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。     

AZ91D镁合金微动磨损特性研究

采用液压高精度材料试验机考察了平面一球面接触的AZ91D镁合金摩擦副的微动磨损行为，分析了位移幅值、法向载荷和频率等参数对摩擦因数和磨损体积的影响，考察了不同实验条件下的磨斑形貌，并探讨了其磨损机理。结果表明：AZ91D镁合金的微动区域可分为部分滑移区、混合区和滑移区3个区域，粘着磨损、疲劳磨损和磨粒磨损分别是3个区域的主要磨损机制；磨损体积随着位移幅值和法向载荷的增加而增大，但却随着频率的增大而减小。在微动部分滑移区和混合区，摩擦因数随着位移增大迅速增加；在微动滑移区，摩擦因数随法向载荷的增大而减小，而位移幅值和频率对摩擦因数的影响较小。     

MoS_2涂层扭动微动磨损特性有限元分析

为探讨MoS2固体润滑涂层在抗扭动微动磨损中应用的可行性,对MoS2涂层在扭动微动下摩擦力学性能进行有限元分析,研究扭转角位移幅值、法向载荷、摩擦因数等对MoS2涂层接触表面力学行为的影响,并与基体材料扭动微动力学行为进行比较。分析结果显示:MoS2涂层扭动微动运行区域的改变消除了混合区裂纹萌生与扩展所产生的损伤;MoS2涂层在部分滑移区和滑移区,其表面塑性应变虽比基体大,但明显较小的摩擦剪应力,在部分滑移区不足以启动MoS2涂层晶体的滑移,在滑移区对塑性流动层的剪切作用不够,因此MoS2涂层表面磨损较轻微,即MoS2能有效发挥抗扭动微动磨损作用。     

高压输电导线的微动磨损行为研究

在弯曲疲劳试验装置上对高压输电导线--LGJ150/25型钢芯铝绞线进行微动试验,轴向静载荷为30 MPa,振动频率为10 Hz,弯曲振幅为1 mm.经5×106周次循环振动后,利用电镜扫描分析线夹处导线的微动磨损斑形貌特征.在磨损斑表面观察到大量磨屑,经分析其成分为氧化铝.根据磨损斑形貌的分布规律将导线的微动区域划分为微动粘着区、微动滑移区以及微动混合区.在微动粘着区的磨损斑有很大的塑性变形,磨损区有少量的裂纹产生.微动滑移区与微动混合区内磨损斑表面有片状剥离物存在,并且在剥离物周围有大量显微裂纹,裂纹长度较长.     

不锈钢焊接区金属微动磨损行为研究

以1Cr18Ni9Ti不锈钢材料为母材,采用焊条电弧焊方法制备焊件。在焊接检验合格的焊态试件上从焊缝区、熔合区和焊接热影响区金属中分别截取并制备微动磨损试验用试样。将制备好的焊接区不同位置金属试样在相同条件下进行微动磨损试验,研究焊接区金属微动磨损行为。研究结果表明,在选定的微动磨损试验参数下,微动处在完全滑移区;焊接区不同部位金属的微动磨痕形貌存在差异,具有不同的微动磨损行为。焊缝区金属磨痕最大深度差异不明显,但磨痕平面投影面积差异显著。焊接热影响区金属磨痕最大深度差异显著,而磨痕平面投影面积差异不明显。     

微动磨损工况下二维柱面对平面磨损形貌的数值计算与分析

基于改进的Archard磨损方程,推导了适应于不同微动振幅下的局部磨损方程,建立了二维刚性柱面-平面的微动磨损数值模型,研究了微动工况、材料参数对平面磨损形貌的影响规律.结果表明,在柱面载荷为20MPa,微动振幅为4μm的工况下,随着柱面半径的增大,平面的磨损宽度逐渐增大,磨损深度逐渐减小;在微动振幅为4μm的工况下,...     

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。     

钢芯Al绞导线架空导线微动磨损行为

在自制的微动磨损试验装置上进行LGJ150/25型钢芯Al绞线(Aluminium conductor steel reinforced,ACSR)的微动磨损试验。采用扫描电镜观察分析线夹处导线的微动磨损斑形貌及导线的微动磨损行为。结果表明:内外层Al导线间及内层Al导线与钢芯线间的接触斑均为椭圆形;导线的微动磨损区域分为微动黏着区、微动滑移区和微动混合区;微动黏着区以黏着磨损为主,微动滑移区和混合区则主要呈磨粒磨损、片状剥离;磨损面上都分布着磨粒、犁沟及微裂纹,但程度不同;在内层Al股线与镀锌钢芯线的磨损面上分布着ZnO不连续的层片及磨粒,对磨损行为也会产生影响。     

某大型柴油机连杆大头轴瓦微动磨损分析

通过使用AVL Excite PU软件和Abaqus软件的联合仿真,在大型V18柴油发电机上进行连杆大头轴瓦微动磨损分析,通过计算微动磨损指示参数(FIP)研究不同装配条件下轴瓦是否会产生微动磨损现象。结果表明:按照当前的装配条件,有可能会产生微动磨损,对于该大型发电机来讲小量级的轴瓦过盈量差别对于微动磨损的影响很小,并且如果螺栓预紧力施加小于设计所要求的力,产生微动磨损的可能性将增大。除此以外,本文对于连杆瓦座余高、连杆瓦座尺寸的上下偏差进行了不同的案例研究。     

汽车发动机正时套筒链道路试验及磨损特性研究

通过道路试验研究,分析了汽车正时套筒链的磨损机制及销轴和套筒的磨损表面形貌。结果表明:在压力喷油润滑条件下汽车正时套筒链的磨损机制是以疲劳磨损为主,并伴有磨粒磨损;摩擦热导致位错密度下降是销轴和套筒摩擦表面循环软化的主要原因;随着道路试验里程的增加,由于微动磨损的不断加剧,其销轴与外链板孔、套筒与内链板孔的联结牢固度在逐渐降低。     

四种核电用包壳材料的微动磨损性能研究

在切向微动磨损试验机上对4种核电用包壳材料(Zr合金、Zr/Cr涂层、FeCrAl和ODS-FeCrAl)进行切向微动磨损试验,考察不同包壳材料的微动磨损特性.研究结果表明:不同包壳材料的摩擦因数、耗散能曲线和形变有显著差异;4种包壳材料在切向微动过程中均处于部分滑移区.通过分析磨痕微观形貌和磨痕轮廓,发现ODS-Fe...     

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。     

汽车链磨损特性试验研究

为提高国产汽车链条的性能,满足汽车产品轻量化的个性需求,研究了一种汽车链产品的磨损机制,并对其磨损表面形貌进行微观分析.结果表明,该汽车链的主要磨损形式是疲劳磨损.销轴和套筒零件均发生循环软化,滚子零件发生循环硬化.保证滚子零件具有足够的强度与塑性,并采取合理的成形工艺,是提高滚子零件多冲抗力的有效方法.     

钛合金球与骨水泥界面之间的微动磨损机制研究

采用钛合金球与自制骨水泥试样以球/平面接触方式,在自制的微动摩擦磨损试验机上开展干摩擦和25%小牛血清介质中切向微动磨损试验研究,考察钛合金球与骨水泥界面之间的微动运行特性,并采用S-3000N型扫描电镜观察磨痕形貌来分析其微动磨损机制。结果表明:随着微动振幅的增加,微动运行由部分滑移区向混合区转变。随着接触载荷的增加,试样接触面之间更容易发生黏着。与干摩擦相比,在小牛血清溶液中部分滑移区向较大振幅区扩展。部分滑移区摩擦因数值较低且保持稳定,混合区的摩擦因数先增大后保持不变。稳定摩擦因数随着接触载荷的增加而减小,随微动振幅增大而增大。骨水泥试样的磨损量在小牛血清介质中比在空气中大,并且随接触载荷增大而增大。骨水泥在小牛血清介质中微动磨损的损伤机制主要为黏着磨损和疲劳磨损,溶液分子在应力作用下对骨水泥基体有削弱作用。     

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。     

超高压压缩机填料盘的微动磨损

对茂名乙烯超高压压缩机的填料盘异常磨损和开裂进行分析和计算,发现填料盘的磨损是由于填料盘在工作时有微动磨损而引起的,并且造成填料盘微动疲劳,形成微动疲劳裂纹。     

汽车发动机正时链系统失效分析

通过对发动机正时链条试验后的滚子、套筒及销轴的显微硬度试验及表面磨损形貌SEM的失效分析,并对破碎的滚子断口及滚子表面的微裂纹进行了形貌诊断。结果表明:正时链条在工作中滚子的断裂及疲劳剥落、套筒内的疲劳点蚀和氧化磨损、销轴的氧化及微动磨损是正时链系统失效的主要原因;系统中的链条出现的氧化点蚀、犁沟磨损及疲劳磨损等特征是系统中磨损的主要机制;链条在加工过程中存在的纵向划痕及滚子边缘部位台阶处的应力集中是影响链条使用寿命的主要因素。     

GCr15轴承钢的复合微动磨损行为研究

对GCr15轴承钢球/平面接触方式,在倾角分别为30°和45°进行复合微动磨损试验。分析了该微动接触条件下的动力学特性;利用光学显微镜、轮廓仪和扫描电子显微镜对磨痕进行了分析,根据复合微动运行的三个阶段,提出了GCr15钢的复合微动磨损的物理模型。     

微动疲劳参数对钢丝微动疲劳磨损演化的影响*

微动疲劳易引起钢丝表面磨损和横截面积损失,进而造成钢丝断裂失效并缩短钢丝绳使用寿命。不同微动疲劳参数（接触载荷、疲劳载荷、钢丝直径和交叉角度）引起差异的钢丝微动疲劳磨损特性,故研究微动疲劳参数对钢丝微动疲劳磨损演化规律影响至关重要。基于摩擦学理论和Marc仿真软件构建钢丝微动疲劳磨损模型,探究接触载荷、疲劳载荷、交叉角度和钢丝直径对钢丝微动疲劳磨损演化的影响规律。结果表明：钢丝微动疲劳磨损体积主要与接触载荷和疲劳载荷有关;疲劳钢丝的磨损深度、磨损率及磨损体积随着接触载荷的增加而增大,且不同接触载荷下疲劳钢丝磨损体积均随着循环次数的增加而呈线性增加;随疲劳载荷幅值的增加,疲劳钢丝的磨损深度、磨损率及磨损体积均呈增加趋势;在不同疲劳载荷范围下疲劳钢丝的磨损体积均随着循环次数的增加而呈线性增加;当接触载荷、疲劳载荷及钢丝间摩擦因数相同时,不同交叉角度和不同加载钢丝直径下疲劳钢丝的磨损体积相同。