润滑与密封杂志

润滑与密封杂志2026年第2期

• 基于分形理论的锥面-锥面特殊螺纹接头密封性能研究

  曹银萍，刘王恒，于洋，唐家睿

  现有的特殊螺纹接头有限元分析大多建立在密封面完全光滑的基础上，未考虑密封面的微观形貌。为研究 粗糙密封面对锥面-锥面特殊螺纹接头密封性能的影响，基于 Weierstrass-Mandelbrot 分形函数，建立包含粗糙密封面的 特殊螺纹接头有限元模型，研究密封面粗糙度、上扣扭矩及内压载荷对接头密封性能的影响。结果表明：最佳上扣扭 矩下，粗糙密封面上的接触压力存在多个局部峰值，随着粗糙度减小，真实接触长度逐渐增大，接触压力分布更均 匀；同一粗糙度下，随着上扣扭矩的增大，密封面真实接触长度增大，在保证结构强度安全的前提下，减小粗糙度和 适当增大上扣扭矩，有利于提高接头的密封性能；随着内压的增加，粗糙密封面上产生接触的微凸体数量增多，产生 塑性流动的微小间隙被塑性流动金属填充，因此真实接触长度增大，特殊螺纹接头密封性能增强。研究结果为特殊螺 纹接头微观形貌下的密封性能分析提供参考。

• 微动状态下组合密封圈数值仿真分析

  陈力，唐铖，陕华平，张建国，金屿，郭飞

  为解决组合密封圈在微小往复运动状态下易发生泄漏的工程难题，通过模拟其在实际工况中的密封接触行 为，建立组合密封圈的有限元仿真模型，开展微动往复密封特性研究。模型考虑密封圈材料非线性、接触边界及流体 压力耦合作用，分析不同微动频率与不同介质压力下组合密封圈的应力应变响应及其对密封性能的影响规律。研究结 果表明，介质压力变化对密封接触状态具有显著影响。当流体压力处于 5~30 MPa 范围内时，随着压力升高，塑料耐磨 圈靠近流体一侧因压力作用逐渐产生抬起效应，导致其与配合面间的接触宽度减小；而当流体压力进一步增至 30 MPa 至 70 MPa 区间时，塑料耐磨圈与橡胶密封圈整体被明显压缩，变形加剧，接触宽度转而逐渐增大，反映出密封界面受 力机制的阶段性变化。在不同微动频率条件下，组合密封圈的泄漏量随流体压力上升呈现基本一致的变化趋势，验证 了压力为主导影响因素之一；同时，在同一微动频率下，低压阶段的泄漏量显著高于高压工况，说明低压环境下密封 界面更易因微动产生瞬时不贴合，从而引发泄漏。研究结果揭示了组合密封圈在微动过程中接触宽度的压力依赖特性 及泄漏规律，为改善其在中低压微动工况下的密封性能提供了参考。

• 扩张式封隔器胶筒解封性能研究

  王晶，方晓山，岳欠杯，李康城，王岗，赵志伟

  扩张式封隔器作为压裂工艺的主要工具之一，长期处于高温高压环境中，其密封元件胶筒极易产生应力松 弛，导致封隔器解封不完全，回缩不彻底。为探究扩张式封隔器解封性能的影响因素，选取 K344 型扩张式封隔器为研 究对象，考虑胶筒元件在高温高压条件下产生的应力松弛效应，建立扩张式封隔器解封力学模型及有限元模型，构建 胶筒材料的超弹性和黏弹性本构模型，并对丁腈橡胶试件开展拉伸和应力松弛实验，拟合本构模型的参数数值，进而 对 K344 型封隔器胶筒的解封力学性能进行分析。结果表明：随着压裂压力、井温、卡距等参数的增大，解封后封隔器 胶筒与套管间的残余接触压力和摩阻力呈现增大趋势，同时胶筒的回缩率逐渐降低。故在井下作业时，封隔器解封状 态受这些参数的影响，其解封效果会越来越差，从而引发在多级压裂工艺中出现上提管柱困难，封隔器的下井次数降 低等问题。研究成果为优化封隔器结构和改善封隔器解封效果提供了理论依据。

• 油气管道封堵卡具接触密封性能有限元分析

  梁学泉，吕志阳，肖世轩，曲琳，朱学铭，韩雨琪

  油气管道泄漏封堵卡具除了需要满足结构设计性能外，其最关键的因素便是可靠的密封性能。通过有限元分析软件 ABAQUS 建立超弹性体与粗糙刚体表面接触模型，模拟丁腈橡胶与金属粗糙表面接触过程中的弹塑性变化，借助图像识别算法分析不同粗糙度对接触应力的影响，揭示实际接触面积及可能存在的泄漏通道分布。分析结果表 明：随着表面粗糙度 Sa 在 0~3. 2 µm 范围内增加，平均接触应力逐渐增大，峰值接触应力急剧增大，有效接触面积明显 减少，同时出现明显的泄漏通道。研究聚焦于实际粗糙表面表征参数，反映真实的管道表面粗糙形态，通过有限元仿 真结合实际工况，分析真实接触密封状态，为进一步研究粗糙表面密封机制提供了参考。

• 抗氧剂在多元醇酯基础油中的高温热氧化性能研究

  曹成，熊畅，张兆钧，胡文敬，李久盛

  多元醇酯因其优异的氧化安定性和润滑性，被广泛用于高温润滑油基础油。然而其长期暴露于高温下仍会 出现氧化变质和润滑性能下降，需添加抗氧剂以增强性能。选择二苯胺、萘胺、酚酯和双酚类等抗氧剂，通过压力差 示扫描量热分析 （PDSC） 和烘箱氧化实验，探究 200 ℃高温条件下各抗氧剂在多元醇酯中的热氧化行为。结果表明：在高温环境下，酚类抗氧剂的抗氧化性能较弱，而胺类抗氧剂通过烷基化或延长烷基链可显著延长氧化诱导期，然而 其初始氧化温度略微降低；萘胺类抗氧剂因可形成大的 π-电子共轭体系，能高效稳定自由基，赋予基础油最优的高温 抗氧化能力；高温下含抗氧剂油品的黏度随时间呈指数增长规律，不同抗氧剂对酸值抑制效果存在显著差异，其中酚 类抗氧剂对酸值抑制效果较差，而胺类抗氧剂对酸值抑制效果良好，但胺类抗氧剂烷基链过长或萘胺烷基化后长期控 酸能力下降；萘胺类抗氧剂虽抗氧化性能好，但易产生油泥，而硫代双酚类抗氧剂和烷基化萘胺类抗氧剂则能有效抑 制油泥生成。研究结果为多元醇酯基础油的抗氧剂筛选及配方优化提供了科学依据，从而提升油品在高温环境下的稳 定性与综合性能。

• 纳米海泡石作为润滑油添加剂对铜合金摩擦学行为的影响

  黄渝茜，杨大兵，韩涛

  利用油酸以及 DMAP-DCC 催化体系对海泡石纤维进行表面改性，制备符合润滑油添加剂标准的纳米海泡石 短纤维。通过 SRV 往复摩擦磨损试验机，以 GCr15 钢/锡青铜为摩擦副，考察含海泡石油样与 500SN 基础油的摩擦学行 为。利用扫描电镜、三维轮廓形貌仪、X 射线能谱仪、X 射线光电子能谱仪分析锡青铜磨损表面，探讨海泡石纳米纤 维对锡青铜的减摩润滑机制。结果表明：海泡石经表面改性后能显著降低锡青铜的摩擦因数和磨损体积，在载荷 80 N、往复频率 20 Hz 和 60 min 试验条件下含海泡石油样润滑下的锡青铜摩擦因数下降了 38. 02%，磨损体积下降了 49. 35%；海泡石与锡青铜在摩擦过程中发生摩擦化学反应，生成了由金属氧化物和 SiO2、SiOx、MgSiO3、Al2O3 等硬质 陶瓷颗粒组成的摩擦自修复反应膜，有效改善了铜合金的摩擦学性能。

• 基于激光复合织构技术的滑动导轨减摩防爬行特性仿真

  孙义皓，李健华，华希俊，李磊，孙瑜，朱宇晨

  为改善导轨的摩擦性能，通过激光复合织构技术在导轨上加工凸凹复合微织构，采用 ANSYS 仿真软件建立单元微织构模型，对凸凹微织构模型在流体润滑状态下的承载压力、摩擦因数进行分析，研究微织构深度、直径、Rho 系数 （微织构深度 （或高度） 与轴对称抛物线进出口切线交点距表面垂直距离的比值） 对导轨承载压力和摩擦因 数的影响规律，并根据响应面理论进行优化设计，获得最优微织构形貌参数与数学回归模型。研究结果表明：相较于 原导轨，凸凹微织构导轨动压润滑效应较为显著，承载压力与摩擦性能有所提升；凸凹复合织构承载压力随着凸起高 度和织构直径的增加显著提升，且在较低的 Rho 系数条件下效果更为明显；摩擦因数随着 Rho 系数和凹坑深度的增加 而上升，而随着凸起高度和织构直径的增加而降低。通过 Design-Expert 优化得到最佳凸凹织构参数组合为：织构直径 700 µm，凹坑深度 100 µm，凸起高度 6 µm，Rho 系数 0. 3。相较于原导轨，优化后的导轨承载压力提高了 69. 05%，摩擦因数降低了 31. 84%。

• 含硼分散剂与离子液体抗磨添加剂相互作用研究

  柴贵林，陈云龙，张恩惠，梁鹏，李维民

  为研究齿轮油中常用的磷酸酯胺盐或硫代磷酸酯胺盐等抗磨剂与分散剂的相互作用，采用长程高频往复摩 擦试验机 （TE77） 考察含硼分散剂 T154B 对离子液体抗磨添加剂 AW316 在聚 α-烯烃 （PAO） 基础油中抗磨性能的影 响。利用光学显微镜 （OM）、扫描电子显微镜 （SEM） 和 X 射线光电子能谱仪 （XPS） 分析试验钢块磨损表面形貌、元素组成和化学状态，并探究两种添加剂间的相互作用机制。结果表明：T154B 与 AW316 之间的相互作用受试验条件 影响较大，两者在 100 ℃、50~150 N 的工况下有优异的协同抗磨效果；而在 125 ℃、100 N 和 100 ℃、200 N 的工况下表 现为严重的拮抗作用。磨损表面分析表明，在 100 ℃、100 N 工况下，磨损表面形成了由磷酸铁、铁氧化物和硼酸铁组 成的摩擦反应膜，起到协同抗磨作用，而在 100 ℃、200 N 工况下，磨损表面磷酸铁含量明显降低且不含硼酸铁，表现出明显的拮抗作用。

• 盐酸环境对橡胶与聚四氟乙烯密封材料性能的影响

  王政芳，李锐剑，杨乐辉，乙明国，赵金玲，赵建平

  在氯碱化工领域，密封材料在盐酸环境中易因劣化导致性能衰退，由此引发的密封失效将严重影响设备安 全稳定运行。为探究氯碱化工中盐酸环境下密封材料的劣化规律，选取氟橡胶 （FKM）、三元乙丙橡胶 （EPDM） 及聚 四氟乙烯 （PTFE） 3 种典型密封材料，在质量分数 22% 盐酸环境中，在 23 ℃和 40 ℃下开展浸泡实验。通过分析劣化 前后材料的化学分子结构与表面微观形貌，并对劣化过程中的力学性能进行测试。实验结果表明：FKM 与 EPDM 在盐 酸环境中呈现吸湿后的质量增加、硬度下降现象，而 PTFE 性能保持相对稳定；FKM 与 EPDM 在盐酸中的劣化机制以 水解反应为主，其中 FKM 的化学结构和表面形貌受盐酸环境影响显著，而 PTFE 的化学结构与微观形貌均保持稳定； 劣化后 FKM 的断裂伸长率与 EPDM 的拉伸强度发生显著改变，该变化与二者化学结构演变规律一致，PTFE 则展现出 优异的力学性能稳定性。综合结果表明：在盐酸环境中，FKM 劣化程度最为显著，EPDM 次之，PTFE 表现出最优异的 耐腐蚀性能；此外，温度对密封材料的劣化进程具有显著影响，40 ℃条件下的劣化程度明显高于 23 ℃工况。

• 不同脂润滑下 Si3N4/Si3N4 滑动配副摩擦磨损试验研究

  李颂华，王坤，王永华，魏超，孙健，黄善航，刘博

  为提高机床氮化硅 （Si3N4） 全陶瓷主轴脂润滑轴承的可靠性和寿命，研究以合成脂为基础油的复合锂基润 滑脂和聚脲基润滑脂、以 PAO 为基础油的锂基润滑脂对 Si3N4/Si3N4 球-块配副的润滑效果。使用多功能摩擦磨损试验机 开展不同载荷 （20~80 N） 和滑动速度 （0. 02~0. 06 m/s） 下的摩擦磨损试验，通过超景深三维显微镜观察试验后的 Si3N4 块表面形貌，分析其磨损规律和润滑机制。结果表明：3 种润滑脂都有效降低了 Si3N4/Si3N4 配副的摩擦因数，且 Si3N4/Si3N4 配副对 3 种润滑脂有良好的适应性，试验后润滑脂均未失效；在 0. 06 m/s 高滑动速度工况下，由于复合锂基 稠化剂具有更好的剪切稳定性，复合锂基润滑脂被剪切释放的基础油流失最少，润滑效果最好；在 80 N 高载荷工况 下，由于锂基稠化剂在润滑中起到重要作用，锂基润滑脂的摩擦因数最小且变化最平稳，润滑效果最好。因此在高载 荷和高速工况下，稠化剂对润滑脂性能的影响大于基础油的影响。

• 高速钻头浮动套轴承失效分析与摩擦学性能研究

  洪毅，佘扬周，万宇航，刘洋，谭小春

  为分析牙轮钻头浮动套轴承失效原因，通过对现有浮动套轴承进行寿命试验和理化检测，并基于有限差分 法、雷诺方程和能量方程建立浮动套轴承润滑数值模型，分析浮动套轴承在不同内外间隙比下的工作参数，揭示轴承 转速和偏心率对润滑油膜压力分布、温度分布影响规律。结果表明：温度升高导致轴承表面形成黏着磨损，黏着部位 撕扯力使轴承表面形成裂纹；内外间隙比、转速和偏心率是影响浮动套轴承摩擦学性能的 3 个主要因素。高转速和较 大偏心率会引起油膜压力和温度显著增大，导致油膜更易破裂；内外间隙比设置不合理将导致轴承表面温度和摩擦扭 矩升高。当间隙比为 2. 0 时，牙轮钻头浮动套轴承具有较好的摩擦学性能且不易发生黏着磨损，因此浮动套轴承应采 用内间隙大而外间隙小的结构设计。

• 纤维树脂水润滑艉轴承研制及其性能研究

  刘迎，秦成，杨忠义，罗旭东，蒋丹

  通过对低速重载工况下舰船用水润滑艉轴承的研究现状及关键问题分析，结合实际应用情况提出水润滑艉 轴承的主要研发目标，并构建涵盖材料研发、性能测试与寿命预测的纤维树脂水润滑艉轴承综合性能评价体系。基于 该体系，开发一种纤维树脂水润滑材料，研究材料结构与组分对其摩擦学性能的影响规律。研究表明：平纹织物与斜 纹织物在干摩擦和水润滑条件下均表现出良好摩擦学性能，其中斜纹织物的摩擦性能略优于平纹织物材料。搭建实船 工况模拟试验平台，测试表明在低速重载条件下，转速对摩擦磨损特性影响最为显著，水温主要决定散热效率，载荷 分布则直接影响磨损位置分布。通过加速寿命试验预测，采用平纹织物基体复合环氧树脂、石墨及二硫化钼填料的纤 维树脂材料制备的艉轴承，其预期使用寿命可达 37 790 h。

• 高压储氢装置结构设计与失效评估

  冯少广，黄毅杰，杨琳，王鹏兵，杨文博，郭飞

  随着氢能产业的开发和应用，对储氢容器的储氢能力提出了更高要求，完成超高压氢气密封容器的设计成 为储氢领域的重要研究方向。基于 140 MPa 超高压力的应用工况，通过设计参数确定、公式校核和经验设计实现高压 储氢装置筒体、爆破片、盲底等关键零部件的结构设计；其中通过端盖与卡箍连接降低螺栓受力并提升密封可靠性和 拆装便捷性，通过可更换圆盘和垫环实现多种 O 形圈密封测试。采用切割模型、布置网格数量、选择划分方式等手段 进行网格划分，保证圆角、倒角、孔等特殊结构区域的网格划分质量；并结合关键配合面接触方式的设置，解决容器 超高压、高度非线性的有限元算法难题。最终根据塑性垮塌失效评定准则和局部过度应变失效评定准则完成对容器结 构和特征参数合理性的评价，构建一套从理论计算、数值校核、力学分析到失效判定的正向设计体系，对后续超高压 容器的加工和关键参数的优化提供借鉴。

• 齿轮减速器磁力密封结构设计及优化

  夏远驰，朱维兵，王鹏，颜招强，王和顺，文传顺

  针对某型号齿轮减速器低速端滑动轴承骨架油封存在的漏油问题，根据密封要求及工况条件，设计一种磁 力密封装置代替原有的骨架油封。依据静磁学原理推导出磁力密封中磁力计算数学模型，根据磁力密封端面理论建立 端面比压计算公式；结合有限元数值分析方法，研究密封装置的磁力和端面比压；分析各结构参数对密封性能的影响 规律，运用正交试验法对关键结构参数进行优化。结果表明：永磁体高度对磁力的影响最大，然后依次为密封间隙、永磁体宽度、动环宽度、动环高度和磁环高度；最优结构参数取值为密封间隙 0. 1 mm、磁环高度 3. 5 mm、永磁体高 度 4. 5 mm、永磁体宽度 8. 0 mm、动环高度 10. 4 mm，动环宽度 8. 0 mm，此时密封装置的磁力为 267. 40 N，端面比压 为 0. 414 MPa，远高于优化前的磁力 71. 99 N 和端面比压 0. 042 MPa。优化后满足滑动轴承的密封要求。

• 动车组齿轮箱轴端肋板甩油环复合密封性能研究

  林佳旭，李娅娜，刘子源，刘宇，李宝良，沙智华

  为进一步提升在负压工况下动车组齿轮箱轴端密封性能，基于传统甩油环复合密封 （OSRCS） 结构，在甩 油环外侧增加肋板和外缘倾角，提出一种新型动车组齿轮箱轴端肋板甩油环复合密封 （Ribbed Oil-Slinging Ring Com⁃ posite Seal，ROSRCS） 结构。通过计算流体力学 （CFD） 方法研究 ROSRCS 的泄漏特性，探究 ROSRCS 在不同甩油环倾 角、外缘倾角、肋板数目和高度下的密封性能表现。结果表明：在特定的工况下，ROSRCS 的密封性能明显优于 OSRCS，润滑油泄漏率减少 5. 7%。当甩油环倾角为 35°时，ROSRCS 流场中湍流耗散中心向齿轮箱内部移动，与 OSRCS 相比，ROSRCS 最大湍流耗散强度提高 22. 56%。合适的外缘倾角可明显增强甩油环外缘处射流强度，湍流耗散 强度最大值提升 9. 21%。虽然甩油环增加肋板会在肋板根部形成负压区从而降低了 ROSRCS 的回油能力，但合适的肋 板设置可通过改变涡流的数量、位置和强度，从而有效提升动车组齿轮箱轴端密封性能。

• 考虑齿面修形的摆线针轮齿面润滑特性研究

  任重义，左永龙

  摆线轮齿廓修形改变齿面载荷的分布，从而影响齿面润滑性能。为研究摆线针轮主动修形对其热弹流润滑 （TEHL） 特性的影响，分别以接触力和接触应力为修形目标，对摆线轮齿面进行优化修形；基于热弹流润滑理论建立 RV 减速器中摆线针轮传动的脂润滑模型，探究两种不同修形方式下摆线轮齿面润滑特性，并通过针齿壳温升试验进行 验证。结果表明：以接触力为修形目标修形后的摆线轮齿面的油膜压力变化更加平缓，达到压力峰值时位置更靠近齿廓中部，峰值压力更低，膜厚更大，啮合时产生的温升更低。因此以接触力为修形目标修形后的摆线轮齿面油膜具有 更好的润滑特性，从而能更好地减小摆线轮与针齿啮合时的磨损，提升 RV 减速器的精度。

• 质子交换膜燃料电池密封结构表面形貌对密封性能的影响

  梁家维，邢彦锋，曹菊勇，张小兵，杨夫勇

  质子交换膜燃料电池 （PEMFC） 作为一种高效的绿色能源转换装置，其密封性能对电池的整体效率和稳定 性至关重要。为研究表面形貌和装配压力对 PEMFC 密封性能的影响，通过构建粗糙表面模型，运用有限元分析 （FEA） 分析不同装配压力和表面粗糙度条件下质子交换膜燃料电池的密封性能。研究发现：随着装配压力增大，密封 表面接触压力和应变位移增加，同时等效泄漏间隙呈指数减小，然而过高的装配压力会导致材料破坏失效；表面粗糙度对接触压力和泄漏率有显著影响，在相同装配压力下，随着表面粗糙度的增加，泄漏率大幅增加，同时表面接触压 力也增大。因此表面粗糙度的增加需要更大的装配压力来达到相同的泄漏率；同时表面粗糙度增大会导致表面接触压 力过大，增加密封失效的风险。

• 单通道大通径压裂用四通管冲蚀磨损特性

  谢帅，罗乙凯，李远照，曲海，吴魏，高婷，豆瑞杰，王石

  单通道大通径压裂管汇具有连接简洁、安全和高效的优点，但其四通管冲蚀磨损严重，严重影响压裂管汇 安全性。针对四通管的冲蚀磨损问题，采用 DPM （Deformable Parts Model） 研究四通管的冲蚀磨损特性，并探究压裂 液排量、砂比、颗粒直径和流体动力黏度对冲蚀磨损的影响规律。结果表明：四通管的支管与出口直管相交的相贯线 处和出口直管管壁左右两侧存在磨损，冲蚀模拟结果与实际四通管磨损区域相吻合；在排量 16～24 m3/min、砂比 2%～10%、颗粒直径 0. 2～0. 85 mm 和流体动力黏度 10～30 mPa·s 工况下，四通管的冲蚀率随着排量、砂比和流体动 力黏度的增大而增大，随着颗粒直径的增大而减小；冲蚀区域的面积随砂比的增大而显著增大，随颗粒直径的增大而 减小，但几乎不受流体动力黏度的影响。四通管最大冲蚀磨损区域位于支管与出口直管相交的相贯线处，在实际应用 过程中需要对该区域进行重点监测和防护处理，同时需要适当使用低黏度、大颗粒的压裂液以降低四通管的冲蚀 磨损。

• 新能源动力电池极柱密封性能退化分析

  黄柏淇，赵骏一，杨仁强，何淑婷，杨长浩，向宇，梁光荣

  针对动力电池极柱密封长周期受电解液影响的密封件老化问题，提出考虑电解液作用下的密封性能退化模 型。基于耐电解液环境的加速老化试验，利用粒子群算法 （PSO） 求解模型参数，并与传统 Arrhenius 老化模型计算结 果进行对比，分析讨论性能退化过程的关键影响因素。老化试验结果表明：高温电解液是影响极柱密封性能下降的主 要因素；修正后的性能退化模型可显著缩小理论计算与实验数据的差距，使估计误差降低 17. 6%。加速老化试验数据 显示：开发的氟橡胶密封材料对锂电池电解液具有优异耐受性；高温加速老化对压缩率低于 20% 的密封材料的压缩模 量影响甚微，但材料硬化现象在高压缩率条件下更为显著；密封接触压力下降主要源于压缩永久变形，35% 压缩率的 极柱密封圈在温度 323 K 的电解液环境中持续使用的临界年限超过 10 年。该研究为电解液环境中的极柱密封性能退化 计算提供了理论依据，可有效指导材料开发及密封结构设计工作。

• 双级刷式密封泄漏与压降分配特性数值与实验研究

  潘君，张静涵，孙丹，周坤，马利军

  为研究双级刷式密封泄漏特性与压降分配特性，建立其多孔介质数值求解模型，设计搭建其泄漏流动特性 实验装置，分析其流场特性，研究压差和第二级后挡板保护高度对泄漏与压降分配特性的影响。计算和实验结果表 明：对于各级结构相同的双级刷式密封，第二级压降占比约比第一级压降占比大 20%，具有明显的压降分配不均匀性。为改善双级刷式密封压降分配的不均问题，将第二级后挡板高度从 1. 0 mm 提高至 1. 4 mm。研究结果表明：相对于传 统相同结构的双级刷式密封，提高后挡板高度的双级刷式密封当压差从 0. 1 MPa 增大到 0. 4 MPa 时，实验测量的泄漏 系数从 0. 003 97 增大到 0. 005 11；当第二级后挡板保护高度从 1. 0 mm 提高至 1. 4 mm 时，第二级压降占比降低 7. 94%~ 9. 16%，泄漏系数增大 5. 28%~7. 55%；在相同工况下各级结构相同的双级刷式密封仿真和实验的第二级压降分配占比 结果误差范围为 8. 21%~11. 22%。研究的压降分配计算模型能够有效指导工程应用。

• 基于改进 YOLOv8n 的铁谱图像磨粒多目标识别方法

  古莹奎，胡宇辉，陈孝鑫，叶彪彪

  利用铁谱技术对齿轮箱磨损状态进行评估时，存在磨粒种类复杂、特征提取困难且图像背景复杂等问题。为此，以单阶段算法 YOLOv8n 作为基线，提出基于改进 YOLOv8n 的铁谱磨粒多目标识别方法。将高效多尺度卷积引 入到 C2f 模块中，以增强模型对于不同尺度特征的表达能力；引入高级特征筛选金字塔网络作为特征融合网络，解决 固有尺寸差距带来的挑战，提升模型检测性能；针对高级特征筛选金字塔网络中通道注意力模块的不足，引入高效局部注意力机制，实现对感兴趣区域精确定位。以齿轮箱的 5 种异常磨粒为对象，采用改进 YOLOv8n 模型进行定性分 析。结果表明，改进 YOLOv8n 模型与基线网络 YOLOv8n 相比，计算量和参数量分别降低 83. 95% 和 63. 79%，准确率、召回率和平均精度分别提升 6. 6%、9. 5% 和 5. 9%。

• 基于有限元分析方法的 PTFE 复合材料密封圈磨损预测

  郑磊，李国一，窦志伟，王慧明，王勇，吕晓仁

  采用硅灰石纤维 （WF）、MoS2、聚醚醚酮和颜料填充改性聚四氟乙烯 （PTFE），制备 WF-MoS2/PTFE、 PEEK-MoS2/PTFE、颜料/PTFE 3 种复合材料 VL 密封圈。建立 VL 密封结构有限元模型，采用循环跳跃技术通过有限元仿真分析的方法对磨损体积进行预测，用嵌入 Archard 模型的摩擦磨损子程序得到磨损量仿真值；在载荷 35 MPa、速度 300 mm/s 条件下对 VL 密封结构进行往复台架试验，并将磨损实验值和仿真值进行对比。结果显示：不同复合材料 VL 密封圈的仿真结果与实验结果的误差均小于 20%，验证了有限元模型的正确性和普适性。因此该有限元模型可用于预测密封材料的磨损规律，从而为密封材料的选择和密封结构的设计提供指导。

• 基于遗传算法的篦齿密封性能优化

  张忠智，张翔，徐德成，任国哲，张恒铭，李仁凤

  为提升篦齿密封结构的密封性能，选择篦齿结构每个独立齿的齿顶宽度、齿间距、前倾角以及后倾角等为设计参数，基于遗传算法对篦齿密封结构进行优化，并分析优化前后的篦齿模型在不同进出口压比和雷诺数等工况条 件下泄漏特性。结果表明：优化后篦齿模型的泄漏量降低了 14. 45%，密封性能得到显著提升；泄漏量随着压比和雷诺 数的增加而增大；在同一压比和雷诺数条件下，优化后篦齿密封结构的泄漏量始终低于优化前的泄漏量；随压比 （1. 2~1. 8） 和雷诺数的增大，泄漏量的下降率分别由 14. 45% 降低至 8. 31% 和 7. 11%，表明随着压比和雷诺数的增加， 优化效果呈现出总体衰减的趋势。研究采用的优化方法明显降低了目标工况下篦齿密封结构的泄漏量，显著提升了其密封性能，为篦齿结构的优化设计提供了新思路。