發(fā)布時(shí)間：2018-01-05 01:13

  本文關(guān)鍵詞：特殊工況（磁場作用、水潤滑）下的材料摩擦行為及應(yīng)用研究　出處：《江蘇大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 摩擦學(xué) 磁膜/PMMA雙膜系 水潤滑艉軸管軸承 磁流變彈性體吸振器

【摘要】：機(jī)械設(shè)備零部件的摩擦磨損狀態(tài)會(huì)直接影響系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。為保證正常運(yùn)作,系統(tǒng)需要根據(jù)不同環(huán)境下摩擦學(xué)行為的變化做出相應(yīng)調(diào)整。磁場作用下,金屬材料摩擦副表面會(huì)加速氧化,材料自身會(huì)發(fā)生磁致伸縮、表面顯微硬度增加、塑性增大、內(nèi)應(yīng)力下降等多種物理性質(zhì)的變化,對(duì)其摩擦學(xué)性能產(chǎn)生影響。磁場作用下摩擦學(xué)行為的研究無論是對(duì)提高強(qiáng)磁場工況下機(jī)械系統(tǒng)工作效率,還是精密儀器在弱磁場作用下保證正常運(yùn)作均有著重要意義。此外,為適應(yīng)環(huán)保理念,減少污染,簡化軸承潤滑系統(tǒng),越來越多船舶開始使用水潤滑艉軸管軸承,研究水潤滑艉軸管軸承的摩擦學(xué)行為對(duì)優(yōu)化船舶動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)、提高船舶運(yùn)行效率和改善船舶啟動(dòng)時(shí)劇烈震動(dòng)的問題有著重要意義。本文基于多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)/微摩擦試驗(yàn)機(jī)(UMT-3),分別在磁場環(huán)境下對(duì)涂覆防氧化膜的金屬材料摩擦副、水潤滑條件下高分子材料摩擦副進(jìn)行了系統(tǒng)的摩擦學(xué)試驗(yàn),探明了磁場作用對(duì)材料摩擦學(xué)行為的影響和機(jī)理,以及水潤滑條件下船舶艉軸管軸承材料的摩擦學(xué)行為。作為磁場摩擦學(xué)應(yīng)用的延伸,針對(duì)動(dòng)力吸振器,采用拓頻控制方法,對(duì)磁流變彈性體吸振器的拓頻控制與優(yōu)化進(jìn)行了仿真模擬研究。具體工作內(nèi)容如下:首先,為防止金屬材料在摩擦過程中氧化,設(shè)計(jì)并制備了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/磁性薄膜雙膜系。在外磁場作用下,研究了外加載荷和磁場強(qiáng)度對(duì)往復(fù)滑動(dòng)聚甲基丙烯酸甲酯/磁性薄膜雙膜系摩擦性能的影響,理論分析了磁場作用下磁場誘發(fā)的磁性力與摩擦副物理性質(zhì)變化對(duì)摩擦力和摩擦系數(shù)的影響,為磁性薄膜的界面介質(zhì)設(shè)計(jì)與控制提供了依據(jù)。其次,制備了三種船舶水潤滑艉軸管軸承材料UHMWPE、Thordon和Ferofrom的銷針,ZCu Sn10Zn2銷盤。對(duì)水潤滑、低速重載下,摩擦副相對(duì)滑動(dòng)速度、載荷對(duì)其粘滑現(xiàn)象的影響開展了研究,通過檢測(cè)材料親疏水性、自潤滑特性和試驗(yàn)后試樣磨損界面的表面形貌等理論分析,揭示了不同材料、相對(duì)滑動(dòng)速度、載荷對(duì)粘滑現(xiàn)象強(qiáng)弱的影響和機(jī)理,為船舶艉軸管軸承設(shè)計(jì)、材料選取提供了依據(jù)。最后,作為磁場摩擦學(xué)應(yīng)用的延伸研究工作,設(shè)計(jì)優(yōu)化了雙自由度主系統(tǒng)含阻尼的磁流變彈性體吸振器數(shù)學(xué)模型,通過磁場強(qiáng)度的改變可實(shí)現(xiàn)吸振的目的�；贛atlab Simulink模塊,為實(shí)際應(yīng)用構(gòu)造了時(shí)域、頻域模型,模擬分析了吸振器的工作原理和拓頻設(shè)計(jì),為磁流變彈性體的半主動(dòng)吸振器的應(yīng)用提供了設(shè)計(jì)依據(jù)。
[Abstract]:The friction and wear state of mechanical equipment parts will directly affect the operation of the system. In order to ensure the normal operation, the system needs to make corresponding adjustments according to the changes of tribological behavior in different environments. The surface of metal friction pair will accelerate oxidation, the material itself will occur magnetostriction, the surface microhardness will increase, the plasticity will increase, the internal stress will decrease and many other physical properties will change. The study of tribological behavior under the action of magnetic field can improve the working efficiency of mechanical system under the condition of strong magnetic field. In addition, in order to adapt to the concept of environmental protection, reduce pollution, simplify the bearing lubrication system. More and more ships begin to use water-lubricated stern tube bearings to study the tribological behavior of water-lubricated stern tube bearings to optimize the design of ship power system. It is of great significance to improve the efficiency of ship operation and to improve the problem of severe vibration when the ship starts. This paper is based on the multifunctional friction and wear tester / micro friction tester UMT-3). Tribological tests were carried out on the friction pairs of metal materials coated with anti-oxidizing film in magnetic field and polymer materials under water lubrication. The effect and mechanism of magnetic field on tribological behavior of materials and tribological behavior of ship stern tube bearing materials under water lubrication were investigated. As an extension of magnetic field tribology application, dynamic vibration absorbers were studied. The frequency extension control and optimization of magnetorheological elastomer vibration absorber are simulated and simulated by frequency extension control method. The main work is as follows: firstly, to prevent metal materials from oxidation in friction process. Poly (methyl methacrylate) (PMMA) / magnetic film double film system was designed and prepared under the action of external magnetic field. The effects of applied load and magnetic field intensity on the friction properties of reciprocating sliding poly (methyl methacrylate) / magnetic films were investigated. The influence of the magnetic force induced by magnetic field and the physical properties of the friction pair on the friction force and friction coefficient is analyzed theoretically, which provides the basis for the design and control of the interface medium of the magnetic film. Three kinds of ship water lubricated stern tube bearing materials UHMWPEN Thordon and Ferofrom pin pin ZCu Sn10Zn2 pins were prepared for water lubrication under low speed and heavy load. The effects of friction pair relative sliding speed and load on the adhesion and slip phenomenon were studied. The hydrophobicity self-lubricating characteristics and the surface morphology of the wear interface of the specimen were analyzed theoretically by testing the hydrophobicity of the material. The influence and mechanism of different materials, relative sliding speed and load on the viscosity and slip phenomenon are revealed, which provides the basis for the design and material selection of stern tube bearings. As an extension of the application of magnetic field tribology, the mathematical model of magneto-rheological elastomer absorber with damping in two-degree-of-freedom main system is designed and optimized. The aim of vibration absorption can be realized by changing the magnetic field intensity. Based on the Matlab Simulink module, the time-domain and frequency-domain models are constructed for practical applications. The working principle and frequency extension design of the vibration absorber are simulated and analyzed, which provides the design basis for the application of the semi-active vibration absorber of the magnetorheological elastomer.
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH117.1

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本文編號(hào)：1380922