润滑与密封杂志

润滑与密封杂志2026年第3期

• 缓冲器往复密封性能分析及优化

  唐铖，崔佳宁，刘颖，黄浩宇，郭飞

  往复密封作为飞机起落架缓冲器的核心部件，其密封性能直接关系到飞机的起降安全与可靠性。在飞机着 陆瞬间，缓冲器承受巨大的冲击载荷，内部油液压力急剧升高，对密封系统提出严峻挑战。若高压油液发生泄漏，将 导致缓冲器吸能效率下降，使得过大的冲击载荷传递至机身结构，引发结构变形、疲劳损伤乃至安全事故。以起落架 缓冲器中 2K 型斯特封为研究对象，对密封件及接触面开展固体力学、流体力学、接触力学、变形力学以及热力学与传 热学分析，综合考虑接触区域摩擦热的影响，建立流-固-热耦合数值仿真模型。计算分析斯特封阶梯形环腰厚、油侧 倾角、空气侧倾角以及粗糙峰对净泄漏量和摩擦力等性能参数影响程度的主次顺序，并优化斯特封的结构参数。结果 表明：在超高压工况条件下，斯特封净泄漏量随着往复速度的增加而增加；相较于内行程摩擦力，往复速度对外行程 摩擦力影响程度更高；粗糙峰是影响泄漏量和内行程摩擦力的主要因素，腰厚是影响外行程摩擦力的主要因素。对比 优化前后斯特封净泄漏量和摩擦力的模拟结果，发现优化后斯特封的净泄漏量降低了 43. 6%，内行程摩擦力降低了 7. 0%，外行程摩擦力增长了 1. 9%，斯特封阶梯形环承受的总摩擦力减小。研究提出的优化设计方法不仅显著提升了 2K 型斯特封的密封性能，也为高压往复密封件的设计与性能预测提供了重要的理论依据和实践指导。

• 牙轮钻头轴承在不对中工况下密封性能的二维及三维仿真分析

  吴泽兵，寇婷，程宇瑶，王志恒，王少飞

  在实际钻井过程中，牙轮钻头的偏转现象难以避免，这使得其密封系统中的 O 形密封圈所受载荷常处于非 均匀且不对称的状态，从而增加了密封圈因挤出而失效的风险。为研究牙轮钻头轴承不对中工况对密封性能的影响， 通过建立密封结构的二维与三维有限元模型，借助有限元分析软件 WORKBENCH，对无偏转、正向偏转及负向偏转条 件下 O 形密封圈的密封性能进行仿真分析，并对比其受力特性。研究结果表明：在正向偏转工况下，随着偏转角度的 增加，密封圈上部间隙逐渐减小，下部间隙相应增大，等效应力呈上升趋势，而接触压力则有所下降；负向偏转下的 变化趋势则呈现相反特征。尽管在偏转状态下 O 形密封圈仍具备一定的密封能力，但其内部已出现明显的应力集中现 象，可能加速密封件的疲劳失效过程。在偏转工况下，二维模型所反映的等效应力显著高于三维模型，说明在该类工 况中采用三维模型更能准确揭示 O 形密封圈性能的变化规律。

• 考虑轴向偏差的扩口式管接头拧紧过程仿真研究

  练桥，卫炜，赵聪，安鲁陵，张忠洁

  在飞机扩口式管接头的装配过程中，若存在轴向偏差，将会影响管接头的拧紧过程，进而改变轴向预紧力 并影响其密封性能。通过对扩口式管接头结构的分析，建立扩口式管接头扭矩-转角关系的数学表达式；利用有限元 分析软件 Abaqus 建立扩口式管接头细节的有限元模型，并将其分析结果与管接头拉扭关系公式计算结果进行对比，以 验证有限元模型的可靠性；通过在有限元模型中预设轴向偏差，并进行拧紧过程的仿真求解，分析轴向偏差对拧紧过 程及密封性能的影响。结果表明：当存在轴向偏差时，扩口式管接头的拧紧过程可以分为偏差补偿阶段、扩张阶段以 及整体变形阶段；在相同扭矩作用下，随着轴向偏差的增加，接头的密封性能会下降。通过同时监测拧紧过程中的扭 矩和转角，建立扩口式管接头装配时扭矩-预紧力 （T-F） 关系与轴向偏差之间的对应关系；基于 T-F 关系求解出轴向 偏差，然后对管接头实施补充拧紧以确保足够的预紧力。结果表明，通过施加补充拧紧能够有效降低轴向偏差对密封 性能的影响。

• 基于虚拟制备技术的金属橡胶 C 形密封件泄漏率计算分析

  林晗，任志英，陈小超，吴丁丁，谭桂斌

  金属橡胶是一种新型轻质、弹性多孔金属材料，具有耐高温高压、抗辐射、耐腐蚀及抗疲劳等多种优异性 能。通过增加外部包覆层，金属橡胶可以替代传统高分子橡胶材料，应用于太空、核电、极地等极端密封环境。但金 属橡胶密封件的内部空间结构复杂、生产工艺流程较为烦琐，导致其难以实现精确设计，进而限制了在工程中的广泛 应用。为克服这些局限，基于金属橡胶的虚拟制备技术，构建 C 形金属橡胶密封件仿真模型，并仿真分析不同材料结 构参数下密封件的接触力学性能。基于平行平板模型、Genwood-Williamson 模型及栅格渗漏模型，构建金属橡胶 C 形 密封件的泄漏率数值迭代计算模型，研究孔隙率、压缩率和介质压力对泄漏率的影响。结果显示，在一定范围内，适 当增加压缩率会降低密封件泄漏率，泄漏率随着金属橡胶孔隙率的减小而减小，随着介质压力的增大近似线性增加； 当孔隙率为 67. 1%、压缩率为 15% 时，金属橡胶 C 形密封件泄漏率最低。

• DLC 涂层热弹流润滑问题的尺度效应

  孙晓薇，刘晓玲，郭杨，孔薪茹

  为探究热弹流润滑条件下 DLC 涂层的减摩机制，构建考虑涂层的线接触弹流润滑模型，研究涂层厚度、接 触副材料及滑滚比变化时，尺度对接触区润滑性能的影响。结果表明：在热弹流润滑中尺度效应明显，当量曲率半径 较大时，随着当量曲率半径的增大，油膜厚度增大，计入涂层后，膜厚减小，油膜中层温度升高，摩擦因数减小；但 当量曲率半径较小时，计入涂层有增摩效果；在研究的当量曲率半径范围内，添加薄涂层的接触副摩擦因数最小，减 摩性能最好。相同工况下，无论是否添加涂层，在当量曲率半径较小时，受剪切影响润滑油的摩擦因数随滑滚比的增 大而增大；当量曲率半径较大时，受热稀作用的影响，摩擦因数随滑滚比的增大而减小。

• 预张紧钢丝与曳引轮材料的干滑动和脂润滑摩擦学行为

  耿哲，薛夏华，MÄKIMATTILA Simo，邵天敏

  电梯启停与运行阶段，钢丝绳与曳引轮不可避免地发生滑动，导致钢丝磨损和钢丝绳失效。为模拟钢丝服 役工况，设计一种能预张紧钢丝的夹具，研究单根钢丝在张力 20 N 条件下与曳引轮材料配副的往复干滑动和脂润滑摩 擦学行为。结果表明：该夹具保持了钢丝在一定张力条件下摩擦学试验的重复性与再现性。干摩擦条件下，钢丝磨痕 表面出现硬质 Fe2O3，Fe2O3 成为磨粒后损害了钢丝的摩擦学性能，导致钢丝的摩擦因数和磨损体积较高；法向载荷增 加，钢丝遭受严重犁削和塑性变形，但同时磨屑聚集促生摩擦膜，能够一定程度上减缓磨损增加程度。脂润滑条件 下，钢丝磨痕表面形成剪切强度低的 Fe3O4，有利于降低摩擦因数；同时磨痕表面产生较少磨屑，使钢丝的摩擦因数和 磨损体积相比干摩擦下明显降低；法向载荷增加，由于缺少摩擦膜的保护，钢丝和曳引轮材料的磨损体积随载荷近似 同比例上升。载荷和润滑脂影响磨粒和摩擦膜形成，从而影响钢丝的摩擦学行为，是钢丝绳安全应用需要考虑的重要 因素。

• 电场对平板表面气泡铺展行为的影响

  王慧玲，徐学锋

  气泡流在减阻、换热等领域具有重要应用价值，而气泡在固体表面的吸附行为直接影响流动与传热效率， 因此实现对其吸附铺展的有效调控具有重要意义。现有研究表明电场可显著影响气泡运动形态，但其对固壁表面气泡 吸附行为的调控机制尚不明确。为此，通过耦合相变模型与电场模型，研究电场、重力及表面润湿性对平板表面气泡 吸附铺展动力学行为的影响规律。结果表明：气泡铺展速率与电场强度呈线性正相关，表明电场对其具有显著调控作 用；电场的作用效果受重力与表面润湿性的共同影响，重力作用减弱时，浮力降低使电场力对接触角影响更大，从而 促进气泡在平板表面铺展；表面疏水性越强，电场克服表面张力促进气泡铺展的作用越明显。该研究揭示了多物理场 耦合下气泡吸附行为的机制，为基于电场的气泡动态调控提供了理论依据。

• 长链烷基改性硅油的制备与摩擦学性能研究

  荆晶，熊丽萍，何忠义，周枚花，钱良，胡英臣，杨雯捷

  为提高硅油在金属摩擦副接触面的润滑性，采用硅氢加成法，以 1-α 烯烃、自制的不同含氢量和链长的含 氢硅油为原料，制备系列长链烷基改性硅油，并采用 FTIR、1H NMR 对其结构进行表征。利用四球摩擦磨损试验机考 察制备的长链烷基改性硅油在轻负载下的摩擦学性能，研究不同烷基长度、不同 Si-O-Si 主链分子量、不同接枝摩尔 质量比对长链烷基改性硅油在高温下润滑性能的影响，并探究其润滑机制。研究表明：侧链碳链 C=6、8 时，减摩抗磨 性能相较于二甲基硅油提升较小，侧链碳链 10≤C＜16 时，且接枝摩尔质量比 （产物中含长链烷基的链节与产物物质的 量之比） 为 0. 5% 时，磨斑均达到最小；其中十六烷基改性后的长链烷基改性硅油的减摩抗磨性能得到显著提升，在 高温下也具有良好的减摩抗磨性能；主链长度的变化对长链烷基改性硅油润滑性能的影响并不显著；长链烷基改性硅 油在摩擦过程中形成 Si-O-Si 物理吸附膜和 FeO、Fe2O3 以及 C-O、C=O 相协调的化学吸附膜，从而起到良好的减摩抗 磨作用。

• 静压气体轴承气浮间隙调节机构的设计与运动分析

  路艳辉，贾晨辉，贾硕，符瑞涛，申旭

  为实现气体轴承转子系统的变承载力应用目标，针对传统静压气体轴承气浮间隙调节困难的局限，引入一 种耦合机构放大式压电陶瓷促动器驱动的气体轴承气浮间隙调节机构，分析压电驱动单元实现调节机构轴向位移与气 体轴承径向气浮间隙转换的原理，以及实现转子系统承载力动态调节的机制。通过构建压电驱动模型，揭示促动力与 激励电压之间的非线性关系；建立锥形气体轴承的非稳态非线性润滑方程，采用有限差分法并借助 MATLAB 迭代程序 求解气浮力；运用赫兹接触理论计算线性轴承滚动体摩擦力；综合考虑促动力、螺栓预紧力、轴向气浮力等多种因 素，建立气浮间隙调节机构的理论计算模型，确定在给定结构参数和工作参数条件下的气浮间隙调节量。基于上述理 论分析结果，采用多体耦合动力学仿真软件 Recurdyn，对转子在低 （30 000 r/min）、中 （90 000 r/min）、高 （150 000 r/min） 3 种转速工况下的轴向位移量进行仿真计算，并将运动体轴向位移量转换为径向气浮间隙变化量。理论计算与 仿真结果均表明：所设计的气浮间隙调节机构可通过动态调节径向气浮间隙获得不同的气浮力，有效满足了转子系统 变承载力的工作需求。

• 柱面气膜密封气膜摩擦特性研究

  胡志豪，孙军锋，徐贞，尹杉，刘美红，王娟

  在高温、高压和高转速工况下运行时，柱面气膜密封系统的密封性能受到多种因素的影响，其中气膜的摩 擦特性是决定密封性能的重要因素。为确保柱面气膜密封系统在极端工况下的可靠运行，研究流场特性对气膜摩擦特 性的影响。基于柱面气膜密封系统动环和浮环的几何特征，建立流体域几何模型，使用 ANSA 软件生成网格后，将模 型导入 FLUENT 软件进行数值模拟，获得稳态下气膜压力分布、速度分布和气膜浮升力，并基于牛顿内摩擦定律分析 气膜内部摩擦特性随工况参数和结构参数的变化规律。结果表明：随着转速的增大，气膜摩擦力、摩擦因数、摩擦转 矩和摩擦功率均增大；而随着压差的增大，气膜摩擦因数减小；在偏心率为 0. 6 时，摩擦转矩和摩擦功率达到相对较 低的水平；气膜摩擦力随膜厚增加呈现减小趋势，当膜厚超过 30 µm 时，摩擦力趋于稳定；气膜轴向长度增加会导致 气膜摩擦力有所增加；当槽数在 12~14 个时，摩擦转矩和摩擦功率相对较小。

• 天然橡胶/丁腈橡胶共混胶力学性能的分子动力学模拟

  唐黎明，张洺赫，曹乾志

  为探究天然橡胶 （NR） 对丁腈橡胶 （NBR） 性能的影响，通过分子动力学模拟，研究不同质量比的天然橡 胶/丁腈橡胶 （NR/NBR） 共混体系。研究采用结合能与 Flory-Huggins 相互作用参数评估共混体系相容性，并通过恒应 变法计算剪切模量、应力-应变和自由体积，分析 NR/NBR 共混胶的力学性能，并确定其最佳的共混比。结果表明：当 NR 质量分数为 50% 时，NR/NBR 共混胶的 Flory-Huggins 相互作用参数值低于临界值，表明 NR 与 NBR 具有良好的相容 性；当 NR 质量分数低于 30% 或高于 70% 时，相互作用参数超过临界值，表明 NR 与 NBR 不相容。力学性能分析显示，随 NR 比例增加，共混胶力学性能呈先升后降趋势。在最佳配比 （质量分数 50% NR） 条件下，分子链链接紧密从而限 制了链段运动空间，因而形成了稳定的材料体系，使得材料力学性能提升。

• 应变传感器嵌入式新型水润滑轴承润滑特性

  景华兵，王楠，李东辉，赵得洋，王鹏，张昌明

  针对新型双衬层水润滑轴承服役过程中轴瓦变形难以监测的问题，提出在轴承轴瓦上开槽嵌入电阻应变片 式传感器的监测方法，并研究应变传感器嵌入式新型水润滑轴承润滑特性。通过建立考虑热效应的轴瓦开槽水润滑轴 承数学与物理模型，采用热流固耦合方法分析考虑表面粗糙度时不同工况 （转速和供水压力） 及不同偏心率下轴瓦变 形与水膜压力分布。结果表明：轴瓦变形量和水膜压力均随转速、供水压力的增大而增大，随着偏心率的增大而增 大；考虑热效应后，机械载荷和热载荷共同作用于轴瓦，轴瓦最大变形量增大了 5. 61%，而水膜压力降低了 3. 15%；轴向流受迫供水使得轴瓦变形量和水膜压力沿轴向梯度递减，但水膜热效应在转速和偏心率、供水压力和偏心率的耦合下沿轴向逐渐增强，增幅达 0. 03%。

• 皱纹状介孔 C-mSiO2/CeO2 复合磨料对氧化硅的化学机械抛光机制

  王东伟，王胜利，杨云点，罗翀，栾晓东，邵祥清，李瑾

  为探究二氧化硅层间介质 （ILD） 化学机械抛光 （CMP） 过程中抛光速率与表面缺陷的控制机制，研究皱 纹状介孔碳修饰二氧化硅/氧化铈 （C-mSiO₂/CeO₂） 复合磨料对氧化硅的抛光行为。通过微乳液法制备具有核壳结构的 复合磨料，经扫描电子显微镜 （SEM） 和透射电子显微镜 （TEM） 表征，证实其具备完整的包覆形貌。抛光实验结果 表明：相较于普通氧化硅及氧化铈磨料，C-mSiO₂/CeO₂复合磨料对氧化硅的去除速率最高可达 112. 1 nm/min，同时获 得优异表面质量 （表面粗糙度 Sq=0. 051 4 nm）。能量色散 X 射线光谱 （EDX） 元素分析显示，Si、O、Ce 元素质量分数 分别为 18. 65%、38. 78% 和 42. 57%。氮气吸附-脱附测试结合 Brunauer-Emmett-Teller 和 Barrett-Joyner-Halenda 模型计 算表明，该磨料具有 221. 716 m²/g 的高比表面积、5. 44 nm 孔径及 0. 318 7 cm³/g 孔体积，其有序孔隙结构和高比表面积 为 CMP 过程提供了优异的机械支撑。X 射线光电子能谱 （XPS） 化学键分析表明，CeO₂颗粒主要通过 Si-O-Ce 键与 SiO₂ 内核结合。这种化学键合作用及体系中 Ce³⁺离子含量的提升，协同促进了氧化硅去除速率的显著提高。

• 基于正交试验设计的斯特封结构分析和优化

  王健，窦志伟，乔丹，白梦月，张波，孟春宇，黄飞，吕晓仁

  随着高压开关碟簧液压操动机构液压系统向高压、大功率、高稳定性方向发展，液压系统工作压力逐渐提 高，长期工作压力已接近 60 MPa，对密封产品的耐高压和长寿命性能提出了极高的要求。为改善斯特封结构在高压工 况下的密封性能、提高产品寿命，基于实际斯特封产品结构，运用 ABAQUS 有限元仿真分析软件，建立流固耦合仿真 分析模型，分析斯特封结构的 von Mises 等效应力、接触压力分布以及泄漏率；通过正交试验分析主要结构参数对密封 性能的影响，优化斯特封密封结构。结果表明：阶梯圈厚度对密封圈最大等效应力影响显著，而空气侧倾角和 O 形圈 过盈量影响较小；阶梯圈厚度和油侧倾角对密封圈最大接触压力影响较小，而空气侧倾角和 O 形圈过盈量的影响显著；油侧倾角对整体结构影响很小，而 O 形圈过盈量不仅影响初始安装状态，对产品结构影响也较大。优化结果表明，斯 特封结构最大 von Mises 等效应力降低了 13. 57%，最大接触应力增大了 28. 15%，泄漏率降低了 42. 7%，表明优化结构 在增强斯特封密封性能的同时，提升了密封件的使用寿命。

• 激光强化地铁钢轨磨耗及滚动接触疲劳仿真研究

  赵宁宁，轩永辉，胡岳银，吴伟，巩京锋，赵鑫

  城市地铁线路普遍存在小半径曲线，且具有站间距小的特点，使得轮轨间相互作用剧烈，造成轮轨磨耗严 重。为减少钢轨磨耗，对其进行激光强化处理，通过轮轨滚动磨损试验，研究激光相变强化处理后钢轨试样的磨损与 损伤情况；获得强化 U75V 钢轨材料 Tγ/A-磨损率曲线，并建立钢轨磨耗模型。基于 UM 软件建立 B 型地铁的车辆系统 动力学模型，考虑实际线路情况和地铁设计规范标准中建议的曲线设置，并引入钢轨磨耗模型，对曲线钢轨磨耗行为 进行仿真预测，并分析轨面激光强化对钢轨磨耗的影响。结果显示：相较于未强化钢轨，钢轨试样磨损率减少约 47. 4%，滚动摩擦因数降低 13. 6%~27. 3%，钢轨试样表面抗磨损和变形能力提高。钢轨磨耗仿真结果表明，轨面强化 可使半径 350~600 m 的曲线钢轨侧磨速率降低 47. 1%~52. 8%，钢轨垂直磨耗速率降低 37. 3%~41. 9%。钢轨滚动接触疲 劳仿真结果显示，轨面激光强化后可使小半径曲线处钢轨表面疲劳损伤降低 15. 4%~16. 4%，但疲劳损伤范围无大的变 化，表明轨面激光强化技术可有效延长钢轨服役寿命。

• 仿生硅藻壳壁织构的润滑与噪声特性

  黄智枭，巩加玉，谭易凡，胡明茂，宫爱红，孟凡明，袁望

  硅藻壳壁具有优异的生物学、力学和摩擦学等特性，然而现有研究通常将圆筛藻壳壁结构当作是圆形或多 边形的同心阶梯孔，与实际结构存在偏差。为探究仿生硅藻壳壁织构的润滑与噪声特性，利用 Zeiss Auriga 聚焦离子束 场发射扫描双束电镜观察得到圆筛藻壳壁几何形貌，对圆筛藻壳壁结构进行几何重建，建立一种上层单孔、下层筛孔 的仿生织构单元模型；基于计算流体力学理论，探究仿生硅藻壳壁织构的形状组合、第二层孔的数量以及尺寸对其减 摩和降噪性能的影响，并与光滑表面以及单层孔织构表面进行对比。研究发现：仿生硅藻壳壁织构的减摩和降噪效果 优于光滑表面和单层孔织构表面；仿生硅藻壳壁织构的第一和第二层孔形状均为正六边形时，其减摩和降噪效果最 优；仿生硅藻壳壁织构的第二层孔数量越多，其承载力越大，摩擦因数与平均声功率级越小；织构第二层孔的尺寸越 大，模型表面的承载力越大，摩擦因数与平均声功率级也随之越小。

• 空间薄壁轴承多孔聚酰亚胺保持架的吸附性及尺寸稳定性

  杜顺康，买楠楠，陈鑫宇，余畅，符云龙

  为探究清洗溶剂和润滑油对多孔聚酰亚胺保持架吸附特性及尺寸稳定性的影响，通过试验测试无水乙醇与 石油醚清洗后，以及浸渍不同黏度润滑油后保持架的吸附性能与尺寸变化。结果表明：无水乙醇清洗对保持架质量及 尺寸的影响显著大于石油醚清洗；因无水乙醇挥发速率较低，其清洗后需在 90 ℃条件下真空干燥 6 h 以上才能彻底去 除残留溶剂，而石油醚清洗后仅需干燥 4 h；不同溶剂浸泡干燥后，均需在恒温恒湿环境中静置 24 h，保持架尺寸才能 完全恢复至标准范围；在相同孔隙率条件下，浸渍高运动黏度润滑油的保持架含油率更高，但润滑油性能对尺寸稳定 性影响无明显差异。

• 硫磷复配极压抗磨剂摩擦学性能研究

  黄海鹏

  针对高强度金属材料在加工过程中对润滑介质高性能 （高润滑性、低腐蚀性） 的技术要求，基于合成酯基 础油体系，通过将非活性硫化烯烃 （硫质量分数约 30%） 与磷酸酯铵盐进行复配，开发出一种高性能极压抗磨添加剂 体系，并研究其在合成酯体系中的协同摩擦学行为。结果表明：该复合添加剂体系可使润滑系统的平均摩擦因数和磨 斑直径分别降低约 28% 和 19%，同时使最大无卡咬负荷提升约 71%，烧结负荷提升约 29%。摩擦学机制分析表明，磷 酸酯铵盐与非活性硫化烯烃之间存在显著的摩擦化学协同效应，在试验条件下，硫磷复配添加剂能在金属表面形成厚 度约 31 nm 的复合润滑膜。通过表面分析证实，润滑膜主要成分包括多聚磷酸盐、寡聚磷酸盐、硫化铁及硫酸铁等化 合物。

• 基于机器学习的钢轨磨损预测方法

  贾云飞，丁昊昊，肖乾，王文健，刘启跃

  随着铁路高速化与重载化发展，现场使用的钢轨材料种类愈加繁杂，其磨损行为也更加复杂。准确地预测 现场钢轨磨损规律，对钢轨选用与安全服役具有重要作用。随着机器学习在铁路领域的应用，为磨损预测提供了新手 段。提出一种利用机器学习建立磨损模型和钢轨磨损预测的方法。首先建立以材料硬度比、接触应力、转速、蠕滑率 为特征的数据集，然后利用机器学习的反向传播神经网络 （BPNN）、卷积神经网络 （CNN） 和极限梯度提升（XGBoost） 算法，分别建立磨损模型。评估发现，BPNN 算法最适合该数据集结构。为进一步提升 BO-BPNN 算法模型 精度和泛化能力，在 BPNN 算法中加入贝叶斯算法 （BO） 优化超参数，实现了 94. 2% 的准确率。利用 BO-BPNN 磨损 模型、动力学仿真和数值计算建立了磨损预测方法，并对 PG4 和 PG5 两种钢轨进行磨损预测，发现硬度更高的 PG5 材 料耐磨性能更优。该磨损预测方法为钢轨磨损行为预测提供了新方法，可指导现场钢轨材料选用和运营维护。

• 基于钝性金属摩擦电化学的 316L 不锈钢磨损腐蚀建模

  杨展鹏，曹守范，王云坤，李金玉，宋梅利

  磨损腐蚀是影响 316L 不锈钢运动部件使用性能和服役寿命的重要因素。当前针对该材料的磨损腐蚀实验研 究较多，但尚未建立可靠的预测模型。为精确预测 316L 不锈钢的磨损腐蚀性能，引入钝性金属摩擦电化学模型，通过 5~20 N 载荷范围和 30~120 r/min 滑动速度下的磨损腐蚀实验，验证该模型的预测可行性。结果表明：随着载荷和转速 的增加，316L 不锈钢化学磨损和机械磨损均增大；在中低转速和研究的载荷范围内，316L 不锈钢的磨损腐蚀机制为钝 化膜影响下金属塑性变形造成的划痕和脱落，而在高转速下，因钝化时间不足导致钝化膜对不锈钢基体的保护作用减 弱，机械磨损量显著增加，金属以塑性流动为主。研究表明，在中低转速和研究的载荷范围内，该模型可用于预测 316L 不锈钢的磨损腐蚀性能，但在极端工况下磨损机制转变使实验结果与模型预测值存在偏差，需验证其磨损腐蚀机 制是否仍符合模型基础理论。

• 一种高压油缸往复密封性能评估方法

  高仕恒，索双富，高建辉，王海平

  高压油缸往复密封的接触应力是体现密封性能的关键指标，增加接触应力则会增强密封性能，但也会增加 摩擦力从而降低密封寿命。为全面评估高压油缸 V 形往复密封的性能和寿命，通过 ABAQUS 软件对往复密封进行有限 元仿真研究，建立 V 形组合密封有限元模型，分析工况压力及结构因素对密封区域接触应力分布的影响。结果表明：随着工况压力的增加，接触应力峰值和接触宽度呈现规律性增加，且均匀系数也随之上升，这表明较高的工况压力会 导致接触应力分布更加不均匀，从而增加局部磨损风险；结构参数如宽度、唇高、开口厚度及角度等对接触应力分布 和密封性能有着显著影响，其中接触宽度和均匀系数与宽度和唇口夹角成正比关系，而与唇高、厚度、开口厚度及外 夹角成反比关系；增加开口厚度虽会导致最大有效接触应力降低，但可显著提高接触宽度和均匀系数。通过总结接触 应力分布的特点，提出均匀系数、最大有效接触应力和有效接触宽度 3 种评估指标，以弥补单一评估指标可能忽略的 局部易磨损问题。研究结果为密封结构优化设计提供了新方法。

• 物理气相沉积涂层在高温连续冲击工况下应用研究进展

  邓亮，毛轩，娄思源，张而耕

  随着加工制造业的不断发展，模具、刀具等关键制造设备常因在服役过程中过早发生疲劳损伤，严重影响 生产效率并显著提高制造成本。物理气相沉积技术 （PVD） 因其在提升材料表面硬度、耐磨性及抗氧化性能方面的显 著优势，已成为优化制造设备表面机械性能的有效手段。通过对 PVD 涂层在高温和连续冲压工况下研究及应用现状的 综述，分析其摩擦磨损特性，指出通过多元合金化设计与多尺度结构调控，可有效提升 PVD 涂层在上述苛刻工况下的 服役性能。通过对同时涉及高温和连续冲压工况的铝合金热成形工艺中 PVD 涂层的应用进展的总结，指出 PVD 涂层在 铝合金热成形中面临的诸多摩擦学挑战，如涂层与工件之间的铝转移问题尚未有效解决，高温润滑剂与 PVD 涂层协同 作用的机制尚不明确等，同时提出相关的优化策略与技术手段。通过系统梳理 PVD 涂层在高温及连续冲压工况下的摩 擦磨损特性及其研究进展，为未来其在铝合金热成形领域中的应用与研究提供理论支持与实践指导。