基于振子模型的镍钛形状记忆合金微摩擦力研究

为研究接触表面之间的微摩擦力,建立振子模型。采用该模型计算镍钛形状记忆合金2个原子之间的摩擦力,并用原子力显微镜对镍钛形状记忆合金马氏体和奥氏体相的摩擦力大小进行测量。结果表明,在纳米条件下摩擦力与外载荷和表面物理性质,如弹性模量、泊松比、晶格常数等关系密切;镍钛形状记忆合金奥氏体相的摩擦因数小于马氏体相。理论分析和实验结果基本一致,证明采用振子模型计算微摩擦力符合实际情况。     

法向载荷对NiTi形状记忆合金摩擦过程的影响

形状记忆合金材料的一个重要特征就是在固体状时,在一定温度或载荷下会发生相变过程。因此在摩擦过程中,当法向载荷够大时,局部发生的相变将导致接触点材料力学性质改变,从而使摩擦性能改变。在单点接触的Hertz模型的基础上,建立以钢球接触Ni-Ti记忆合金平面的接触模型,通过分析法向载荷诱发塑性变形的过程,探讨法向载荷对Ni Ti形状记忆合金(Shape memory alloy,SMA)摩擦过程的影响,并与实验结果进行比较。理论分析和实验研究结果均表明:当法向载荷小时,摩擦因数与法向载荷成负相关;当法向载荷超过一定值后,摩擦因数几乎不变。所得出的结论可以用来预测形状记忆合金的摩擦性能,以控制和减少零件可能因磨损造成的损失。