10个问题……加里娃娃

08/03/2020

Gary Doll博士是阿克伦大学铁姆肯工程表面实验室主任。他也是一名表面工程师和教授。在加入UA之前,他是铁姆肯公司摩擦学和先进材料的首席技术专家。他还曾在通用汽车研究实验室担任科学家。他在肯塔基大学获得物理学博士学位,并在麻省理工学院完成了博士后工作。

1. 你最近发表的一篇研究论文获得了摩擦学家和润滑工程师协会的奖项。首先,告诉我们什么是摩擦学和润滑工程。

摩擦学是研究相对运动中表面相互作用的科学。它包括摩擦和磨损的概念。有时我们想要最大化摩擦,比如在我们的鞋底,有时我们想要最小化摩擦,比如雪橇的轨道。

润滑工程涉及使用某些物质以尽量减少摩擦和磨损。润滑油几乎无处不在。我们的汽车需要油和润滑脂才能运转,而润滑剂存在于自然界,就像蜗牛的黏液一样,有助于运动。

2. 告诉我们你最近被认可的研究。

获得该奖项的手稿是UA、阿贡国家实验室和特拉华大学合作的结果。我们研究了风力发电机动力学如何影响齿轮箱中典型使用的滚动轴承所承受的力。我们基本上使用机械工程的基本原理来评估在大型风力涡轮机齿轮箱中发挥作用的力,并发现齿轮箱中特定位置的轴承失效的真正原因。

这项研究得到了美国能源部的资助。

3. 你学到了什么?

让我提供一些背景资料。风能(或风能)是指利用地球大气中自然产生的风或气流来发电的过程。风力涡轮机用于从风中捕获动能并发电。涡轮机的叶片被风旋转,这种旋转带动连接到齿轮箱的主轴。滚动轴承用于支持齿轮箱内的许多齿轮,使它们以最小的摩擦旋转。

这些涡轮机中使用的大型轴承应该可以使用几个世纪,但许多轴承过早失效。我们的论文揭示了这些大型滚动轴承要运行良好,它们必须承受很大的载荷。我们的研究发现,轴承在40-70%的时间内是欠载的。当轴承上的力不够强时,滚子滑动而不是滚动。这种滑动运动导致摩擦和磨损的增加。最终,磨损变得如此之大,以至于轴承不能再支持齿轮所施加的载荷,轴承停止旋转,齿轮箱必须修理。由于齿轮箱位于大约80米的空中,它是非常昂贵的拆除或更换他们。

4. 你能举个例子来帮助我理解你的作品吗?

在欠载条件下,滚动体失去牵引力并开始滑动。这可能类似于轮胎在道路上失去牵引力时汽车打滑的情况。

5. 为什么你的科学发现领域对普通人来说很重要(或相关)?

风能是世界上用清洁和可再生能源取代破坏气候的化石燃料的重要组成部分。提高这些巨型风力涡轮机的可靠性,降低了我们日常生活所需的千瓦时电费。通过正确设计滚动轴承以减少或消除欠载,风力涡轮机将保持更长时间的运行。

6. 在你的研究中,你最喜欢哪一方面?

我为通过我实验室的研究生和本科生的成功感到非常自豪。

7. 你怎么到这里来的?

在工业研究实验室工作了21年后,我加入了UA的工程与聚合物科学学院(当时的工程学院),这是UA与铁姆肯公司达成的一项新的“开放式创新”协议的结果。这项协议是由亚利桑那大学的Ajay Mahajan教授倡导的。学院设立了一个名为表面工程的特聘教授。由于我是该领域的主要科学家之一,我被邀请担任主席一职。

8. 如果你不是表面工程师,你会做什么?

有音乐的东西。我在大学时主修音乐,但意识到我不够有天赋,所以我选择了工程师的道路。

9. 作为铁姆肯公司工程表面实验室(TESL)的主任,你的工作是什么?

我寻求并接受公共和私人组织的资助,进行摩擦学、润滑剂和腐蚀方面的研究。一旦获得资助,我就会招募TESL员工、学生和UA教师来完成所需的研究。

10. 接下来是什么?

我正在写一本关于滚动轴承摩擦学的参考书,应该在12月份完成。我们在TESL也做了一些令人兴奋的事情,包括对润滑油中水的摩擦学影响进行研究。油和润滑脂润滑剂几乎总是含有一定量的水。一般来说,润滑剂中的水分越多,其性能就越差。我们正在研究测量不同水量的新油和旧油对摩擦的影响。


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