受陀螺游戏启发 科学家破解轴承摩擦特性评估难题
记者6月3日从天津大学获悉，受陀螺旋转游戏的启发，该校机械工程学院任成祖教授团队提出了一种基于动能定理的滚动轴承当量摩擦系数的测量方法，解决了轴承摩擦特性评估难题。相关研究成果于近日发表在国际期刊《摩擦》上，并被选中为封背。
在太空等极端环境，高精密轴承的摩擦越少、能量的损耗越小越好。但同一条生产线上产出的几乎一模一样的超高精密轴承，哪个的摩擦性能更好一些？
任成祖发现，使用传统的摩擦力矩传感器评测滚动轴承的摩擦性能存在工况依赖性强、离散性大、稳定性差等问题，无法区分出高精密轴承摩擦性能极为微小的差异。
受陀螺旋转游戏的启发，团队提出了一种基于动能定理的滚动轴承当量摩擦系数的测量方法。“就像不同设计品质的陀螺停止总有先后，能量的耗散也就是摩擦做功可以随时间反映出来。而人类对时间的测量是可以做到极其精准的，这就是该研究的关键一环。”任成祖解释。
团队成员从使用评估的角度出发，思考如何设计出在空天、新能源汽车等领域具有更高服役可靠性和极端工况适用性的高精度轴承。他们通过精巧的装置设计，使轴承像陀螺一样高速旋转直至停下，整个过程中以时间为中介，巧妙地搭建起动能损耗和摩擦力矩的测算关系，最终实现摩擦特性的评估。
新方法大幅提升了轴承摩擦性能的测量精度，为推动产业进一步升级、助力我国实现关键基础零部件自主可控奠定技术基础。
（受访者供图）
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