高速摩擦過(guò)程中界面會(huì)出現(xiàn)局部高溫、結(jié)構(gòu)破壞等現(xiàn)象,從而導(dǎo)致摩擦體系的失效,造成巨大的損失。由于摩擦界面的封閉性,界面溫度變化很難得到研究,界面的熱傳輸機(jī)理尚不完全清楚�；谝陨锨闆r,本文圍繞高速摩擦過(guò)程展開(kāi)了深入研究,建立高速摩擦過(guò)程的分子動(dòng)力學(xué)模型,從微觀能量轉(zhuǎn)換的角度分析了摩擦熱的產(chǎn)生機(jī)理,研究了摩擦熱在材料內(nèi)部的分布情況,求解得到摩擦熱分布的表達(dá)式,建立了更精確的摩擦熱耗散模型。 

【文章來(lái)源】：工程熱物理學(xué)報(bào). 2020,41(11)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

圖２分子動(dòng)力學(xué)模型??Ｆｉｇ．?２?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｄｙｎａｍｉｃｓ?ｍｏｄｅｌ??

２００?ｍ－ｓ＇１??２５０?ｍ－ｓ－１??３００?ｍ－ｓ￣＇??距離界面深度／ｎｍ??圖８鎳的塑性形變勢(shì)能變化值分布圖??Ｆｉｇ．?８?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｏｔｅｎｔｉａｌ?ｖａｌｕｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｌａｓｔｉｃ??ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｐｏｔｅｎｔｉａｌ?ｅｎｅｒｇｙ?ｏｆ?Ｎｉｃｋｅｌ??２．２材料內(nèi)部摩擦熱分布函數(shù)的相關(guān)參數(shù)分析??為了進(jìn)一步分析材料內(nèi)部摩擦熱分布形式，研??究了不同材料，不同滑動(dòng)速度下式（５）中Ｃ和／？的??值，結(jié)果如圖９和圖１０所示。在同種材料下，／Ｉ的??值隨滑動(dòng)速度變化不大；不同的材料有不同的ｆｔ值。??所以／Ｉ是與材料種類有關(guān)的屬性參數(shù)，與外界施加??的滑動(dòng)速度關(guān)系不明顯。同時(shí)通過(guò)圖１０可以看到，??隨著滑動(dòng)速度的增加，Ｃ值隨之增加；不同材料有??不同的Ｃ值。這說(shuō)明Ｃ的大小和摩擦條件關(guān)系十分??密切。為了更好地理解摩擦熱在材料內(nèi)部的分布形??式，接下來(lái)，對(duì)Ｃ和／＾的物理含義作進(jìn)一步研究。??根據(jù)圖１（ｃ）中建立的摩擦的物理模型，平板１??的內(nèi)部塑性形變的總熱量是??Ｑｉ?＝?（６）??式中為摩擦熱分配比；４為界面摩擦熱的比例；９??為總摩擦熱。??對(duì)熱量分布函數(shù)（式（５））進(jìn)行積分即可得總??熱量：??廣＋〇〇??Ｑｌ?＝?＾（１?＿?＾ｌ）Ｑ?＝?Ｉ?Ｐｐｌａｓｔｉｃ＝??Ｊ〇?，、??ｘ?（７）??由此可以得知Ｃ值代表著材料１內(nèi)部塑性形變??產(chǎn)生的總熱量。根據(jù)圖１０可看到，隨著速度的增加，??圖９參數(shù)／！隨速度的變化??Ｆｉｇ．?９?Ｖａｒｉａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐａｒａｍｅｔｅｒ?ｈ?ｗｉｔｈ?ｓｐｅｅｄ??圖１０參數(shù)ｃ隨速

ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ??ｄｉｓｔａｎｃｅｓ?ｆｒｏｍ?ｔｈｅ?ｉｎｔｅｒｆａｃｅ??ａ／ｈ??０??ａ／ｈ??ｅ??０．１??０．０９５１６３??３．０??０．９５０２１３??０．５??０．３９３４６９??４．０??０．９８１６８４??１．０??０．６３２１２１??５．０??０．９９３２６２??２．０??０．８６４６６５??１０．０??０．９９９９５５??１．０??０．８??０．６??０．４??０．２??０．０??０?２?４?６?８?１０??ａｌｈ??圖１１材料內(nèi)部的摩擦熱隨距離的變化??Ｆｉｇ．?１１?Ｃｈａｎｇｅ?ｏｆ?ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ?ｈｅａｔ?ｉｎｓｉｄｅ?ｔｈｅ?ｍａｔｅｒｉａｌ??ｗｉｔｈ?ｄｉｓｔａｎｃｅ??３結(jié)論??（４．７，?９９％）??版社，２００２??Ｗｅｎ?Ｓ?Ｚ，?Ｈｕａｎｇ?Ｐ．?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ?ｏｆ?Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ?［Ｍ］．?２ｎｄ?Ｅｄｉ？??ｔｉｏｎ．?Ｂｅｉｊｉｎｇ：?Ｔｓｉｎｇｈｕａ?Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ?Ｐｒｅｓｓ，?２００２??［２］王成氣姚振強(qiáng)，陳銘．汽車摩擦學(xué)［Ｍ］?？上海：上海交通大??學(xué)出版社，２００２??Ｗａｎｇ?Ｃ?Ｔ，?Ｙａｏ?Ｚ?Ｑ，?Ｃｈｅｎ?Ｍ．?Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ?Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ?［Ｍ］．??Ｓｈａｎｇｈａｉ：?Ｓｈａｎｇｈａｉ?Ｊｉａｏｔｏｎｇ?Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ?Ｐｒｅｓｓ．?２００２??［３］謝友柏？摩擦學(xué)的三個(gè)公理［Ｊ］？摩擦學(xué)學(xué)報(bào)．２００１，?２１（３）：??１６１－１６６??Ｘｉｅ?Ｙ?Ｂ．?Ｔｈｒｅｅ?Ａｘｉｏｍｓ?ｏｆ?Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ?［Ｊ］．?Ｊｏｕｒｎａｌ?ｏｆ?Ｔｒｉ？??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]車輪鋼摩擦熱影響區(qū)的相變及其損傷機(jī)理[J]. 季懷中,蘇航,楊才福,張永權(quán).  鋼鐵研究學(xué)報(bào). 2005(04)
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碩士論文
[1]列車制動(dòng)盤溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)仿真與分析[D]. 楊強(qiáng).北京交通大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3135914