微动工况下柱面不同因素对平面磨损显著性的分析

为了研究二维柱面不同参数对平面磨损形貌的影响,基于改进的Archard磨损方程,建立二维柱面—平面微动磨损模型,并通过对比Hertz接触理论,验证了有限元模型的正确性。运用正交试验技术设计试验方案,对在不同因素下平面的磨损轮廓进行了数值模拟,并分别从平面的磨损宽度和磨损深度分析了柱面半径、柱面材料弹性模量、泊松比三个参数对平面磨损轮廓的影响。对平面磨损轮廓的影响因素显著性分析表明:柱面材料的弹性模量最大,柱面半径次之,柱面材料的泊松比最小。     

关于微动磨损与微动疲劳的研究

微动磨损与微动疲劳是２种主要的微动模式,造成的损伤在工业中相当普遍,并可能引发灾难性的后果。主要研究了们移幅度、压力和疲劳应力３个基本微动参数,并以获得的微动区域、微动图为基础,分析了微动磨损与微动疲劳的运行机制和破坏规律。为更好地了解微动磨损与微动疲劳之间的内在联系,进一步探讨了接触磨损与局部疲劳、局部疲劳与整体疲劳之间的竞争机制。     

粗糙表面扭动微动磨损数值研究

基于三维W-M分形函数利用SolidWorks建立三维粗糙表面,同时利用Abaqus用户子程序Umeshmotion引入能量磨损准则,建立了三维球-粗糙面接触下的扭动微动数值模型,研究初始表面粗糙度对扭动微动摩擦磨损过程的影响。首先利用G-W模型的无量纲化接触面积解析解验证了粗糙面模型的合理性,同时通过与实验的磨损结果进行对比,进而验证了数值模型对扭动微动磨损预测的精确性和有效性。分析结果表明：表面粗糙度的改变对于扭动微动磨损有着显著的影响,其中磨损体积、摩擦耗散能以及磨损率都随着表面粗糙度的增加而增加,即在同等微动条件下会加剧表面磨损;摩擦激活能随着表面粗糙度的增加而减小,越粗糙的表面磨损激活的阙值越低,故减小初始表面粗糙度可有效降低扭动微动磨损。     

架空导线微动磨损表面的微观分析

在轴向静载荷为 30MPa ,振动频率为 10Hz,弯曲振幅为 0 8mm的试验条件下 ,在弯曲疲劳试验装置上对JL/G1A 12 5 2 6 / 7架空导线进行微动试验。利用扫描电子显微镜分析了经 5 4× 10 6周次循环振动后的线夹处导线的微动磨损表面形貌特征。结果表明 :架空导线的各同层铝线间的接触处、外层铝线与内层铝线的接触处、内层铝线与钢线的接触处、外层铝线与线夹的接触处均发生了微动磨损 ,其中与线夹接触的外层铝线磨损最为严重。磨损机制为粘着磨损、氧化磨损和磨粒磨损 ,磨屑主要为铝的氧化物 ;微动疲劳裂纹发生在磨损区域内 ;在磨损区与非磨损区的界面没有发现疲劳裂纹。     

风电转盘轴承径向微动磨损的数值模拟

以某1.5MW转盘轴承为研究对象,应用ABAQUS软件建立三维球(GCr15轴承钢)/滚道(42CrMo钢)接触弹塑性有限元模型,通过改变滚珠与滚道接触时的曲率比,实现球、滚道接触的径向磨损模式,研究了不同曲率比对滚珠与滚道之间接触应力、相对滑移量和动力学曲线等摩擦学关键参数的影响规律。研究结果表明:滚道的塑性变形主要发生在第一次加载卸载过程中,后续加载循环塑性变形并不明显;随着曲率比的增加,滚道的变形增大,磨损区域减少;模型的最大应力不在接触表面产生,出现在距离接触表面深度1mm处,这与实际损伤结果相符。     

空心轴与实心轴过盈配合结构微动磨损与疲劳的仿真分析

为了分析空心轴与实心轴过盈配合结构微动磨损与疲劳行为的差异,建立了两种过盈配合结构的微动磨损-微动疲劳联合仿真模型。该联合仿真模型基于Archard磨损方程和有限元软件ABAQUS的自适应网格技术实现了循环微动磨损的仿真,基于线性累积损伤理论和修正的SWT临界平面法实现了微动疲劳寿命预测。分析结果表明：空心轴的微动磨损比实心轴严重,微动磨损显著降低了过盈配合边缘附近的应力集中,同时在配合内部引起了新的应力集中,并导致微动裂纹萌生位置出现在配合内部。受到微动磨损的影响,空心轴的微动疲劳寿命仅约为实心轴的40%,但两种结构的微动裂纹萌生位置几乎一致。     

滚动轴承微动磨损导致的振动分析

用傅里叶快速变换对已有微动磨损的轴承运转时产生的振动进行了分析。结果显示，内圈损伤引起的振动较外圈和钢球损伤引起的振动要大得多。     

转向架关键部件螺纹连接界面微动磨损行为研究

螺纹连接的可靠性对机车车辆的安全运行至关重要,而界面的微动行为(微动磨损和微观滑移)是螺纹连接失效的重要原因之一。首先选取某高速列车转向架关键部件螺纹连接材料制成直径为10mm的球试样和10×10×20 mm的平面试验,然后进行球/平面模型的切向微动磨损试验,考察法向载荷、位移幅值和循环次数对材料损伤的影响规律,最后利用扫描电子显微镜和三维白光干涉形貌仪对平面试验进行损伤形貌分,揭示其磨损机制。试验结果表明:随着法向载荷的增加,界面摩擦系数减小,磨损程度减轻;随着位移幅值的增加,界面摩擦系数增大,磨损加剧;随着循环次数的增加,磨损宽度和深度增大,磨损越为严重;表面主要的磨损机制为疲劳磨损和磨粒磨损。     

铁路车轴过盈配合结构微动磨损与微动疲劳研究

采用比例车轴试样进行了微动疲劳试验,试验后观察了车轴微动区的微动磨损与微动疲劳损伤,并测量了车轮、车轴配合面磨损轮廓.试验结果表明,车轴轮座边缘微动区的磨损机理主要是磨粒磨损、剥层和氧化磨损.车轴微动疲劳裂纹萌生于微动区内部,初始裂纹角度与车轴径向方向成29°.随着裂纹的扩展,裂纹角度逐渐减小.此后,基于测量的磨损轮廓...     

花键副微动磨损分析及参数优化

为探究渐开线花键副在微动工况下的磨损行为,对花键副材料20CrMoH进行磨损实验,得到不同工况下花键副材料20CrMoH的磨损系数.实验结果表明:在同一振动频率下,材料微动磨损系数随着法向正压力的增大而增大;在同一法向正压力下,材料的微动磨损系数随着振动频率的增大而增大.采用有限元与Archard理论相结合的方式对花键副材料磨损量进行预测,并与磨损实验结果进行对比,验证了该预测方法的可行性.为寻找改善花键副齿面磨损的方法与思路,进行花键副参数优化,以花键副齿面磨损量最小为目标寻求侧隙、修形量、夹角这3个参数的最佳组合,得到该花键副采用侧隙为0.09 mm、鼓形修形量22.66 μm、夹角为0.04.进行加工设计安装时磨损量最小.     

载荷对径向微动磨损的影响

为了研究在实际工况中较为常见的圆柱/平面接触副的径向微动磨损特性,分析载荷对径向微动磨损影响,本文通过ANSYS建立圆柱/平面的径向微动磨损模型,分析施加载荷过程,不同时间点的载荷对径向微动磨损的影响,并通过接触切应力和X方向应力的分析,提出径向微动磨损在粘滑过渡点以及X方向应力为零的点为裂纹萌生点.     

镍基单晶高温合金微动摩擦磨损特性研究

采用SRV-IV微振动摩擦磨损试验机研究了航空发动机材料DD6镍基单晶高温合金的室温微动摩擦磨损特性.微动试验条件为:试验块与合金球水平垂直接触干摩擦,正向载荷为50～180 N,振幅为60 μm,频率为50 Hz,循环次数为1×105次.试验结果表明:随着正向载荷的增大,磨痕中心区域磨损特征由微凹坑转变为平坦的挤压层...     

Friction and Wear Characteristics Due to Stick-Slip under Fretting Conditions

Friction and wear characteristics between two steel surfaces under fretting conditions are investigated experimentally. The fretting damage caused by low-amplitude oscillatory sliding can be classified into three regimes of gross-slip, mixed-slip, and partial-slip due to the stick-slip phenomenon. One of the most important characteristics of fretting wear is the transition from gross-slip to mixed-slip. Several criteria have been introduced for a quantitative determination of the transition between mixed-slip and gross-slip. However, the transition criteria have some problems in determining the regimes because parameters are difficult to calculate or depend on the system. To introduce new transition criteria in this study, the phase difference between friction force and relative displacement is used to determine the transition and predict the fretting wear. It is found that the phase difference with a range of 0° to 90° can predict the onset of fretting conditions.     

风力发电机变桨轴承微动磨损与防护

分析了变桨轴承振动载荷及失效形式,指出在交变和振动载荷的作用下,风力发电机组变桨轴承的主要其失效形式是滚动体和滚道之间发生的微动磨损损伤.通过微动试验,分析了变桨轴承中微动磨损的磨损运行机制以及润滑脂的润滑效果与微动次数、位移的关系.为减小变桨轴承微动磨损,从润滑和机械方面提出了微动磨损防护的具体措施.结果表明:微动磨损程度随载荷减小、接触角度增加和材料硬度增高而减小;通过采用含渗透能力强、抗磨添加剂及抗锈蚀剂的合成润滑脂,减小桨叶振动、改进变桨轴承结构、增加套圈接触面表面强度等措施,可减缓变桨轴承的微动磨损.     

硬度对钢蜗轮副用材料微动磨损特性的影响

通过调整40CrNiMoA钢的热处理工艺参数获得了4种不同硬度的试样,在无润滑、室温条件下,在SRV Ⅳ微动磨损试验机上研究了硬度对40CrNiMoA钢-18Cr2Ni4WA钢摩擦副微动磨损量和摩擦因数的影响.结果表明:试验条件下,随着40CrNiMoA钢硬度的增加,其微动磨损体积减小,而较硬的18Cr2Ni4WA钢的微动磨损量变化趋势则与试样的位置等有关,但总存在一个硬度配对使得两摩擦副微动磨损体积相等;摩擦因数在40CrNiMoA钢为上试样时,随时间变化较平稳,波动较小;当40CrNiMoA钢为上试样时,其微动磨损机制主要为黏着磨损,而18Cr2Ni4WA钢的磨损机制以磨粒磨损和黏着磨损为主.     

滚动轴承微动磨损研究

综述了滚动轴承微动磨损的机理及对轴承的危害,并对微动磨损的力学参数、设计参数、润滑剂和材料等影响因素进行了总结,为减缓微动磨损提供参考。     

滚动轴承微动磨损的影响因素

在油脂润滑条件下 ,对深沟球轴承在不同的摆动角度和不同的负荷下的微动磨损进行了研究 ,其结果 ,轴的摆动角度对磨损有极大的影响 ,虽然摆动角度小于 1°时磨损速度较低 ,但当摆动角度超过 1°后磨损急剧增大。这种倾向表现出犹如在重载荷时那么显著。这一现象可以用差动滑动和切向力滑动而求出的τδ的大小及其分布形态加以说明     

车速变化对钢轨磨损影响的数值计算与实验研究

用数值计算方法分析静态接触情况下,轮轨接触质点间蠕滑力、黏滑区的分布随横移量和摇头角变化速率的变化,利用模拟试验研究有制动力作用下车速对钢轨试样磨损特性的影响。结果表明:有制动力影响时钢轨磨损量随车速的增大呈非线性减小,在车速小于160 km/h时,钢轨磨损量随车速增加急剧减小,但是当车速超过200 km/h之后,磨损量随车速的增大而下降的趋势相对比较平缓;随着摇头角变化速率和横移量变化速率的增大,轮轨接触斑中最大滑动量逐渐减小,滑移区的面积减小,而黏着区的面积增大。     

TiAlZr合金微动磨损性能研究

采用高精度液压式微动磨损试验机研究了TiA lZr合金在不同微动运行区域的微动磨损行为,建立了其运行工况微动图。试验结果表明:滑移区、混合区和部分滑移区的摩擦因数随循环次数变化呈现不同的规律,其中部分滑移区摩擦因数较低,磨损体积随着位移幅值的增大而增大;滑移区、混合区磨损体积随着法向载荷的增加而增大,而部分滑移区磨损体积随着法向载荷的增加而减小;滑移区磨屑堆积于中心区域,磨损以磨粒磨损和剥层机制为主;混合区磨损机制主要表现为粘着磨损与磨粒磨损并存;部分滑移区磨损轻微。