【摘要】： 摩擦副的表面形貌與其摩擦磨損性能密切相關(guān),表面微造型作為改變機(jī)械摩擦性能的技術(shù)近年來(lái)已成為一個(gè)研究的熱點(diǎn)。 本文分析了諸多表面微造型技術(shù)的優(yōu)劣,指出激光以其優(yōu)異的加工特性(無(wú)接觸加工、加工速度快、對(duì)環(huán)境無(wú)污染),成為表面微造型的首選加工手段。在對(duì)激光表面微造型國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析后,發(fā)現(xiàn)對(duì)規(guī)則凹坑形貌的研究大多面向面接觸副,在線接觸副下的研究較少,因此,本文針對(duì)規(guī)則凹坑表面形貌對(duì)線接觸副摩擦特性的影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究。 采用Nd:YAG連續(xù)激光在試件表面上加工出規(guī)則分布的圓形凹坑狀形貌,并對(duì)表面形貌進(jìn)行了測(cè)量。在MHK-500環(huán)塊摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上對(duì)具有不同凹坑分布參數(shù)的凹坑形貌表面及無(wú)凹坑光滑面進(jìn)行了摩擦試驗(yàn),對(duì)凹坑的參數(shù):凹陷面積比、直徑大小、凹陷深度對(duì)摩擦系數(shù)、摩擦副間溫升的影響進(jìn)行了考察。結(jié)果表明:當(dāng)凹坑參數(shù)合理時(shí),能顯著降低線接觸摩擦副間的摩擦系數(shù)和溫升;凹坑凹陷面積比影響著摩擦表面實(shí)際承載面積及凹坑處油膜壓力大小的變化;凹坑直徑應(yīng)較Hertz彈性接觸理論寬度稍大時(shí)為優(yōu);規(guī)則凹坑深徑比在20%～30%左右時(shí)降低摩擦程度較大;線接觸摩擦副的接觸面積有限,凹坑大小、凹陷面積比參數(shù)直接影響著接觸區(qū)域內(nèi)的凹坑數(shù)量及油膜壓力的分布,在選擇規(guī)則凹坑的分布參數(shù)時(shí),凹坑的凹陷面積比、直徑大小以及凹陷深度應(yīng)綜合起來(lái)考慮,以使凹坑所產(chǎn)生的減摩效果發(fā)揮最佳。 本文的研究結(jié)果為激光微造型規(guī)則凹坑形貌應(yīng)用于線接觸摩擦副下以降低機(jī)械零部件的摩擦提供了試驗(yàn)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TH117.1
【圖文】：

圖3一 1HGL一LSY50F型激光打標(biāo)機(jī)3.2.2環(huán)塊接觸區(qū)尺寸計(jì)算及試樣表面凹坑尺寸設(shè)計(jì)1895年HertZ解決了理想光滑物體線接觸和點(diǎn)接觸時(shí)的彈性接觸理論問(wèn)題。HertZ接觸理論是根據(jù)完全彈性體的靜態(tài)接觸條件得出的，通常被用來(lái)計(jì)算曲面接觸副的彈性變形和應(yīng)力場(chǎng)，在摩擦學(xué)中是彈流潤(rùn)滑和接觸疲勞磨損研究的理論基礎(chǔ)之一。Hertz理論也被廣泛用于計(jì)算實(shí)際接觸面積[6]。工程實(shí)際中的接觸表面可能是各種形狀的曲面，但由于接觸區(qū)的寬度遠(yuǎn)小于接觸點(diǎn)的曲率半徑，因而可以對(duì)接觸表面作適當(dāng)?shù)膸缀魏?jiǎn)化。線接觸的問(wèn)題可以用半徑分別與接觸點(diǎn)的曲率半徑相等的兩個(gè)圓柱體的接觸來(lái)近似。兩個(gè)彈性圓柱在法向載荷W作用下相互擠壓，由于存在彈性變形，接觸線擴(kuò)展成為一個(gè)狹長(zhǎng)的帶狀面。從潤(rùn)滑力學(xué)的觀點(diǎn)分析，兩個(gè)圓柱體的接觸可以等效為一當(dāng)量彈性圓柱和一剛性平面的接觸問(wèn)題。在彈流潤(rùn)滑研究中，可以將接觸區(qū)視為平面。根據(jù)彈性模擬原則可以用一個(gè)具有當(dāng)量彈性模量E’的彈性圓柱與一個(gè)剛性平面的接觸來(lái)代替彈性模量分別E

根據(jù)W使和F值由試驗(yàn)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)軟件計(jì)算出摩擦系數(shù)f值，并可在線顯示。圖3一 8MHK一500環(huán)塊磨損試驗(yàn)機(jī)外觀一一一少1二二三一婦產(chǎn)島一!-一.一下直﨑﨑完1閡3一gMHK一500環(huán)塊磨損試驗(yàn)機(jī)雙豐!_桿測(cè)肇系統(tǒng)為、意!;式環(huán)，2試塊，3試塊坪，4潤(rùn)滑汕嘴，5水平器，6載荷布!_桿，7冷揀于{_桿一悶傳感9{j.;’惑器加載時(shí)由電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶輪、三角皮帶等帶動(dòng)蝸桿和蝸輪及螺桿和升降螺母使串接的拉力傳感器上升一(或下降)，通過(guò)彈簧的拉仲給試驗(yàn)加載。施加在試環(huán)與試塊間的試驗(yàn)力大小即可通過(guò)拉力傳感器來(lái)測(cè)量(其中

【引證文獻(xiàn)】

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1 許亞峰;何濤;魏本柱;;微造型對(duì)水壓閥閥芯動(dòng)壓潤(rùn)滑性能的研究[J];煤礦機(jī)械;2015年04期

2 姚燕生;袁根福;錢德才;梁華琪;;基于摩擦磨損特性的激光表面造型試驗(yàn)研究[J];潤(rùn)滑與密封;2009年04期

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1 周霞;騫耕;李利;宋尚雨;;鎂合金短脈沖激光剝蝕有限元模擬[A];中國(guó)計(jì)算力學(xué)大會(huì)2014暨第三屆錢令希計(jì)算力學(xué)獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)大會(huì)論文集[C];2014年

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4 孟澤華;激光熔凝耦合仿生形態(tài)對(duì)滾動(dòng)導(dǎo)軌耐磨性能影響的研究[D];太原科技大學(xué);2017年

5 馬樂(lè);油潤(rùn)滑條件下復(fù)合潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的減摩性能研究[D];大連海事大學(xué);2017年

6 鄧澍杰;齒面凹坑形貌對(duì)面齒輪嚙合性能影響的研究[D];湖南工業(yè)大學(xué);2016年

7 許悅雷;微造型與微納米顆粒填充表面的摩擦學(xué)性能研究[D];大連海事大學(xué);2016年

8 王雯;微型車刀抗磨損表面仿生微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2015年

9 伍彬;表面微結(jié)構(gòu)對(duì)結(jié)霜性能的影響研究[D];廣州大學(xué);2014年

10 黃宇;水介質(zhì)單體液壓支柱三用閥的結(jié)構(gòu)分析及仿真優(yōu)化[D];安徽理工大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2723409