丁腈橡胶基纳米复合材料水润滑尾轴承的摩擦学行为与机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51579198
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E1102.船舶工程
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

With the ship water lubricated rubber stern bearing at start/stop or low speed, the stern bearing and shaft are under the conditions of boundary lubrication and mixed lubrication, when friction vibration and noise are easily produced by the stick-sliding phenomenon. In the exploration of new materials of ship water lubricated rubber stern bearing, with the excellent structure and performance compared with traditional rubber composites, the rubber based nanocomposites is playing an increasingly important role, which is a most suitable candidate of the dominant material for the next generation of water lubricated stern bearing. In this research project, a kind of nitrile rubber nanocomposites was fabricated by mixed moulding of the blending rubber of nitrile rubber and ultra-high molecular weight polyethylene and the powders of nano-graphite, nano-zinc oxide, nano-SiO2 and nano-MoS2 will be utilized, which are the main filler and auxiliary materials respectively. And with the nanocomposites, as well as the water lubricated stern bearing witch made of this material as the object, the stick-sliding phenomenon of the nitrile rubber based nanocomposites water lubricated stern bearing can be observed by microscopic analysis and machine vision technology. Through the characterization and analysis of the vulcanization properties, interface bonding and mechanical performance of the composite materials, and the investigation of the effect of nanoparticles for the enhancement and tribological properties of the rubber, a quantitative relationship between the structure of the rubber based nanocomposites and its tribological performance will be established, thus to provide theoretical supports for friction vibration suppression and noise reduction of stern bearings.
舰船水润滑橡胶尾轴承在启动、停机和低速运转时,尾轴承与尾轴处于边界润滑或混合润滑状况,极易产生粘–滑现象引起的摩擦振动与噪声,在水润滑橡胶尾轴承新型材料的探索中,橡胶基纳米复合材料开始扮演着愈加重要的角色,很有可能成为下一代水润滑尾轴承的主导材料。. 本项目以丁腈橡胶与超高分子量聚乙烯共混胶料和纳米石墨、纳米氧化锌、纳米SiO2、纳米MoS2等粉末为主要填料或辅料的丁腈橡胶基纳米复合材料及其水润滑尾轴承为对象,以微观分析和机器视觉技术为手段,以观察水润滑尾轴承粘–滑现象为突破口,通过对复合材料的硫化特性、界面结合、力学性能等进行表征与分析,考察纳米粒子对橡胶基体的增强效应及摩擦学性能影响,从而建立起橡胶基纳米复合材料结构与摩擦学性能之间的定量关系,为抑制尾轴承摩擦振动和降低噪声提供理论依据。

结项摘要

已结题基金项目研究了纳米无机填料对丁腈橡胶基复合水润滑尾轴承机械物理性能与摩擦磨损特性的影响。研究表明纳米无机填料由于其更小的粒度更大的表面能,使得其具有比普通尺寸填料更优异的性能提升效果。本项目采用了补强性能较好的纳米氧化锌、纳米二氧化硅、不同维度的碳纳米材料以及自润滑性能较好的纳米石墨、纳米二硫化钼等无机纳米填料,分别考察这些填料在不同含量、不同尺度、不同填料改性工艺等因素对丁腈橡胶基复合材料的摩擦磨损行为的影响,通过各种材料分析手段检测其机械物理性能参数的变化及其在丁腈橡胶基体中的存在和分散形式,揭示了无机纳米填料对丁腈橡胶基复合材料性能增强的机理。后续采用了高速相机和玻璃轴系建立了原位测量的摩擦振动观测系统,对丁腈橡胶基复合材料在水润滑条件下的粘滑摩擦振动进行了分析。分析结果表明振动引发的噪声根据检测到的频率可分为尖叫和颤振,得到了不同振动型式在水润滑条件下产生的连续图像结果,建立了能够反映水润滑尾轴承摩擦振动特性的物理模型,为水润滑轴承的性能和结构优化提供了很好的依据。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(5)
丁腈橡胶/碳纳米管复合轴承材料摩擦磨损性能研究
  • DOI:
    10.13352/j.issn.1001-8328.2019.05.011
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国修船
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贾承赟;周新聪;王超;况福明
  • 通讯作者:
    况福明
基于数值计算的水润滑赛龙轴承仿真研究
  • DOI:
    10.13352/j.issn.1001-8328.2018.06.007
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国修船
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王昊;周新聪;王军
  • 通讯作者:
    王军
基于LabVIEW的L型加载橡胶水润滑性能测试系统
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    润滑与密封
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    方军强;周新聪;杨朋;周潇然
  • 通讯作者:
    周潇然
Machine-vision-based assessment of frictional vibration in water-lubricated rubber stern bearings
基于机器视觉的水润滑橡胶艉轴承摩擦振动评估
  • DOI:
    10.1016/j.wear.2019.01.087
  • 发表时间:
    2019-04-30
  • 期刊:
    WEAR
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Kuang, Fuming;Zhou, Xincong;Zheng, Pengfei
  • 通讯作者:
    Zheng, Pengfei
一种基于机器视觉技术的水润滑橡胶艉轴承振动测量方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    船海工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    闫志敏;周新聪;邱晓峰;邹斌;王建强;贾雪丽
  • 通讯作者:
    贾雪丽

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其他文献

基于LabVIEW队列状态机的数据采集系统设计
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    现代电子技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    白秀琴;郭智威;叶枫桦;周新聪;袁成清
  • 通讯作者:
    袁成清
贝壳表面形貌测量技术研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    润滑与密封
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    白秀琴;刘雪梅;袁成清;周新聪
  • 通讯作者:
    周新聪
低噪声船舶尾管水润滑橡胶轴承材料的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中国造船
  • 影响因子:
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  • 作者:
    周新聪;闫志敏;唐育民
  • 通讯作者:
    唐育民
舰船水润滑橡胶尾轴承的结构设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    润滑与密封
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    秦红玲;周新聪;王浩;闫志敏
  • 通讯作者:
    闫志敏
橡胶层厚度和硬度及其交互作用对摩擦性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    兵工学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    秦红玲;周新聪;闫志敏;刘正林;赵新泽
  • 通讯作者:
    赵新泽

其他文献

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周新聪的其他基金

UHMWPE与橡胶共混胶料舰船尾轴承的摩擦学问题研究
  • 批准号:
    51079119
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    37.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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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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