【摘要】：微動磨損是兩個物體之間的微米級相對運動造成的接觸表面材料損傷,它會導(dǎo)致接觸面尺寸輪廓發(fā)生改變,引起栓接結(jié)合部的松動或者疲勞裂紋的產(chǎn)生。微動磨損存在于各種領(lǐng)域,由于其位移幅度小,磨損位置較隱蔽和磨損量小的特點,容易被忽視。但關(guān)鍵零部件失效和損壞往往與其有關(guān)。有限元方法(FEM)是解決微動磨損演變過程的有效手段,本文研究對象為柱面/平面接觸類型的栓接結(jié)合部,在ABAQUS中建立有限元模型,設(shè)置不同的加載條件,分析接觸區(qū)域的接觸應(yīng)力和相對滑移距離,獲得了區(qū)分兩種滑移狀態(tài)的臨界函數(shù)。結(jié)合能耗模型和FORTRAN語言編寫適用于本模型的UMESHMOTION子程序,實現(xiàn)了磨損表面節(jié)點的動態(tài)更新,建立了有限元磨損模型。在此基礎(chǔ)上,對柱面/平面接觸類型接觸面間摩擦系數(shù)變化規(guī)律進(jìn)行研究,將摩擦系數(shù)的變化函數(shù)與加速次數(shù)相關(guān)聯(lián),得到了以加速次數(shù)為間隔的階梯函數(shù),并將摩擦系數(shù)與不同循環(huán)次數(shù)的分析步相對應(yīng),修改UMESHMOTION用戶子程序的相關(guān)語句,建立出考慮變摩擦系數(shù)的磨損模型,在有限元軟件中實現(xiàn)了考慮變摩擦系數(shù)的微動磨損仿真。通過對不同情況下磨損深度和磨損體積的仿真分析,研究了循環(huán)次數(shù)、法向載荷和位移幅值對微動磨損的影響。對兩種磨損模型仿真結(jié)果進(jìn)行對比,研究定摩擦系數(shù)和變摩擦系數(shù)對微動磨損的影響規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH117.1
【圖文】：

圖 1.1 四種基本微動運行方式目前國內(nèi)外的研究主要集中在切向式微動上，對于后三種微動運行方式的研究相對較少。然而工程實際中的微動問題，栓接結(jié)合部的微動通常不是簡單的一種運行方式，而是兩種甚至多種微動運行方式同時存在的微動，也就是復(fù)合式微動，現(xiàn)階段對于復(fù)合式微動的相關(guān)研究更為稀少，本文研究切向微動時栓接結(jié)合部的磨損問題，屬于第一種微動運行方式。1.2 微動對栓接結(jié)合部的影響微動摩擦學(xué)作為摩擦學(xué)的一個分支，廣泛地存在于近似緊固配合的零部件中，特別是機(jī)械裝備制造業(yè)中。例如機(jī)械領(lǐng)域中廣泛存在的栓接結(jié)合部，名義上是固定不動的，但機(jī)器運行時的連接界面上存在著位移幅值在微米量級的周期性振動，這種周期性微小振幅的振動即是微動。栓接結(jié)合部微動的振動幅度很小，只是微

碩士學(xué)位論文微動損傷的研究工作主要集中在接觸特性分析、磨損機(jī)理研究及表面防護(hù)等方面。其研究過程涉及表面處理、材料特性分析、機(jī)械加工、潤滑等多個方面。微動損傷的產(chǎn)生有三個必要的條件，首先兩個物體必須相互接觸，只有在接觸的表面間才可能出現(xiàn)微動損傷現(xiàn)象。其次，兩接觸表面間必須存在位移幅值為微米量級的相對滑動。最后，接觸面間還需要承受一定振動工況。微動損傷主要表現(xiàn)為表面粘著、磨損、腐蝕，同時還伴隨著微動裂紋的萌生，會使材料疲勞強(qiáng)度降低，且裂紋會向內(nèi)擴(kuò)展，形成疲勞斷裂源。如圖 1.2，根據(jù)微動運行條件和環(huán)境的不同，切向微動損傷一般可以分為微動磨損、微動疲勞、微動腐蝕三種模式：

接觸面的磨損就會相應(yīng)地增加。利用三體理論可以說明金屬材料微動摩擦系數(shù)隨循環(huán)次數(shù)的變化過程（見圖1.3[2]），即：① 接觸表面的氧化膜被磨掉，則摩擦表面的摩擦系數(shù)就會降低；② 第一體和第二體之間相互作用增強(qiáng)，摩擦接觸面就會發(fā)生粘著，摩擦表面的摩擦系數(shù)會相應(yīng)增大，金屬材料組織結(jié)構(gòu)變化（如加工硬化等）發(fā)生相

【參考文獻(xiàn)】

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1 李玲;蔡力鋼;蔡安江;郭鐵能;趙永勝;;不同預(yù)緊力下栓接結(jié)合部切向等效特性[J];振動.測試與診斷;2013年01期

2 楊瑞軍;陳季萍;;微動損傷與疲勞對管螺紋密封性的影響分析[J];機(jī)械設(shè)計與制造;2010年10期

3 蔣小松;何國求;劉兵;向?qū)W淵;胡正飛;朱e

本文編號：2804900