收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

润滑材料数据库平台设计及机器学习性能预测方法研究

贾丹  
【摘要】:我国对高品质润滑油的需求量占润滑油总需求量正逐年上升,而高品质润滑油的设计及开发技术严重依赖国外,自主研发面临很大困难。在润滑油产品的开发与改进中,性能检测与评价是必不可少的重要环节,我国润滑油性能评价主要依靠经验或大量实验与数据分析的现状严重制约着润滑油的设计与开发周期,致使润滑油发展十分缓慢。将材料数据库与机器学习相结合是润滑材料研发的新方法,为润滑油的性能快速评价提供了一种新的途径,对于提升装备运行可靠性以及指导润滑油开发与应用具有重要意义。本文以典型润滑油及其添加剂为研究对象,通过构建包括试验测试与模拟计算等多样化数据存储与分析数据库,建立数据的自动录入、检索,模拟计算及性能预测一体化数据平台;基于分子模拟计算,分析润滑油及其添加剂分子的结构参量与性能之间的关联规律;确定润滑油分子参量对摩擦学性能和热氧化性能的影响权重,结合机器学习算法,建立润滑油分子结构-性能机器学习模型,研究不同机器学习模型对润滑油热氧化性能和摩擦学性能预测的准确性与适用性,并提出了一种精确、稳定的性能预测集成学习算法,通过将润滑材料数据库与机器学习相结合,为高性能润滑油的开发提供有力证据。基于上述研究工作,论文的主要结论如下:(1)设计了润滑材料数据存储与数据分析一体化平台,实现了润滑材料试验检测数据与模拟计算结果文件等多样化数据导入;建立了基于不同数据格式(表格、文档)之间转换与关键信息提取的数据检索功能;集成了支撑材料快速评价的模拟计算软件调用以及性能预测等模块。该数据库涵盖商用润滑油、基础油、添加剂、润滑脂、固体润滑膜等,数据内容包括了润滑油及其添加剂的化学结构式、材料的物性参数、试验参数和材料主要性能等,满足高通量计算设计结果的归纳与数据挖掘的需要,为润滑材料性能的快速评价提供数据基础及分析开发平台。(2)以四种典型酯类油(双酯、季戊四醇酯、三羟甲基丙烷酯和偏苯三酸酯)为研究对象,开展了不同链长结构的酯类油分子参量模拟计算,分析了酯类油分子的成键性质、化学活性、分子轨道等对其使役性能的影响规律。结果表明:不同酯类油的分子总能量和偶极矩存在明显差异,是影响酯类油抗氧化性、水解稳定性和润滑性等宏观性质的重要参数。HOMO-LUMO能级结果表明,酯类油分子结构中酯基(或苯环与酯基形成的共轭结构)的活性最高,在润滑金属的过程中,酯类油会在金属表面吸附形成一层固体润滑膜,保证了良好的摩擦性能,适当增加双酯分子两端碳链长度,可提高其抗磨性能。静电势结果表明,酯基中的C=O键呈负电性,易与金属阳离子结合或被水中的H+攻击,使其分子结构发生破坏,影响润滑或水解稳定性。电子结构结果阐明了酯类油的分子轨道贡献与分布。模拟计算结果可为机器学习筛选出的特征参量重要性的原因提供科学解释。(3)基于分子模拟计算的润滑油分子结构参量,计算了润滑油结构参数相对于磨损量的影响权重,确定润滑油分子特征参量为:低轨道能量和偶极矩;同样,根据润滑油结构参数相对于起始氧化温度的影响权重,确定润滑油分子特征参量为:分子能量、低轨道能量、HOMO-LUMO能量、偶极矩、脂水分配系数。之后,结合多元线性回归机器学习方法,开展了润滑油的摩擦学性能预测和抗氧化性能预测方法的初步研究,建立了润滑油计算特征参数与磨损量之间、计算特征参数与氧化起始温度之间的机器学习模型,并将预测集代入模型中进行了准确性验证,结果表明,模型预测值与试验值具有较高的一致性。(4)基于多元线性回归、支持向量机和神经网络机器学习算法,开展了润滑油材料的摩擦学性能和抗氧化性能预测研究,阐明了不同机器学习方法对于润滑油性能预测的差异性。在此基础上,探索了基于Stacking理论的润滑油机器学习性能预测集成学习算法,提出了一种基于机器学习的润滑油摩擦学性能集成学习预测方法,最终建立了润滑油摩擦学性能精准预测系统,丰富和完善了润滑材料数据库功能,提升了润滑油性能评价技术,加快润滑油的研发及应用进程。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 南谷弘;李自茂;;近年来汽车润滑材料动态[J];国外汽车;1983年01期
2 殷明杰;新型润滑材料——硼酸物质[J];汽车与配件;1993年05期
3 周雍鑫;;润滑基础知识讲座 第二讲 润滑材料(上)[J];机械工人.冷加工;1982年10期
4 夏昌丽;;汽车用润滑材料对节能的作用[J];汽车技术;1982年10期
5 周雍鑫;;第四讲 正确选用润滑材料[J];机械工人.冷加工;1982年12期
6 ;精密设备特种润滑材料的研制及产业化荣获广东省技术发明奖二等奖[J];润滑与密封;2020年04期
7 陈润斋;关于“中国航空润滑材料体系”的构想[J];合成润滑材料;1999年04期
8 薛群基,党鸿辛;国内润滑材料和摩擦化学的研究[J];固体润滑;1988年02期
9 石淼森;第五讲 高分子和金属基润滑材料[J];制造技术与机床;1996年11期
10 郭关祥;;万能润滑材料 二硫化钼[J];金属加工(冷加工);1966年01期
11 胡艳丽;于晓君;宋银龙;;机动车润滑材料使用误区[J];农机使用与维修;2009年03期
12 杨培刚;机动车润滑材料使用误区[J];湖南农机;2003年02期
13 张韵慧,李之唐,张则甡;药芯焊丝的表面分析及润滑材料研究[J];天津大学学报;2000年04期
14 李良福;挤压钢管复合生产工艺及玻璃润滑材料的应用[J];钢管;2000年02期
15 陈再芳;二硫化钼润滑材料的应用[J];冶金丛刊;1998年06期
16 ;泽科润滑材料(深圳)有限公司[J];广东科技;2010年09期
17 吴振寰,许周岩,夏立群;新型高档减摩润滑材料在油田装备上的应用[J];中国设备管理;2000年08期
18 范文雄,李建军;磁性润滑材料的应用与研究[J];机械设计与制造;1997年02期
19 付亚萍;;设备润滑材料的选用原则[J];农机使用与维修;2013年08期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 刘维民;翁立军;;空间润滑材料[A];第九届全国表面工程大会暨第四届全国青年表面工程论坛论文集[C];2012年
2 刘维民;薛群基;;润滑材料的研究进展与挑战[A];第八届全国摩擦学大会论文集[C];2007年
3 陈改荣;;碳基润滑材料设计及用于滑板的高温“自适应”修复机理研究[A];第八届中国功能材料及其应用学术会议摘要[C];2013年
4 宋俊杰;方媛;樊恒中;张永胜;胡丽天;;仿生轻质氧化铝-石墨润滑材料的设计、制备与性能研究[A];第十八届全国高技术陶瓷学术年会摘要集[C];2014年
5 翁立军;;材料环境适应性的研究[A];先进润滑抗磨材料研讨会论文集(PPT版)[C];2007年
6 陈建敏;;航太潤滑材料及相關表面工程技術的研究與應用[A];第十二届海峡两岸薄膜科学与技术研讨会报告集[C];2016年
7 张博;许一;王晓丽;徐滨士;张保森;;润滑剂中微纳米润滑材料的研究现状[A];第八届全国表面工程学术会议暨第三届青年表面工程学术论坛论文集(四)[C];2010年
8 王晓丽;徐滨士;许一;史佩京;于鹤龙;;高速高温下发动机纳米润滑材料的摩擦学行为[A];2009年全国青年摩擦学学术会议论文集[C];2009年
9 刘维民;薛群基;;创新润滑材料 服务国家需求——记固体润滑国家重点实验室[A];历史的回顾与启示——摩擦学创立40周年纪念文集[C];2007年
10 齐尚奎;;层状润滑材料的电子显微和XPS研究[A];第八次全国电子显微学会议论文摘要集(Ⅱ)[C];1994年
11 薛茂权;熊党生;闫杰;;稀土润滑材料的摩擦学研究[A];第九届材料科学与合金加工学术会议专刊论文集[C];2004年
12 薛群基;陈建敏;;粘结固体润滑涂层的研究及其应用[A];'99摩擦学表面工程学术会议论文集[C];1999年
13 刘维民;;化学在空间润滑中的作用与应用[A];甘肃省化学会第二十四届年会论文集[C];2005年
14 张春霖;姜三勇;梁凤滨;;一种高可靠性油气润滑系统[A];中国机械工程学会摩擦学分会润滑技术专业委员会第九届(温州)学术年会论文集[C];2004年
15 李英;;齿轮的失效形式与润滑材料的关系[A];第六届摩擦学工矿企业润滑技术工业应用学术年会论文集[C];1998年
16 史佩京;于鹤龙;许一;徐滨士;;羟基硅酸镁润滑材料的摩擦修复性能及其装备应用效果研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
17 方媛;张永胜;宋俊杰;樊恒中;胡丽天;;新型仿生结构陶瓷润滑材料的制备与摩擦学性能研究[A];第十七届全国高技术陶瓷学术年会摘要集[C];2012年
18 刘维民;;高性能润滑油的分子科学与工程应用[A];2015年第十四届全国应用化学年会论文集(上)[C];2015年
19 刘福燕;吕晋军;王齐华;;钛硅碳衍生碳涂层在真空中的摩擦学行为[A];第十一届全国摩擦学大会论文集[C];2013年
20 王晓丽;徐滨士;许一;史佩京;曲美霞;高飞;陈江;;装备润滑油失效分析与再生研究[A];第八届全国表面工程学术会议暨第三届青年表面工程学术论坛论文集(二)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 贾丹;润滑材料数据库平台设计及机器学习性能预测方法研究[D];机械科学研究总院;2021年
2 张雪巍;仿生超分子润滑水凝胶的制备及性能研究[D];吉林大学;2021年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 李勇帅;自润滑复合材料的制备和性能研究[D];华北理工大学;2019年
2 赵金城;碳酸钙在润滑材料中的应用及中试装置的工艺设计[D];广西大学;2019年
3 陈远鹏;极地钻井关键设备低温密封和润滑材料优选[D];中国石油大学(华东);2019年
4 张萌萌;高导热碳材料添加剂在硅油中的导热性能探究[D];华东交通大学;2020年
5 王菲菲;基于界面相互作用的2D MOFs纳米润滑材料[D];扬州大学;2021年
6 徐大东;YB公司营销策略研究[D];电子科技大学;2017年
7 刘德浩;转体桥球铰摩擦模拟及润滑材料应用研究[D];吉林大学;2021年
8 张孝禹;Al_2O_3/Cr_2O_3高温耐磨润滑材料的设计与性能研究[D];甘肃农业大学;2021年
9 李科;低密聚乙烯与稻壳粉填充聚甲醛润滑材料的制备及性能[D];南京航空航天大学;2008年
10 刘鹤;固体润滑石墨复合材料的制备与性能研究[D];兰州理工大学;2020年
11 王婧斯;废旧润滑油回收物流系统构建及评价[D];东北石油大学;2014年
12 彭海;兰州润滑油厂安全管理体系改进策略研究[D];兰州大学;2013年
13 荆毅;基于机器学习的产品设计及润滑油配方研究[D];昌吉学院;2020年
14 龚原;飞机润滑油污染物的发生与检测[D];天津大学;2017年
15 张心爱;基础润滑油摩擦学性能及其流变特性分析[D];重庆大学;2016年
16 张欣刚;回转梁结构及润滑材料对滑动式回转支承回转性能的影响[D];大连交通大学;2015年
17 冯君颖;中国润滑油A公司国际化战略研究[D];北京交通大学;2015年
18 杜亚东;国产车用润滑油品牌竞争力提升研究[D];安徽工业大学;2011年
19 刘文梁;埃克森美孚车用润滑油在华营销策略研究[D];南昌大学;2009年
20 马利欣;车用润滑油换油周期预测方法研究[D];机械科学研究总院;2021年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 本报记者 赵建国;追梦自主创新 迈步产业高端[N];中国知识产权报;2017年
2 青岛日报、青岛观、青报网记者 隋峻 郭菁荔;打造高端润滑材料产业集聚区[N];青岛日报;2016年
3 ;2010年俄润滑材料市场将走出低谷[N];远东经贸导报;2010年
4 科讯;超高强度水凝胶生物润滑材料研究获进展[N];中国科学报;2015年
5 本报记者 邓文龙;防锈剂新星 龙岩佰川主推金属加工润滑材料[N];中国工业报;2011年
6 兰文;国家润滑材料产品质检中心兰州挂牌[N];中国质量报;2008年
7 记者 马振华;兰州化物所成为资源化学创新基地[N];光明日报;2001年
8 本报记者  赵亚辉;降低“摩擦之损”[N];人民日报;2006年
9 本报见习记者 高雅丽;薪火相传 “润”化万物[N];中国科学报;2020年
10 本报记者 秦娜;把创新奉献作为毕生追求[N];甘肃日报;2018年
11 惠州日报记者 刘乙端 通讯员 吴海波 杜雯;“小润滑”发挥“大效益”[N];惠州日报;2021年
12 本报记者 刘晓倩 宋华龙 通讯员 张慧玲;做中国战略润滑力量[N];中国科学报;2018年
13 本报记者 倪思洁;沉淀三十载 润物细无声[N];中国科学报;2017年
14 惠州日报记者 姚亚超 欧阳德辉 通讯员 吴海波 杜雯;攻关化工核心技术突破“卡脖子”问题[N];惠州日报;2021年
15 记者 王莉雯;舜能科技拟登陆新三板 多家PE潜伏其中[N];上海证券报;2013年
16 本报记者 华凌;“牢记国家的需求非常要紧”[N];科技日报;2012年
17 本报记者 顾鑫;新材料“十二五”规划即将发布[N];中国证券报;2011年
18 本报记者/金荣生/刘家伟;八旬张洪民家庭实验室弄出大名堂[N];辽宁日报;2009年
19 本报记者 马立 邹伟;从排名末位到全国“老大”[N];南京日报;2015年
20 韩光亮 宋娜;中科院兰州化物所青岛研发基地奠基[N];青岛日报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978