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磨削作为难加工金属精密成型的必要工艺，磨削区工件表面热损伤已成为亟需解决的技术难题。绿色清洁微量润滑技术作为传统浇注式冷却的替代方式，依然存在热耗散不足的缺陷。利用低温冷风取代常温空气，即低温赋能润滑剂的供给方式，可有效提高磨削区油膜换热和润滑性能。然而低温冷风微量润滑条件下，射流和温度参数对液滴平均粒径及分布特征的影响机制尚且不清。
1.分析了低温冷风条件下润滑剂物理特性演变规律，建立了冷风温度与润滑剂物理参数的量化映射关系。2.进一步分析了两相流喷嘴出口环状液膜的不稳定波动形式，建立了喷嘴环状液膜厚度模型，揭示了气流场对环状液膜的影响规律。3.建立了低温冷风微量润滑雾化液滴体积平均粒径理论模型，通过数值分析得到了不同工况下的模型结果。4. 对比分析了不同工况下液滴粒径分布R.S值。
（1）利用高速显微摄影技术观察了不同气压条件下环形液膜的不稳定性和破碎过程。随着气压增大，喷嘴出口纵向波动加剧且液线数量明显增多，其直径不断减小，液线分布趋于均匀。建立了喷嘴环状液膜厚度模型。随着气压增大，环状液膜厚度呈现降低趋势。气压0.4MPa时，液膜厚度仅有0.138mm，相较于0.1MPa下降了66.1%。
（2）基于波动碎裂理论，利用考虑气体不可压缩性和液体粘性的色散关系式得到液膜表面波增长率ω和波数k之间的对应关系，进而求取纵向波长 λw。基于气压和气流温度对液膜物理参数和膜厚的影响规律，建立了低温冷风微量润滑雾化液滴平均粒径预测模型。结果显示液滴粒径随气压增加而大幅降低，随气流温度降低出现小幅度增加。气压0.4MPa、气流温度−50°C条件下，液滴粒径为133.5μm。相较于室温20°C时的113.4μm，粒径增长幅度为 15.1%。相较于0.1MPa时的300.8μm，粒径降低幅度为56.4%。通过比较可以看出，气压对粒径的影响程度要高于气流温度。
文章关于“低温冷风微量润滑雾化液滴平均粒径模型及验证”的研究，为低温赋能减量化准干式润滑剂供给装备研发、多工况微量润滑自适应雾化喷头装置研发、难加工材料切/磨削工艺及热损伤减低策略提供了理论基础。
李长河 青岛理工大学教授、俄罗斯工程院外籍院士、山东省泰山学者特聘专家（连续两期）、山东优秀发明家、山东省优秀科技工作者，中国高被引学者、全球高被引科学家、爱思唯尔2023年中国高被引学者、斯坦福大学全球前2%终身影响力顶尖科学家和2023年度全球前2%顶尖科学家，Intelligent and Sustainable Manufacturing创刊主编，Chinese Journal of Mechanical Engineering副主编，山东省教学名师、山东省优秀研究生指导教师、宝钢优秀教师、全国挑战杯优秀指导教师、青岛市劳动模范。主要从事智能与高端装备、准干式制造等方面的研究工作。连续承担国家自然科学基金面上项目5项，国家重点研发计划课题3项，国家机床重大专项课题1项，山东省重大科技创新工程项目1项、山东省重点研发计划4项、山东省自然科学基金4项、青岛市科技计划项目5项。其中2项国家自然科学基金面上项目被遴选为机械工程领域国家自然科学基金优秀结题项目。发表 SCI/EI 收录论文262篇，其中 SCI/JCR(1-2)区86篇，并有54篇ESI高被引论文，6篇热点论文，总被引13643次（Web of Science 2024-3-10数据），入选2022年国内学者学术影响力排行榜第25名（机械工程领域全国仅70人）和 “2023全球学者学术影响力排名（终身学术影响力榜）”（机械工程领域全国仅43人），在国内外同领域具有较高学术地位和知名度。在科学出版社、Springer出版集团出版专著5部，主编教材9部。以“纳米流体微量润滑”为主题词在谷歌学术检索，总篇数中50%来自本项目团队。获得美国、韩国、澳大利亚等发明专利授权225项，PCT 国际专利57项，国家发明专利授权122项，软件著作权62项，许可／转让89项。获得中国专利优秀奖6项、山东省技术发明1等奖、山东省高等教育教学成果1等奖4项，山东省自然科学2等奖，山东省技术发明2等奖、教育部高等学校科学研究优秀成果 2 等奖，山东省专利1等奖3项；此外，还获得中国商业联合会科学技术1等奖2项、中国产学研合作创新成果1等奖、中国循环经济协会科技奖1等奖，中国机械工业科学技术2等奖，中国石油和化学工业联合会技术发明2等奖，山东高等学校优秀科研成果1等奖4项，青岛市科技进步1等奖等科研奖励近30项。
刘明政，青岛理工大学副教授，硕士生导师、山东省泰山学者青年专家，主要从事洁净精密制造研究。1）承担8项研究项目，其中主持国家自然科学基金青年基金、山东省自然科学基金青年基金、山东省科技型中小企业创新能力提升工程项目各1项。2）以第一作者发表学术论文14篇，包括Tribology International在内的SCI-JCR(1-2)区论文5篇，ESI热点论文2篇、高被引论文5篇；在《机械工程学报》、国内高影响力T1级期刊发表论文4篇。以第一作者在IGI Global出版社发表英文专著1部。3）主持和参与制订团体标准10项。4）授权发明专利20项，其中第一发明人10项，其中美国等国际发明专利11项，中国发明专利7项，1项专利已许可产业化。以第一作者获得软件著作权5项。5）获得山东省科学技术进步2等奖、青岛市科学技术进步1等奖等科技奖励7项。6）担任Journal of Manufacturing Processes、International Journal of Advanced Manufacturing Technology等期刊审稿人。
期刊简介
Friction（《摩擦（英文）》）是清华大学主办的国内首个摩擦学领域国际学术期刊，旨在发表和出版涵盖接触、摩擦、磨损、润滑、表面粘着和界面科学跨学科的创新性研究论文及专题性综述文章，致力于为国内外摩擦学和表面界面科学领域的学者搭建一流的国际学术交流平台，促进摩擦学在中国和国际学术界之间的交流和发展。其2023年影响因子为6.3，五年影响因子为6.7，在Web of Science核心合集数据库机械工程领域183种期刊中排名第9位(前5%)，稳居Q1区。现为月刊，年发文量160篇。2024年入选“中国科技期刊卓越行动计划二期”领军期刊。2025年起，Friction正式转至自主科技期刊国际化数字出版平台SciOpen发布传播，实现完全独立运营，踏上中国科技期刊自主办刊新征程！
编辑 | 徐军
审核 | 解国新
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