供油润滑的自集油增强功能表面调控

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51775286
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    68.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0505.机械摩擦学与表面技术
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

With exploration for the proposed strategy of liquid film lubrication in miniature devices and measures of less lubricant usage in precision mechanical units, lubrication with limited lubricant supply (LLS) has attracted more and more attention. Enhancing lubricant replenishment on the lubricated surfaces is a key in the LLS lubrication, however there is knowledge vacuum in this area. Therefore this project is proposed for an idea of functional surfaces with enhanced lubricant replenishment by patterned wettability to achieve desired lubricant migration and distributions with different surface-to-volume ratios for efficient lubrication under flat-on-flat contact. The main work will include: 1) To develop a fluorescence-based measuring system for lubricant distribution on the lubrication track. 2) To investigate the influence of surface wettability on oil film thickness and friction of flat-on-flat contact with limited lubricant supply. 3) To study design principles of the functional surfaces with enhanced lubricant replenishment for lubricant distributions of stripes, meshes and droplets. 4) To experimentally study the lubrication behaviors with limited lubricant supply under functional surfaces with enhanced lubricant replenishment. 5) To build a mathematical model for theoretical analyses of thin hydrodynamic lubrication with limited lubricant supply, and thereafter to study the mechanism of the functional surfaces with enhanced lubricant replenishment. In this project the effect on oil lubrication of the functional surfaces with enhanced lubricant replenishment will be first-ever demonstrated. And in the meaning time the relationship between the lubricant quantity and the parameters of the functional surface under efficient lubrication will also be presented. The theory and the data obtained will be beneficial to the tribological design of liquid lubrication, and of course contribute to the energy saving and environmental protection.
随着对微器件液体润滑策略的探索和精密部件少油量润滑技术的需求,限量供油润滑正引起越来越多的关注,提高表面的自集油能力是其中关键问题之一,但相关研究匮乏。为此本课题针对面接触限量供油润滑,提出构造基于图案润湿的自集油增强功能表面,实现润滑剂的定向迁移及不同面体比的润滑剂分布,提高限量供油润滑效率。主要研究内容包括:1)润滑轨道表面润滑油分布的荧光定量测量。2)表面润湿性对面接触限量供油润滑膜厚与摩擦力的影响。3)针对润滑油条状、微网状和微液滴状分布,研究自集油增强功能表面的设计与制备。4)自集油增强功能表面作用下面接触限量供油润滑的实验研究。5)面接触限量供油润滑及表面自集油效应的理论分析。本项目将初次验证“油膜润滑的自集油增强功能表面调控”概念的有效性,给出有效润滑条件下供油量与自集油增强功能表面特性参数的定量关系。研究成果为限量供油润滑提供新的理论知识,也贡献于节能和环保的社会需求。

结项摘要

限量供油润滑(Limited lubricant supply,LLS)使用有限量的润滑油对摩擦副进行精准润滑,使零部件工作在降磨减摩最佳润滑状态,降低摩擦功耗,正成为摩擦学设计的新趋势。在限量供油润滑中,理论上可以通过合理的表/界面设计,实现摩擦表面自集油(oil replenishment)的主动控制,从而对润滑行为进行优化。但已有的研究并未关注该领域。本项目即在此背景下开展,从实验和理论两方面探索,通过表界面效应进行摩擦表面自集油增强功能的调控。完成的工作包括:1)升级已有的面接触油膜润滑测量系统,增加了润滑油分布荧光定量测量功能。借助新的系统,研究了限量供油条件下面接触油膜润滑的基本特性。2)在限量供油条件下研究了表面润湿性对润滑膜厚与摩擦力的影响。发现了低表面能表面诱发的润滑油离散分布增加油膜承载力这一反常现象。针对高应力点接触,揭示了油滴供油诱发凹坑油膜的本质和规律。提出了离散供油的油膜润滑模型,解释了离散限量供油的油膜形成机制。3)制备了自集油增强的功能表面,研究了其对限量供油润滑的影响规律。利用化学修饰和飞秒激光两种方法,设计和制备了条状润湿、间隔润湿及三维梳齿沟槽(3d-CTG)等三类自集油增强的表面,并进行了润滑油输运能力的表征。结果表明在有限量供油条件下,制备的自集油增强功能表面产生的润滑油膜有较强的承载力和显著的抗磨减磨性能。4)设计并测试了带有自集油增强功能表面的低摩化轴承。在轴承的内圈制备了条状润湿的自集油增强表面。实验室测试表明,该新型轴承的摩擦力矩明显低于普通轴承。在此基础上,为青岛泰德汽车轴承股份有限公司设计了新型的低摩擦轴承,与公司的常规产品相比,擦力矩降低明显。本项目针对限量供油润滑对自集油增强功能表面调控进行了系统的实验和理论研究,并将理论成果应用于轴承的低摩化,取得了很好的效果。研究成果为限量供油润滑技术提供新的理论知识,也贡献于节能和环保的社会需求。

项目成果

期刊论文数量(31)
专著数量(0)
科研奖励数量(4)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Lubrication film generation in slider-on-disc contact under limited lubricant supply
在润滑剂供应有限的情况下,滑块与圆盘接触处形成润滑膜
  • DOI:
    10.1016/j.triboint.2018.02.007
  • 发表时间:
    2018-09
  • 期刊:
    Tribology International
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Guo F.;Zang S.Y.;Li C.;Wong P.L.;Guo L.
  • 通讯作者:
    Guo L.
流体动压润滑油膜厚度及油池的荧光测量
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    润滑与密封
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王茜;韩素立;郭峰
  • 通讯作者:
    郭峰
.点接触弹流润滑入口凹陷的速度域
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    润滑与密封
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王学锋;郭峰;胡如夫;程晓民
  • 通讯作者:
    程晓民
限量供油条件下面接触润滑油膜特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    上海交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    臧淑燕;郭峰;李超;栗心明
  • 通讯作者:
    栗心明
固/液界面润湿性对线接触油膜润滑的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    表面技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    金微;李书义;荆兆刚;郭峰
  • 通讯作者:
    郭峰

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其他文献

小麦-玉米//花生带状轮作理论与技术
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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基于FRAP的微间隙润滑油膜流速测量方法
  • DOI:
    10.3788/ope.20172501.0141
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    邵晶
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  • DOI:
    10.3788/aos202040.0902001
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    常宏
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郎丁;伍永平;郭峰;解盘石;罗生虎
  • 通讯作者:
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其他文献

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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