隨著我國空間技術(shù)事業(yè)的迅速發(fā)展,固體涂層對(duì)空間機(jī)構(gòu)活動(dòng)部件滿足高可靠性、長壽命、高精度的需求起到重要作用。固體涂層目前作為一種表面處理工藝應(yīng)用于空間軸承中,涂層的應(yīng)力分析和壽命計(jì)算大都建立在簡單的球-盤摩擦副中,關(guān)于滾動(dòng)軸承中基于應(yīng)力分析與磨損失效機(jī)理的涂層設(shè)計(jì)方法與磨損壽命計(jì)算鮮見報(bào)道。建立滾動(dòng)軸承中涂層與滾道結(jié)合界面應(yīng)力分析模型以及軸承中涂層的磨損壽命模型對(duì)固體潤滑軸承的應(yīng)用具有重要作用。以涂層的劃痕實(shí)驗(yàn)獲得的膜基結(jié)合力下的界面應(yīng)力作為脫附判據(jù)。為獲得可用于應(yīng)力邊界評(píng)價(jià)的滾子軸承中潤滑薄膜與滾道結(jié)合界面的應(yīng)力值,通過滾子軸承的擬動(dòng)力學(xué)分析獲得了滾動(dòng)體與滾道的接觸載荷;基于帶涂層表面的接觸變形分析,建立二維接觸表面應(yīng)力計(jì)算模型,獲得了潤滑薄膜表面處的應(yīng)力分布;基于二維集中力下鏡像法的解,通過復(fù)化Simpson積分公式獲得了涂層與基底結(jié)合界面的應(yīng)力分布。建立了固體潤滑滾動(dòng)軸承涂層與滾道結(jié)合界面的應(yīng)力分析模型。分析了涂層參數(shù)改變對(duì)應(yīng)力的影響:軟膜使得接觸半徑增加,結(jié)合界面處x?應(yīng)力值減少,接觸邊緣處xy?應(yīng)力值減少,硬膜與之相反。通過球軸承的擬動(dòng)力學(xué)分析獲得了滾動(dòng)體與滾道接觸載荷;通過三... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

薄膜劃痕實(shí)驗(yàn)圖

碎片小，脫附區(qū)域小。材料的剝落和屈曲與脆性材料的剝落很相似。對(duì)于薄膜屈曲和剝落都發(fā)生在壓頭前端。彈性恢復(fù)剝落發(fā)生在移動(dòng)端后端。當(dāng)韌性基體脆性破壞時(shí)會(huì)出現(xiàn)彈性恢復(fù)裂紋。另外兩種韌性材料出現(xiàn)的失效為等角裂紋和拉伸裂紋。由于壓頭前端材料的堆積和屈曲導(dǎo)致涂層處于拉伸應(yīng)力狀態(tài)。另外由于摩擦的作用使得徑向應(yīng)力在壓頭旁邊產(chǎn)生。切向應(yīng)力增加了壓頭前端的壓應(yīng)力，導(dǎo)致了屈曲和剝落。拉伸裂紋最初發(fā)生在壓頭的兩側(cè)（不管摩擦是什么），這表現(xiàn)為沿著劃痕方向平行于軌道邊緣的裂紋。部分環(huán)裂紋在壓頭前端產(chǎn)生，壓頭壓過形成裂紋。在壓頭前端屈曲成溝壑產(chǎn)生裂紋。所有的失效導(dǎo)致厚度方向的裂紋，在壓頭前端或者旁邊[6]。1.2.2 涂層的磨損失效行為當(dāng)固體潤滑薄膜的實(shí)際工作應(yīng)力的臨界應(yīng)力之下，即在固體潤滑涂層的正常使用過程中，涂層的主要失效為磨損失效。常用的具有代表性的硬脆固體潤滑材料為 DLC，韌性固體潤滑材料為 MoS2材料，在應(yīng)用過程中為了改善潤滑材料的性能加各種的添加劑。研究固體潤滑材料的耐磨壽命主要通過球盤磨損實(shí)驗(yàn)。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文磨屑，犁溝作用產(chǎn)生塑性流動(dòng)兩種破壞模式。磨粒磨損模型如圖 1-2 所Q1 12cosSV V WQ K KL L (1觸時(shí)微凸體發(fā)生磨損的概率,引入硬度后AK WQH 。料的硬度與磨料的硬度比小于 0.8 時(shí)磨損率高，屬于嚴(yán)重磨損，當(dāng)材料料的硬度比為 1.3 時(shí)磨損率很低。彈性模量減少時(shí)，磨損減少。一般大，耐磨性越好。磨料磨損時(shí)磨損率與載荷呈現(xiàn)正比的狀態(tài)，但是存在超過臨界載荷，磨損率隨壓力變平緩，一般與磨損機(jī)理轉(zhuǎn)變有關(guān)[8]。著磨損，當(dāng)摩擦接觸表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，表面會(huì)發(fā)生塑性變形，接觸部間力的作用導(dǎo)致兩個(gè)表面結(jié)合，在摩擦力下發(fā)生剪切斷裂，產(chǎn)生表面，微觀模型如圖 1-3。


本文編號(hào)：2917305