本文關(guān)鍵詞：兩種鋁合金扭動(dòng)微動(dòng)磨損行為研究

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【摘要】：扭動(dòng)微動(dòng)磨損是在交變載荷作用下發(fā)生在相互接觸表面的角位移幅值極小的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。扭動(dòng)微動(dòng)現(xiàn)象廣泛存在于航空業(yè)、生物摩擦學(xué)、機(jī)車零部件等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中,不易察覺,但是危害損傷性極大。另外本文所用鋁合金型材以其輕便、強(qiáng)度高等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域中,特別是鋼鋁連接的接觸形式廣泛存在于螺栓接觸面之間。因此,系統(tǒng)研究5083鋁合金/GCr15鋼球、7050鋁合金/GCr15鋼球的扭動(dòng)微動(dòng)損傷特性以及運(yùn)行規(guī)律,對(duì)于工程應(yīng)用具有重要意義。本文在配置高精度低速往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)的CETR UMT-2型多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),采用球(GCrl5鋼球)—平面(鋁合金平面)接觸模型,分別探討了角位移幅值、法向載荷、循環(huán)次數(shù)等參數(shù)對(duì)5083鋁合金以及7050鋁合金扭動(dòng)微動(dòng)特性的影響。在摩擦扭矩時(shí)變曲線分析的基礎(chǔ)上,用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、EDX能譜、Nanomap500DLS雙模式輪廓儀等微觀分析手段來深層探討兩種材料扭動(dòng)微動(dòng)磨損的損傷機(jī)制。最后再對(duì)兩種鋁合金的扭動(dòng)微動(dòng)動(dòng)力學(xué)曲線以及磨斑損傷形貌進(jìn)行對(duì)比分析。論文的主要工作和研究結(jié)論有：1.在扭動(dòng)微動(dòng)條件下,5083鋁合金以及7050鋁合金的動(dòng)力學(xué)T～θ曲線具有相似的運(yùn)行規(guī)律,均隨著角位移幅值的增加依次運(yùn)行于部分滑移區(qū)、混合滑移區(qū)以及完全滑移區(qū)。論文同時(shí)建立了兩種鋁合金的運(yùn)行工況微動(dòng)圖,分析了法向載荷以及角位移幅值對(duì)于兩種材料磨損狀況的影響。2.建立了5083鋁合金在不同的法向載荷、角位移幅值條件下的摩擦扭矩時(shí)變曲線以及摩擦耗散能曲線,在部分滑移區(qū)摩擦扭矩值以及摩擦耗散能均很低,混合滑移區(qū)以及完全滑移區(qū)的摩擦扭矩值呈現(xiàn)三階段的變化規(guī)律,此時(shí)的摩擦耗散能也呈現(xiàn)相同規(guī)律變化,但不同的是摩擦耗散能呈現(xiàn)不斷上升的趨勢。通過對(duì)5083鋁合金磨斑形貌分析發(fā)現(xiàn),部分滑移區(qū)損傷輕微；混合滑移區(qū)磨痕輪廓呈“W”型,損傷發(fā)生在微滑區(qū)；完全滑移區(qū)磨痕輪廓呈“U”型,磨損較嚴(yán)重。3.通過對(duì)7050鋁合金損傷表面進(jìn)行SEM掃描電鏡、二維輪廓以及EDX能譜分析,深層分析了磨斑的損傷情況,在扭動(dòng)微動(dòng)條件下,其磨損機(jī)制主要有剝層、磨粒磨損、粘著磨損以及氧化磨損。4.對(duì)比兩種鋁合金的動(dòng)力學(xué)T～θ曲線、磨斑二維輪廓損傷形貌圖、運(yùn)行工況微動(dòng)圖,得出兩種材料的扭動(dòng)微動(dòng)運(yùn)行規(guī)律類似,但是5083鋁合金的摩擦扭矩值要比7050鋁合金大,并且磨損程度也要嚴(yán)重的多。再由兩種材料的微觀組織對(duì)比分析可知,7050鋁合金更易進(jìn)入滑移區(qū),因此其混合滑移區(qū)域明顯比5083鋁合金要小,而5083鋁合金的損傷要比7050鋁合金嚴(yán)重的多,可以得出混合滑移區(qū)是導(dǎo)致材料損傷的最重要的區(qū)域。
【關(guān)鍵詞】：扭動(dòng)微動(dòng) 微動(dòng)磨損 磨損機(jī)制 鋁合金
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.21
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 緒論12-26
• 1.1 微動(dòng)摩擦學(xué)及其相關(guān)理論12-17
• 1.1.1 微動(dòng)的基本概念12-13
• 1.1.2 磨損的基本概念13
• 1.1.3 微動(dòng)的運(yùn)動(dòng)模式13-15
• 1.1.4 微動(dòng)的影響因素15-16
• 1.1.5 微動(dòng)/滑動(dòng)的判別16-17
• 1.2 微動(dòng)摩擦學(xué)發(fā)展進(jìn)展以及微動(dòng)磨損理論17-21
• 1.2.1 微動(dòng)摩擦學(xué)的發(fā)展歷程17
• 1.2.2 微動(dòng)磨損理論17-21
• 1.3 扭動(dòng)微動(dòng)磨損工程研究背景以及研究現(xiàn)狀21-24
• 1.3.1 扭動(dòng)微動(dòng)的工程應(yīng)用21-22
• 1.3.2 扭動(dòng)微動(dòng)研究現(xiàn)狀22-24
• 1.4 本文研究意義和研究內(nèi)容24-26
• 1.4.1 本文研究意義24
• 1.4.2 本文研究內(nèi)容24-26
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)方法26-31
• 2.1 扭動(dòng)微動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置26-27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料及其性能27-28
• 2.2.1 對(duì)磨副球試樣的選擇27-28
• 2.2.2 平面試樣的制備28
• 2.3 扭動(dòng)微動(dòng)實(shí)驗(yàn)參數(shù)的設(shè)定28-29
• 2.4 實(shí)驗(yàn)微觀分析方法29-31
• 2.4.1 磨斑表面觀察29
• 2.4.2 SEM掃描電子顯微鏡29
• 2.4.3 微動(dòng)磨損各個(gè)區(qū)域化學(xué)成分分析29-30
• 2.4.4 磨痕輪廓分析30-31
• 第3章 5083鋁合金扭動(dòng)微動(dòng)磨損行為和損傷機(jī)理研究31-44
• 3.1 摩擦扭矩-角位移幅值T-θ曲線31-33
• 3.2 運(yùn)行工況微動(dòng)圖的建立33-35
• 3.3 摩擦扭矩時(shí)變曲線35-38
• 3.3.1 角位移幅值的變化對(duì)摩擦扭矩值的影響35-37
• 3.3.2 法向載荷對(duì)于摩擦扭矩值的影響37-38
• 3.4 SEM磨斑形貌分析以及二維輪廓分析38-41
• 3.4.1 部分滑移區(qū)38-39
• 3.4.2 混合滑移區(qū)39-40
• 3.4.3 完全滑移區(qū)40-41
• 3.5 5083鋁合金扭動(dòng)微動(dòng)條件下各個(gè)運(yùn)行區(qū)域的摩擦耗散能41-43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第4章 7050鋁合金扭動(dòng)微動(dòng)磨損行為研究44-52
• 4.1 T-θ曲線44-45
• 4.2 法向載荷對(duì)7050鋁合金扭動(dòng)微動(dòng)磨損的影響45-47
• 4.3 7050鋁合金扭動(dòng)微動(dòng)特性磨損機(jī)制研究47-50
• 4.3.1 磨斑SEM形貌分析47-49
• 4.3.2 EDX能譜分析49-50
• 4.4 本章小結(jié)50-52
• 第5章 兩種鋁合金扭動(dòng)微動(dòng)性能的對(duì)比研究52-60
• 5.1 T-θ曲線的對(duì)比52-55
• 5.2 微觀形貌來分析兩種材料損傷特性的差異55-57
• 5.3 材料運(yùn)行工況微動(dòng)圖對(duì)比分析57-58
• 5.4 本章小結(jié)58-60
• 結(jié)論60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文68

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 王國彪;雷源忠;;關(guān)注和發(fā)展摩擦學(xué) 推動(dòng)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展[J];表面工程資訊;2005年06期

2 蔡振兵;朱e，

本文編號(hào)：1096985