高速、高溫、低溫、重載、高頻振動(dòng)環(huán)境和工況條件在航空、航天、國防領(lǐng)域及民品高端產(chǎn)品領(lǐng)域越來越頻繁,在這種條件下,密封、軸承、齒輪和泵、閥中的磨損問題日益突出,嚴(yán)重制約著復(fù)雜裝備的壽命、可靠性、極限性能及其穩(wěn)定性。其中,有一類由于沖擊滑動(dòng)耦合作用產(chǎn)生的磨損,往往直接導(dǎo)致高速軸承及密封的快速、異常失效,最終導(dǎo)致型號(hào)等高速復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的止轉(zhuǎn)性失效。本文建立了沖擊滑動(dòng)磨損試驗(yàn)機(jī)及沖擊滑動(dòng)耦合作用下摩擦副的熱-機(jī)耦合分析模型,通過模擬分析及試驗(yàn)研究,對(duì)該類磨損的機(jī)理進(jìn)行了探索。首先基于密封和軸承中典型沖擊滑動(dòng)耦合作用的摩擦副實(shí)際工況,研制了沖擊滑動(dòng)磨損試驗(yàn)機(jī)。實(shí)現(xiàn)了所有物理參量的自動(dòng)顯示、存儲(chǔ)和監(jiān)控,主要技術(shù)參數(shù)調(diào)節(jié)靈活,沖擊工作載荷穩(wěn)定,持久工作能力強(qiáng)。模擬試驗(yàn)的有效性和重現(xiàn)性結(jié)果表明:在相同條件下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)具有較好的重現(xiàn)性,能夠用于材料在沖擊滑動(dòng)耦合作用下的磨損機(jī)理研究。為了研究沖擊滑動(dòng)作用下由于熱-機(jī)耦合效應(yīng)產(chǎn)生的微區(qū)特性變化,本文建立了沖擊滑動(dòng)耦合作用下的接觸模型,利用虛擬接觸載荷法離散載荷,簡化了有限元模型中的接觸搜索算法,提高了計(jì)算效率。結(jié)果表明:沖擊滑動(dòng)接觸主要表現(xiàn)為反復(fù)的熱沖擊和... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

不同沖擊次數(shù)下表面裂紋的變化

能量沖擊不同。當(dāng)兩工件表面作垂直于沖擊表面動(dòng)，且沖擊應(yīng)力和沖擊能量遠(yuǎn)小于材料的強(qiáng)度，這類沖擊載荷被稱為多沖碰撞載荷。在多沖能的反復(fù)輸入，使得固體晶格振動(dòng)加劇，位錯(cuò)能會(huì)衰減，材料對(duì)沖擊能量的吸收和接觸應(yīng)力水平離呈指數(shù)衰減，其衰減率隨著沖擊頻率的降低而有能量負(fù)荷性質(zhì)[22]。人[23]研究了激光涂層零件在多沖碰撞下的形變的多碰載荷下，一定沖擊次數(shù)后涂層與基體一段觀可測(cè)應(yīng)變。從其低應(yīng)力和累積變形性質(zhì)來看，變只在表面及以下一段區(qū)域內(nèi)發(fā)生，變形率由表人[24]研究了貝氏體鋼在多次沖擊接觸載荷下的反常磨損行為即：在 6.0J 沖擊下磨損率始終穩(wěn)磨損規(guī)律；而在 8.2J 沖擊下，沖擊 10h 后磨損 沖擊下的磨損率。圖 1-4 為 8.2J 沖擊后表層組

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文合組織，使磨損裂紋的產(chǎn)生及擴(kuò)展得到有效抑制，致使磨損率下降。，文獻(xiàn)認(rèn)為，對(duì)于貝氏體鋼，在其他外部條件不變的情況下，適當(dāng)惡化條件，提高沖擊能量，反而會(huì)提高抗沖擊磨損性能。3) 沖擊應(yīng)力分布對(duì)沖擊磨損的影響 沖擊接觸應(yīng)力對(duì)材料的沖擊磨較大的影響，有研究表明[25]，材料亞表層中剪切應(yīng)力的大小及分布對(duì)磨損的影響遠(yuǎn)大于正應(yīng)力的影響。楊業(yè)元等人[26]在對(duì)中、高碳低合金行沖擊磨損實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研究了接觸應(yīng)力狀態(tài)對(duì)沖擊磨損特性的影響驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：低應(yīng)力沖擊磨損(沖擊能量為 3.5J)以切削為主，而高應(yīng)力沖擊(沖擊能量為 160J)以塊狀剝落為主，且其磨損顯著增加，如圖 1-5 所示魏勇強(qiáng)：沖擊滑動(dòng)耦合作用下高速軸承與密封材料磨損行為的研究

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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