本文關鍵詞：兩種鋁合金扭動微動磨損行為研究

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【摘要】：扭動微動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運動。扭動微動現(xiàn)象廣泛存在于航空業(yè)、生物摩擦學、機車零部件等各個工業(yè)領域中,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、強度高等特點廣泛應用于航空航天等領域中,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鋼球的扭動微動損傷特性以及運行規(guī)律,對于工程應用具有重要意義。本文在配置高精度低速往復轉動臺的CETR UMT-2型多功能摩擦磨損試驗機上進行實驗,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5083鋁合金以及7050鋁合金扭動微動特性的影響。在摩擦扭矩時變曲線分析的基礎上,用光學顯微鏡、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微動磨損的損傷機制。最后再對兩種鋁合金的扭動微動動力學曲線以及磨斑損傷形貌進行對比分析。論文的主要工作和研究結論有：1.在扭動微動條件下,5083鋁合金以及7050鋁合金的動力學T～θ曲線具有相似的運行規(guī)律,均隨著角位移幅值的增加依次運行于部分滑移區(qū)、混合滑移區(qū)以及完全滑移區(qū)。論文同時建立了兩種鋁合金的運行工況微動圖,分析了法向載荷以及角位移幅值對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,磨損較嚴重。3.通過對7050鋁合金損傷表面進行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,在扭動微動條件下,其磨損機制主要有剝層、磨粒磨損、粘著磨損以及氧化磨損。4.對比兩種鋁合金的動力學T～θ曲線、磨斑二維輪廓損傷形貌圖、運行工況微動圖,得出兩種材料的扭動微動運行規(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重的多。再由兩種材料的微觀組織對比分析可知,7050鋁合金更易進入滑移區(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鋁合金嚴重的多,可以得出混合滑移區(qū)是導致材料損傷的最重要的區(qū)域。
【關鍵詞】：扭動微動 微動磨損 磨損機制 鋁合金
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.21
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 緒論12-26
• 1.1 微動摩擦學及其相關理論12-17
• 1.1.1 微動的基本概念12-13
• 1.1.2 磨損的基本概念13
• 1.1.3 微動的運動模式13-15
• 1.1.4 微動的影響因素15-16
• 1.1.5 微動/滑動的判別16-17
• 1.2 微動摩擦學發(fā)展進展以及微動磨損理論17-21
• 1.2.1 微動摩擦學的發(fā)展歷程17
• 1.2.2 微動磨損理論17-21
• 1.3 扭動微動磨損工程研究背景以及研究現(xiàn)狀21-24
• 1.3.1 扭動微動的工程應用21-22
• 1.3.2 扭動微動研究現(xiàn)狀22-24
• 1.4 本文研究意義和研究內容24-26
• 1.4.1 本文研究意義24
• 1.4.2 本文研究內容24-26
• 第2章 實驗材料和實驗方法26-31
• 2.1 扭動微動實驗裝置26-27
• 2.2 實驗材料及其性能27-28
• 2.2.1 對磨副球試樣的選擇27-28
• 2.2.2 平面試樣的制備28
• 2.3 扭動微動實驗參數(shù)的設定28-29
• 2.4 實驗微觀分析方法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 微動磨損各個區(qū)域化學成分分析29-30
• 2.4.4 磨痕輪廓分析30-31
• 第3章 5083鋁合金扭動微動磨損行為和損傷機理研究31-44
• 3.1 摩擦扭矩-角位移幅值T-θ曲線31-33
• 3.2 運行工況微動圖的建立33-35
• 3.3 摩擦扭矩時變曲線35-38
• 3.3.1 角位移幅值的變化對摩擦扭矩值的影響35-37
• 3.3.2 法向載荷對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鋁合金扭動微動條件下各個運行區(qū)域的摩擦耗散能41-43
• 3.6 本章小結43-44
• 第4章 7050鋁合金扭動微動磨損行為研究44-52
• 4.1 T-θ曲線44-45
• 4.2 法向載荷對7050鋁合金扭動微動磨損的影響45-47
• 4.3 7050鋁合金扭動微動特性磨損機制研究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50-52
• 第5章 兩種鋁合金扭動微動性能的對比研究52-60
• 5.1 T-θ曲線的對比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 材料運行工況微動圖對比分析57-58
• 5.4 本章小結58-60
• 結論60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻63-68
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 王國彪;雷源忠;;關注和發(fā)展摩擦學 推動經(jīng)濟可持續(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：1096985