在HST-100銷(xiāo)盤(pán)式高速載流摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了試驗(yàn),用高速攝像機(jī)拍攝電弧圖像,研究了載流條件下電弧對(duì)C/C復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響。研究結(jié)果表明:電弧面積和電弧能量有很好的相關(guān)性。隨著電弧面積的增大,C/C復(fù)合材料的磨損率升高,摩擦因數(shù)先減小后增大,材料的磨損機(jī)制由磨粒磨損為主轉(zhuǎn)化為電弧侵蝕為主。在電弧侵蝕下,材料磨損后的表面被氧化。 

【文章來(lái)源】：河南科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016,37(03)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

HST-100銷(xiāo)盤(pán)式高速載流摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

第3期牛曉彬，等:載流條件下電弧對(duì)C/C復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響圖2C/C復(fù)合材料的電弧面積和電弧能量隨時(shí)間的變化曲線間表現(xiàn)出一定的相關(guān)性。電弧面積和電弧能量之間的相關(guān)程度可用相關(guān)系數(shù)［11］來(lái)表示。相關(guān)系數(shù)r為:r=1nΣ(x－x)(y－y)1nΣ(x－x)槡21nΣ(y－y)槡2，其中:x和y分別為電弧面積和電弧能量，x和y分別為電弧面積和電弧能量的平均值。r值在－1和+1之間，r＞0為正相關(guān)，r＜0為負(fù)相關(guān)，r=0表示不相關(guān)，其絕對(duì)值愈接近1表示兩個(gè)變量間的相關(guān)程度愈密切，愈接近0表示相關(guān)程度愈不密切。本試驗(yàn)中，電弧面積和電弧能量的相關(guān)系數(shù)r=0．7236，可見(jiàn)在載流摩擦磨損過(guò)程中，電弧面積和電弧能量表現(xiàn)出比較好的相關(guān)性。2．2電弧面積與C/C復(fù)合材料摩擦磨損性能的關(guān)系表1不同摩擦盤(pán)速度下的平均電弧面積速度/(m/s)2030405060平均電弧面積/mm27．28．811．613．817．2表1為載荷70N、電流60A，不同摩擦盤(pán)速度下的平均電弧面積。根據(jù)表1中的平均電弧面積，繪制其與C/C復(fù)合材料摩擦磨損性能的關(guān)系曲線，見(jiàn)圖3。由圖3a可以看出:當(dāng)平均電弧面積相對(duì)較小時(shí)，材料磨損率增加較為平緩;當(dāng)平均電弧面積急劇增加時(shí)，材料磨損率急劇增加。主要原因?yàn)?在載流摩擦過(guò)程中，由于電弧的出現(xiàn)，大量的電弧熱使材料界面的溫度急劇升高，致使材料性能軟化，甚至直接導(dǎo)致C/C復(fù)合材料熔化和氣化，加速了材料的轉(zhuǎn)移，發(fā)生電氣磨損［12］;同時(shí)，在高溫作用下，界面材料更容易發(fā)生氧化磨損。平均電弧面積越大，材料接觸面上的電氣磨損區(qū)域和氧化磨損區(qū)域就會(huì)越大;同時(shí)，隨著平均電弧面積的增大，電弧能量增大，對(duì)于同一塊區(qū)域，其相應(yīng)的燃弧時(shí)間也會(huì)增大。電弧的強(qiáng)弱和持續(xù)時(shí)間直接決定了該區(qū)域電弧的侵蝕程度［13］?

相關(guān)，r=0表示不相關(guān)，其絕對(duì)值愈接近1表示兩個(gè)變量間的相關(guān)程度愈密切，愈接近0表示相關(guān)程度愈不密切。本試驗(yàn)中，電弧面積和電弧能量的相關(guān)系數(shù)r=0．7236，可見(jiàn)在載流摩擦磨損過(guò)程中，電弧面積和電弧能量表現(xiàn)出比較好的相關(guān)性。2．2電弧面積與C/C復(fù)合材料摩擦磨損性能的關(guān)系表1不同摩擦盤(pán)速度下的平均電弧面積速度/(m/s)2030405060平均電弧面積/mm27．28．811．613．817．2表1為載荷70N、電流60A，不同摩擦盤(pán)速度下的平均電弧面積。根據(jù)表1中的平均電弧面積，繪制其與C/C復(fù)合材料摩擦磨損性能的關(guān)系曲線，見(jiàn)圖3。由圖3a可以看出:當(dāng)平均電弧面積相對(duì)較小時(shí)，材料磨損率增加較為平緩;當(dāng)平均電弧面積急劇增加時(shí)，材料磨損率急劇增加。主要原因?yàn)?在載流摩擦過(guò)程中，由于電弧的出現(xiàn)，大量的電弧熱使材料界面的溫度急劇升高，致使材料性能軟化，甚至直接導(dǎo)致C/C復(fù)合材料熔化和氣化，加速了材料的轉(zhuǎn)移，發(fā)生電氣磨損［12］;同時(shí)，在高溫作用下，界面材料更容易發(fā)生氧化磨損。平均電弧面積越大，材料接觸面上的電氣磨損區(qū)域和氧化磨損區(qū)域就會(huì)越大;同時(shí)，隨著平均電弧面積的增大，電弧能量增大，對(duì)于同一塊區(qū)域，其相應(yīng)的燃弧時(shí)間也會(huì)增大。電弧的強(qiáng)弱和持續(xù)時(shí)間直接決定了該區(qū)域電弧的侵蝕程度［13］，因此，面積越大的電弧對(duì)材料磨損的影響越大。圖3平均電弧面積與C/C復(fù)合材料摩擦磨損性能的關(guān)系由圖3b可以看出:C/C復(fù)合材料的摩擦因數(shù)隨平均電弧面積的增大先減小后增大，表明當(dāng)平均電弧面積超過(guò)某一定值時(shí)，C/C復(fù)合材料的摩擦磨損機(jī)制發(fā)生了改變。主要原因?yàn)?一方面，當(dāng)電弧面積較小時(shí)，隨著電弧面積的增大，電弧產(chǎn)生的高溫使摩擦接觸面溫度升高，界面材料軟化，材料界面上接觸點(diǎn)的抗剪切能力降低，接觸點(diǎn)更容易被剪斷，摩擦因數(shù)降?


本文編號(hào)：3379944