本文關鍵詞：交界形面仿生耐磨性試驗研究

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【摘要】：在實際生產(chǎn)中，很多模具的交界形面，特別是交界棱線附近磨損非常嚴重。交界形面的磨損會影響模具的功能質量，進而影響產(chǎn)品品質，增加生產(chǎn)成本。仿生非光滑表面改形耐磨技術以動物的非光滑耐磨體表形態(tài)為研究對象，運用激光表面處理技術，在工件表面加工出仿生非光滑形態(tài)，達到提高表面耐磨性的作用。本文以交界形面為研究對象，運用仿生非光滑表面改形耐磨技術，研究仿生非光滑交界形面的耐磨性和耐磨機理。 首先根據(jù)試驗條件和試驗要求，，設計了三種夾角的交界形面試件，并在此基礎上設計了一套用于進行交界形面試件摩擦磨損試驗的裝置。交界形面試件材料為7003號鋁合金，對磨件材料為45號鋼。以條紋形態(tài)為仿生非光滑表面單元形態(tài)，在試件上對條紋單元的尺寸和分布進行了設計，條紋寬度為0.8mm、1.0mm、1.2mm和1.4mm，條紋夾角為6°、8°、10°和12°，并在激光加工設備上完成加工。 對光滑交界形面試件和非光滑交界形面試件分別進行了摩擦磨損試驗，試驗結果表明試件的形面交界處磨損是最嚴重的。對進行了摩擦磨損全試驗，發(fā)現(xiàn)在所研究的條紋單元尺寸和分布范圍內(nèi)，非光滑交界形面試件比光滑交界形面試件耐磨性好，而且條紋夾角相同時，條紋寬度越大，耐磨性越好；條紋寬度相同時，條紋夾角越小，耐磨性越好。對非光滑交界形面試件的摩擦磨損正交試驗表明，影響條紋形仿生非光滑交界形面試件磨損量的主次因素依次為交界形面夾角、條紋夾角和條紋寬度，且交界形面夾角為150°、條紋寬度為1.2mm、條紋夾角為6°時耐磨性能最優(yōu)。 通過對條紋面積與磨損區(qū)域面積的比對發(fā)現(xiàn)，即隨著條紋面積的增大，磨損量減小。對試件磨損形貌的分析表明，說明光滑試件表面的磨損主要是磨料磨損和粘著磨損。通過交界形面摩擦磨損有限元模型的模擬表明，條紋單元可以減小試件表面的等效Von Mises應力和接觸法向應力，并起到調(diào)節(jié)應力分布的作用。
【關鍵詞】：交界形面 仿生非光滑 耐磨性試驗 正交試驗 全試驗
【學位授予單位】：寧波大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH117.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 選題背景和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 常見耐磨技術10-11
• 1.2.2 仿生非光滑表面耐磨研究現(xiàn)狀與進展11-15
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容15-16
• 2 仿生非光滑耐磨表面形態(tài)設計與試件加工16-27
• 2.1 仿生非光滑耐磨理論16-17
• 2.2 交界形面試件和試驗裝置設計17-20
• 2.2.1 交界形面試件設計17-18
• 2.2.2 摩擦磨損試驗裝置設計18-20
• 2.3 仿生非光滑表面單元形態(tài)設計20-21
• 2.4 仿生非光滑交界形面試件的加工21-26
• 2.4.1 光滑交界形面試件和對磨件的加工21-22
• 2.4.2 表面非光滑單元的加工22-26
• 2.5 本章小結26-27
• 3 光滑交界形面試件摩擦磨損試驗27-41
• 3.1 試驗設備27-31
• 3.2 試驗過程31-33
• 3.3 磨損量的測量方法33-35
• 3.4 試驗結果與分析35-40
• 3.4.1 磨損量的測量35-38
• 3.4.2 磨損量的測量結果與分析38-40
• 3.5 本章小結40-41
• 4 仿生非光滑交界形面試件摩擦磨損試驗41-59
• 4.1 仿生非光滑交界形面試件摩擦磨損全試驗41-50
• 4.1.1 試驗方案41-42
• 4.1.2 摩擦磨損試驗42
• 4.1.3 試驗結果與分析42-50
• 4.2 仿生非光滑交界形面試件摩擦磨損正交試驗50-55
• 4.2.1 試驗方案50-51
• 4.2.2 摩擦磨損試驗51
• 4.2.3 試驗結果與分析51-55
• 4.3 條紋形非光滑交界形面試件耐磨機理分析55-57
• 4.3.1 光滑與非光滑試件表面磨損形貌分析55-57
• 4.3.2 非光滑試件耐磨機理分析57
• 4.4 本章小結57-59
• 5 交界形面試件磨損過程三維有限元數(shù)值模擬59-70
• 5.1 光滑試件磨損過程三維有限元分析59-64
• 5.1.1 三維幾何模型的建立59-60
• 5.1.2 有限元模型的建立60-61
• 5.1.3 模擬條件61-62
• 5.1.4 計算結果與分析62-64
• 5.2 條紋形表面非光滑試件磨損過程三維有限元數(shù)值模擬64-68
• 5.2.1 三維幾何模型的建立64
• 5.2.2 有限元模型的建立64-65
• 5.2.3 計算結果與分析65-68
• 5.3 本章小結68-70
• 6 結論與展望70-72
• 參考文獻72-75
• 在學研究成果75-76
• 致謝76

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本文編號：945639