基础研究

摩擦表面、界面微观行为分析与调控

以摩擦、磨损及润滑理论为基础，综合利用接触力学、表面形貌设计、润滑计算、失效与磨损分析开展摩擦学研究。分别基于接触力学理论，分析了粗糙表面的摩擦、接触、润滑行为，探究机械摩擦界面的力学机制；结合传统制造工艺和新型微观表面加工方法，实现优化摩擦学性能的表面形貌设计与制造，提出和推动三维表面形貌参数在机械零件表面的研究和应用；利用润滑力学方法，实现多种关键摩擦副的润滑计算，重点发展了混合润滑理论、三体混合摩擦理论。摩擦表面、界面微观行为分析与润滑理论研究是解决高端装备摩擦、磨损和润滑的重要途径，涉及机械零部件、系统和装备中的表界面行为与性能设计，减摩、抗磨新材料研发和部件设计，新型高性能环保润滑材料研发，摩擦学部件延寿理论与技术，绿色润滑技术开发，摩擦磨损噪声与振动控制等。它将在未来“绿色装备”中发挥重要作用，是改善机械系统的工作效率、延长使用寿命、提高机械系统和高端装备的可靠性的基础理论。

轮胎-路面滑水特性流体动力学计算表面形貌设计刀屑界面摩擦与润滑

微织构刀具轻合金成形界面接触与摩擦计算极端界面三体润滑力学机制

机械系统摩擦学设计与摩擦学诊断

制造装备、汽车、飞行器、船舶、工程机械等行业拥有数量庞大的各类型机械系统，是国家工业竞争力的重要体现。这些机械系统各部分之间相对运动种类繁多、运动最为复杂。其摩擦学行为，也是种类最多、最为复杂的，并综合影响着整个机械系统的性能、精度、寿命和能耗水平。多年来，我所针对轴承-转子系统、齿轮传动系统、活塞环-缸套系统、制动系统、胎路系统等，以机械系统节能（控制摩擦）、延寿（减小磨损）为目标，综合考虑动力学、刚度、强度等传统设计指标，开展摩擦学基础理论、实验及工程应用研究是长期以来的重要研究方向，在面向性能的摩擦副多尺度设计、表面微制造以及系统服役性能评价等方面取得了重要的研究进展。同时从系统工程观点出发，通过一系列计算与经验类比分析，来预测并排除可能发生的故障，使机械设备在使用过程中达到尽可能小的摩擦、损耗和经济的稳定磨损率。它包括摩擦副的类型选择、结构设计和材料选择等；润滑剂和润滑方法的选择、润滑系统的设计等；并进行摩擦副机械故障诊断，包括温度、振动传感器、油液监测器的设计或选用。

轴承-转子系统活塞环缸套混合润滑分析高速密封研究

胎路摩擦系统研究高速滚动轴承研究

摩擦磨损测试技术及机电装备研究

摩擦磨损测试及装备技术是测试与评价摩擦副摩擦磨损过程的重要手段。我所是全国摩擦学测试技术专业委员会理事单位，在摩擦学测试技术研究和测试装备开发方面成果卓著，完成几十个项目的研发。测控软件独具特色，基于VC、VB以及LabVIEW等研发了一系列先进的专业测控软件；测试装备以多功能为方向，研发了多个系列的测试装备，主要有：端面、PV、往复式等摩擦磨损试验机，以及高速重负荷止推轴承试验机、链条磨损实验机、润滑脂寿命实验机等。我所研发的系列小型精密摩擦磨损试验机，可以进行高精度摩擦学测量，而且具有实时观测摩擦界面和下表面裂纹的能力，特色鲜明。同时，我所还在板材成形、大型铝合金弯曲成形、自动化数控加工装备方向对外承接非标开发任务。相关设备已被国内诸多著名大型企业、研究所、高校等所使用，在业内享有一定知名度。

精密摩擦仪器微裂纹观测仪器

四头精密摩擦仪器轴承试验机非标数控机床

高温烧结炉重载端面试验机数控滚弯成形机床

减摩自润滑复合材料及关键零部件制造

减摩自润滑复合材料及制备技术的研究与开发是我所主要研究方向之一。1985年即作为国内最早开展三层自润滑复合（DU）材料技术研究的主要科研单位之一，先后完成国家攻关、国家自然基金及各类省部级项目十多项，企业重点项目二十多项。多年来在三层自润滑复合材料。以粉末成型技术为基础的金属基减摩耐磨材料及其关键零部件制品制备技术，以多元合成技术为基础的高分子自润滑复合材料及其产品的研究与开发，基于表面工程技术的自润滑减摩耐磨涂层研究与开发，基于液态模锻、半固态铸造与连铸技术的新型铝基摩擦副零件的研究与开发。减摩自润滑材料的基础理论研究和产品开发方面形成了一定的特色，在自润滑轴承材料及产品行业已处于国内领先地位。在国内外公开学术期刊上发表论文100多篇；获发明专利和各类科研奖励多项。

工程机械关节轴套齿轮泵齿轮-粉末冶金齿轮转子泵内外转子

柱塞泵球铰/回程盘/配流盘齿轮泵侧板高端行星减速器

先进润滑材料方向

发展了多种新型纳米润滑添加剂（二硫化钼、石墨烯等），有效实现了关键机械运动部件（如自润滑滑动轴承轴套、内燃机活塞环-缸套）的减摩抗磨，并延长了润滑时效。实现了多种微观形态的二硫化钼的可控制备与靶向润滑、掌握了典型摩擦工况下的微观摩擦学机理。部分成果如发明专利纳米二硫化钼在润滑油中的分散技术等已经转让在相关企业应用，并获得2014安徽省自然科学二等奖。同时，在摩擦化学与特种工艺润滑方向研究机械设备中使用的润滑油脂和特种表面涂层的组成、性质对机械设备性能的影响及其质量检测和合理使用的科学。研究内容涉及石油化学、精细化工、环境化学、摩擦学等多个学科。通过多年的努力，在润滑化学材料（含油聚甲醛）、高效内燃机润滑油添加剂合成化学（如含氮内燃机油抗磨添加剂、内燃机油中醇类化合物的摩擦化学作用）、纳米润滑化学（插层二硫化钼及其纳米自润滑复合材料）以及特种工艺润滑等领域，完成十多项国家、省市和企业重点项目，多次获得省级科技奖励。