表面磨损的动态分形模型研究

由于表面形貌的分形维数Ｄ和尺度系数Ｇ会随着零件表面的磨损发生变化,故应用切比雪夫多项式来表征磨损表面分形维数Ｄ的动态变化规律,分析尺度系数Ｇ随零件表面磨损的变化趋势,并提出一组磨损率动态预测分形模型。仿真试验表明,磨损率动态预测曲线与同条件实验结果表致,且更精细。     

基于MATLAB的铝基复合材料磨损表面分形特性研究

通过对亚微米SiCp增强铝基复合材料磨损表面的分形研究,探讨了亚微米SiCp增强铝基复合材料摩擦磨损特性与分形维数的关系。按照结构函数法,用MATLAB软件进行编程,得到复合材料双对数坐标图。研究表明,亚微米SiCp增强铝基复合材料具有分形特性,且其分形维数与材料的磨损量有关,随着磨损量的增加,分形维数亦趋于增大,且分形维数在1.6≤D≤1.9之间。     

基于分形理论的RIFLE线表面磨损动态模型

根据实测数据得出分形维数D随着枪支发射子弹量变化的动态方程，并分析了尺度系数G的变化规律．应用分形几何理论和分形接触模型公式，建立了枪管RIFLE线表面磨损率与枪支发射子弹量之间的动态预测分形模型．其动态预测趋势与实验数据吻合．从而为枪管RIFLE线磨损的检测提供了新的思路。     

离心泵叶轮材料HT200的空蚀磨损机理研究

在圆盘式磨蚀试验台上,对HT200和45^#碳钢进行了模拟实际工况条件下的空蚀磨蚀实验,用失重法评价了两种金属材料的抗空蚀磨损性能,并用扫描电镜观察了空蚀试件表面形貌,试验结果表明：45^#碳钢的抗空蚀性能远要比HT200灰铁好;空蚀的本质是由微射流对试件表面的冲击而产生的低周疲劳过程;从摩擦学设计的角度考虑,45^#碳钢和灰铸铁HT200都不适合选为叶轮材料。     

基于不同冲击频率条件下的套管磨损表面分形特征及磨损机制研究

选取TP140套管在自行研制的套管磨损试验机上进行磨损试验,利用表面形貌仪测量在不同冲击频率条件下的套管表面磨损形貌,选用结构函数法考察磨损形貌的分形特征,使用拟合误差法确定分形曲线的无标度区间并计算分形维数,利用扫描电子显微镜分析其磨损机制。结果表明:在不同冲击频率条件下的套管表面形貌存在明显的分形特征,但分形维数会随频率的不同而有所变化。从光学图像和扫描电镜图像可以看出磨损机制主要有粘着磨损和犁沟。     

弹性金属塑料复合材料的摩擦磨损特性研究

在MPX-2000摩擦磨损试验机上，用环盘摩擦副，结合扫描电镜分别评价了弹性金属塑料（EMP）复合材料与钢在油润滑和干摩擦条件下的摩擦磨损特性。结果表明：两种试验条件下，相同滑动速度的摩擦系数随载荷的升高而减小，当载荷为2000N，滑动速度小于3.52m/s时，摩擦系数基于趋于稳定，EMP磨损率随滑动速度和载荷的升高耐增加，但不同试验条件的增幅不高，油润滑下滑动速度小于3.52m/s和干摩擦条件下滑动速度小于1.96m/s时，EMP以微切削，塑性变形和梨沟磨损为主，并在摩擦副两表面形成转移物。     

一重分形特征表面的磨合磨损预测模型仿真研究

阐述了基于一重分形特征表面M-B接触模型的磨合磨损预测模型的定义,仿真研究了分形维数D对于磨损量的影响,分析其结果,最后得到了最佳分形维数opcD的计算方法。     

磨合过程中表面形貌变化的分形表征

磨合是各运动副在投入运行前为获得好的配合性、提高承载能力所必须经历的过程,表面形貌的明显变化是磨合过程中表现出的重要特征。本文引入分形理论,用分形参数表征磨合表面的形貌变化。研究表明,磨合表面变化的分形参数表征是简单有效的。     

基于表面灰度图像的植物磨料磨损表面分形维数计算

以磨损表面SEM灰度图像为研究对象,采用变分法、双毯法、差分盒计数法和盒计数法4种方法计算植物磨料对不同金属材料磨损表面的三维分形维数。结果表明:植物磨料对金属材料磨损表面具有分形特征,分形维数与体积损失有着密切关系,体积磨损越大,分形维数也越大。4种算法中,变分法计算的分形维数稳定性最好,其次是双毯法和差分盒计数法,盒计数法对表面噪声最为敏感。     

磨合匹配表面形貌的分形特性研究

依据分形理论,研究了磨合期相匹配的表面的分形特征。通过试验证明,磨合匹配的表面轮廓在一定尺度范围内存在着显著的分形特征。根据试验获得的磨合期匹配表面的分形曲线图,提出了两种判定磨合期的方法：①磨合期匹配表面的分形维数的变换趋势判定法。②磨合期匹配表面的计算分形维数的差值判定法。     

电驱动AMT系统磨损分形研究

磨损问题是电驱动无离合器式AMT系统故障的主要原因之一。通过对磨损成因的分析,引入了弹塑性分形理论作为电驱动AMT磨损问题的主要研究方法。根据对换挡性能的影响程度,将AMT磨损分为同步器和拨叉磨损两大类型。对M-B分形接触模型进行了改进,改进后的M-B弹塑性分形接触模型与改进前相比更加准确,一般性较强,并基于此建立了电驱动AMT系统的两类磨损分形预测数学模型,仿真试验研究结果揭示了换挡力、同步时间、换挡车速与两类磨损率间的对应关系。     

考虑摩擦因素的两圆柱体表面接触承载能力的分形模型研究

为了建立更为准确的两圆柱表面接触承载能力分析的分形接触模型,以M-B模型为基础,利用存在摩擦时的弹塑性变形临界接触面积的计算理论,并结合前期获得的两圆柱体接触面积分布公式,推导考虑摩擦因素的圆柱体表面接触承载能力的分形模型。通过Matlab仿真,获得模型中主要参数对分形接触模型影响的预测分析,结果表明:减小摩擦因数,降低粗糙度幅值以及提高材料的特性参数,有利于提高接触承载能力,并改善接触面间的力学特性;分形维数对接触承载能力的影响,不是一个简单线性关系,而是存在一个分形维数的最优值。该模型的研究为后续进行齿轮等相关产品的接触承载分析提供新的理论参考。     

考虑摩擦的球面切向接触刚度分形模型研究

为准确且方便地计算两球面的切向接触刚度（TCS）,在前期对两球面接触分形模型研究的基础上,通过引入考虑摩擦因素的弹塑性变形临界面积计算公式,并基于接触面切向刚度基本理论,建立了考虑摩擦因素的两球面切向接触刚度的分形模型。对模型进行了仿真分析,结果表明：切向接触刚度与法向载荷成正比关系;摩擦因数与切向接触刚度的关系因分形维数的变化而呈现出不同的规律;受到分形维数变化的影响,切向接触刚度随接触面材料特性参数和分形粗糙度幅值的增大而增大;在一定工况下,切向接触刚度在分形维数取1.5时达到最大,且当分形维数在1.5左右时,其值增大最快;球面内接触比外接触时的切向刚度大;随着曲率半径的增大,切向刚度增大。研究结果为后续开展高副结合面（如轴承等）润滑及动力学分析提供了理论基础。     

接触式机械密封端面的分形磨损模型

基于分形理论将动、静环端面的接触简化为粗糙表面与理想刚性平面的接触,讨论了接触式机械密封端面形貌的表征方法,建立了接触式机械密封的磨损模型。根据建立的模型,分析各分形参数、材料参数及工作参数对磨损的影响,并,将所建模型与实验数据进行对比,验证了模型的合理性。结果表明：接触式机械密封分形维数D与其磨损率γ呈浴盆曲线的关系;特征长度尺度参数G、端面比载荷pg、转速n与其磨损率γ成正比;接触式机械密封的综合弹性模量E与其磨损率γ成反比。     

铁路钢轨损伤机理研究

钢轨损伤一直是铁路运输中的一个关键问题，损伤类型主要是钢轨压溃、侧磨、波磨和剥离，占钢轨损伤量的80％以上。探讨了这几种钢轨的损伤形式，认为钢轨损伤加剧主要是因为轮轨之间表面摩擦力的增加所致；提高钢轨材质是预防钢轨损伤的最主要方法。     

两种测度方法表征粗糙表面的效果研究

为了比较结构函数与均方根2种测度方法对粗糙表面的分形表征效果,模拟了具有不同理论分形维数的表面轮廓曲线,然后用结构函数和均方根2种方法对它们进行分形特性表征和分形维数计算,并对表征结果进行了理论分析。研究表明,2种测度方法均具有较好的表征效果。与结构函数测度方法相比,均方根测度方法的分维计算精度高,表征曲线的线性度好,反映分形特征的无标度区间宽,分形表征效果显著。另外,均方根测度方法还具有物理意义明确和分维计算简单的优点。因此均方根测度方法不失为粗糙表面分形表征的一种有效方法。     

成形板料表面的接触分形几何模型研究

提出一种新的方法用以描述板料与模具的接触问题。利用接触式轮廓仪对板料粗糙表面进行测量和分析，论证了成形板料表面的微观形貌可以用weierstrass—Mandelbrot分形函数来表征，所得到的参数是不依赖于测量尺度而变的“固有”参数。根据分形几何理论和接触力学理论，建立了板料与模具接触的接触面积与变形关系模型。     

二种锭字的相对耐磨性研究

在纺织工业中,纺机锭子是重要的易损部件之一,锭子常因锭尖与锭底严重磨损而失效,现将锭底经渗硼处理,其表面获得摩擦学性能优良的Fe2B层。经试验和用铁谱技术分析,锭底经渗硼处理后的SD1203锭子使用寿命比原D1203锭子增加60％。     

弹性金属塑料瓦的导热系数确定及导热性能分析

利用平板导热仪对弹性金属塑料瓦实际模型的导热系数进行了测定 ,并根据模型的结构参数及热力学原理进一步确定了弹性金属塑料层及金属弹性层的导热系数 ,同时结合真机运行的实际情况对瓦面温度及瓦体温度进行分析。其结果对弹性金属塑料瓦的设计和制作具有指导意义。     

考虑两粗糙面分形特性的接触模型

基于M-B分形接触模型,通过构建接触系数建立了考虑两粗糙面分形特征的接触模型。分析结果表明,修正模型能较好地与实验数据相吻合,并适用于更大的载荷,修正模型综合考虑两粗糙面的特性,其计算结果与实际接触情况更相符,为摩擦磨损预测、磨粒分析以及不同粗糙度表面的接触分析提供了参考。