【摘要】：摩擦材料是汽車、高鐵和農(nóng)業(yè)機(jī)械等車輛制動(dòng)器、離合器和摩擦傳動(dòng)等部件的關(guān)鍵構(gòu)成部分，其性能的好壞直接關(guān)系到車輛運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性。研制出具有較好綜合性能的摩擦材料，對(duì)提高我國(guó)地面機(jī)械整體水平具有重要的意義和實(shí)際價(jià)值。我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的高速發(fā)展，對(duì)重型運(yùn)載車輛的需求量逐年增加，然而現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)對(duì)于摩擦材料的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界發(fā)達(dá)國(guó)家，，同時(shí)，對(duì)于制動(dòng)摩擦材料的研究還主要集中在輕中型汽車上，而對(duì)于重型汽車制動(dòng)摩擦材料的相關(guān)研究很少。 前期研究表明，對(duì)重型汽車的制動(dòng)盤表面進(jìn)行非光滑仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，仿生盤表面劃痕明顯減少、耐磨性提高了18.7%~50.5%。然而，制動(dòng)摩擦材料的損傷加重，磨損量增加了4.0~15.3倍，使得汽車工作的安全性和可靠性極大的降低。本研究在摩擦材料現(xiàn)狀和前期研究的基礎(chǔ)上，一方面初步探討了具有仿生非光滑表面摩擦片的摩擦磨損性能，另一方面，依據(jù)仿生耦合原理，通過(guò)黃金分割法與正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化了摩擦材料三種增強(qiáng)纖維的組分，結(jié)合模糊綜合評(píng)價(jià)法和相關(guān)理論系統(tǒng)分析了其機(jī)械和物理性能、摩擦穩(wěn)定性、抗磨損性能以及其磨損機(jī)理，然后結(jié)合綜合評(píng)價(jià)值和摩擦材料的機(jī)械和物理性能，選出三種具有不同綜合性能的制動(dòng)摩擦材料，來(lái)比較研究三種摩擦材料和市面上購(gòu)置摩擦材料分別與具有仿生非光滑結(jié)構(gòu)制動(dòng)盤的匹配性能，得到了與仿生制動(dòng)盤具有良好匹配性能的摩擦材料，其匹配性能明顯優(yōu)于市面上所購(gòu)置的摩擦材料。本論文的主要研究?jī)?nèi)容和得到的結(jié)論如下： 初步研究了仿生非光滑表面結(jié)構(gòu)對(duì)于摩擦材料摩擦學(xué)性能的影響，研究結(jié)果表明，仿生非光滑結(jié)構(gòu)在一定程度上改善了摩擦材料的摩擦學(xué)性能，提高其抗磨損性能。 使用黃金分割法設(shè)計(jì)摩擦材料的增強(qiáng)纖維含量，制備了9種摩擦材料，并應(yīng)用模糊綜合評(píng)價(jià)法和基本理論研究了其摩擦學(xué)性能，研究結(jié)果表明，9中摩擦材料的摩擦因數(shù)都呈現(xiàn)出隨試驗(yàn)溫度升高平穩(wěn)下降的趨勢(shì)，出現(xiàn)不同程度的熱衰退。相較于其他試樣來(lái)說(shuō)，試樣FM5（玻璃纖維12.36wt.%、巖棉纖維12.36wt.%、鋼纖維7.64wt.%）、FM7（玻璃纖維7.64wt.%、巖棉纖維20wt.%、鋼纖維7.64wt.%）和FM9（玻璃纖維7.64wt.%、巖棉纖維7.64wt.%、鋼纖維12.36wt.%）具有較好的抗熱衰退性能和優(yōu)異的恢復(fù)性能。試樣FM7相對(duì)于其他摩擦試樣，具有較低的磨損率，且其磨損表面較為平整，同時(shí)在局部區(qū)域還存在著一些摩擦膜，說(shuō)明三種纖維之間具有很好的混雜效應(yīng)，改善了摩擦材料的耐磨損性能，這為摩擦材料增強(qiáng)纖維的配比提供了參考價(jià)值。 研究了優(yōu)選出的三種摩擦材料和市面上購(gòu)置摩擦材料分別與具有仿生非光滑結(jié)構(gòu)制動(dòng)盤（網(wǎng)格狀制動(dòng)盤、條紋狀制動(dòng)盤和點(diǎn)狀制動(dòng)盤）的匹配性能，研究結(jié)果表明試樣FC2（12.36wt.%玻璃纖維、7.64wt.%巖棉纖維和20wt.%鋼纖維）與3種不同仿生結(jié)構(gòu)制動(dòng)盤具有較好的整體匹配性能，點(diǎn)狀制動(dòng)盤與以上4種摩擦材料的綜合匹配性能較好。在減少制動(dòng)盤磨損的同時(shí)，得到了與仿生制動(dòng)盤具有良好匹配性能的摩擦材料，其匹配性能明顯優(yōu)于市面上所購(gòu)置的摩擦材料，這對(duì)開發(fā)與耐磨損仿生制動(dòng)盤具有良好匹配性能的混雜纖維增強(qiáng)摩擦材料提供了理論支撐和實(shí)際借鑒。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB39

【參考文獻(xiàn)】

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