内燃机摩擦副全生命期摩擦磨损建模与实验研究

面向全生命期性能的设计是机械产品设计的目标。机械系统中摩擦副的摩擦学性能（磨损、摩擦功耗等）在全生命期中的衰退直接影响着机械系统的不可恢复的结构变化，从而影响着机械系统的功耗、嗓声、可靠性、寿命等性能。摩擦副的全生命期性能模型的建立是机械系统全生命期性能研究与全生期性能数字样机构建的关键问题。本课题以内燃机中摩擦副（缸套－活塞摩擦副与滑动轴承）作为研究对象，通过数值仿真正向推算与实验逆向反演相结合的方法研究建立摩擦副的全生命期摩擦磨损模型。正向推算通过基于广义状态方程描述的摩擦副仿真程序进行计算。实验逆向反演通过动载摩擦副摩擦磨损实验来确定无法通过仿真确定的模型参数并对模型进行修正。摩擦副全命期摩擦磨损模型的建立将为机械系统全生命期性能数字样机的构建奠定基础。本课题研究内容是项目申请人上一基金研究课题的延续，是对上一课题研究过程中发现的关键问题的集中研究。

面向全生命期性能的设计是机械产品设计的目标。机械系统中摩擦副的摩擦学性能（磨损、摩擦功耗等）在全生命期中的衰退直接影响着机械系统的不可恢复的结构变化，从而影响着机械系统的功耗、噪声、可靠性、寿命等性能。摩擦副的全生命期性能模型的建立是机械系统全生命期性能研究与全生期性能数字样机构建的关键问题。本课题以典型摩擦副（主要以动载滑动轴承）作为研究对象，通过数值仿真正向推算与实验逆向反演相结合的方法研究建立了摩擦副的全生命期摩擦磨损模型。正向推算通过基于广义状态方程描述，并结合神经网络方法与实验数据库建立了摩擦副全生命期性能预测数字样机（仿真程序），并提出了一般意义上的机械系统全生命期性能数字样机构建方法。实验逆向反演基于仿真确定的磨损工况边界进行磨损实验，并建立“工况－时长－磨损”数据库，使用磨损实验数据库来对全生命期磨损预测模型进行修正。本项目建立的摩擦副全命期摩擦磨损模型是机械系统全生命期性能数字样机构建的核心模型。基于本项目研究提出的磨擦副全生命期性能数字样机构建方法已经应用于某企业构建挖掘机磨擦副全生命性能数字样机。