仿生侵蚀介质对滚刀/大理岩滚动摩擦磨损行为的影响

目的 对比去离子水和仿生侵蚀介质2种工况下,滚刀/大理岩摩擦副在不同法向载荷作用下的滚动摩擦磨损行为,阐明仿生侵蚀介质对大理岩破碎去除和滚刀磨损的影响规律和作用机制,为化学手段辅助提升全断面隧道掘进机（TBM）破岩效率提供参考。方法 表征自制仿生侵蚀介质对大理岩和H13钢滚刀的腐蚀性,基于自制滚压破岩模拟试验机研究滚刀/大理岩摩擦副的滚动摩擦磨损行为。结果 仿生侵蚀介质对滚刀无明显腐蚀性,但会诱导大理岩表面产生次生裂隙和溶蚀孔,弱化岩石表面的力学性能。在法向载荷为45、75、105 N时,相较于去离子水工况,在仿生侵蚀介质工况下大理岩的磨损体积分别提高了25.3%、9.3%、17.5%,滚刀破岩比能分别下降了28.3%、11.4%、20.0%。在法向载荷为45N时,岩石表面的破坏形式主要为矿物颗粒破碎剥落。在法向载荷为75 N时,岩石的去除量明显增大,表面形成了密实核。在法向载荷为105 N时,岩石表面发生显著开裂和去除现象。结论 仿生侵蚀介质能促进大理岩的破碎和去除,降低滚刀磨损和破岩比能。仿生侵蚀介质的作用受到岩石破坏形式的影响,在法向载荷较低时,岩石表面破坏形式以矿物颗粒剥落和密...     

沟槽形表面织构对摩擦噪声的影响

用电加工方法在制动盘蠕墨铸铁材料表面加工出沟槽形表面织构(沟槽深度为30μm、宽度为150μm、间距为500μm),采用球—平面接触方式,选取直径为10mm的Si3N4球为对磨副,对沟槽形织构表面和光滑表面进行了摩擦噪声对比试验,研究了沟槽形表面织构对界面摩擦振动噪声的影响。试验结果表明(以下结论只针对本试验选定尺寸规格的沟槽形表面织构):法向载荷对织构表面产生摩擦噪声强度的影响较小,而对光滑表面产生摩擦噪声的水平具有重要影响;沟槽形织构表面在低法向载荷下较光滑表面更易产生摩擦噪声,但随着法向载荷从5N增大到10N,光滑表面产生的摩擦噪声强度迅速增大并与织构表面的接近;沟槽形表面织构使摩擦系统更易产生多频率的摩擦振动,较早地产生摩擦噪声且其主频率成分较复杂;沟槽形织构表面比光滑表面具有较高的摩擦因数和耐磨性,沟槽形织构的存在明显地改变了接触界面摩擦磨损行为和摩擦噪声特性,但其对应关系需要进一步深入研究。     

关于皮肤摩擦学特性的研究

综述了皮肤摩擦特性的研究进展、实验方法和设备及不同因素对皮肤摩擦特性的影响 ,分析了皮肤摩擦特性在相关领域中的作用 ,并对皮肤摩擦学的研究发展方向提出了建议。     

表面工程技术抗微动损伤的研究现状

总结了工业中抗微动损伤的基本途径，指出了表面工程技术减缓微动损伤的重要作用，并从表面机械强化、扩散处理、表面化学处理、电沉积、热喷涂、气相沉积、高能密度处理和固体润滑涂层等表面工程分支综述了目前的研究现状。介绍了作者在径向和复合微动中的最新研究进展。     

受制滚动钢摩擦副的摩擦特性研究

利用往返滚动运动的试验装置,试验研究了滚动摩擦特性。研究表明:受制滚动中,随着滚动阻力增加,物体发生滚动时的预位移量也在增大;滚动物体从静止到运动的过程中,摩擦因数是变化的。摩擦因数的变化与接触表面的磨损过程是相关的;表面磨损类型的不同对表面摩擦因数有较大的影响。     

载流摩擦磨损系统研究

基于摩擦学的三公理,对载流摩擦磨损的机制进行研究,建立了载流摩擦磨损的系统构成图、功能平面图、微观接触的电接触状态图和载流摩擦磨损电传导电路模型,分析了火花和电弧产生的原因,得到了载流磨损量与法向载荷之间的关系模型,较好地解释了电因素对摩擦磨损的作用,为载流摩擦磨损的研究建立了理论分析基础.     

TC4合金冲击磨损性能与机制的研究

固定冲击频率,在3组大小不同的冲击力下,在自制的小载荷冲击磨损实验机上对TC4合金进行了系列周次的冲击试验,研究了TC4合金的冲击磨损性能与磨损机制.结果表明:试样的整个冲击磨损过程可分为3个阶段,即无磨损阶段、微量磨损阶段和严重磨损阶段,增加冲击力将缩小前2个阶段的进程,加速材料的磨损;在各冲击力下磨痕轮廓及形貌的变化规律基本一致.TC4合金的磨损过程是接触表面硬化、启裂、疲劳剥落的过程,其磨损机制主要表现为塑性变形和疲劳剥落.     

干态及脂润滑条件下微动磨损白层的对比研究

对比研究了GCr15钢在干态、脂润滑条件下的微动磨损行为,分析了白层对摩擦因数和磨损的影响.结果表明:微动白层在干态下快速形成,而润滑条件下略微滞后且白层不易被破坏;在润滑脂及白层的共同作用下,摩擦因数和磨损得到明显的降低,表面切应力仍是白层形成的主要控制因素.     

天然牙/纯钛摩擦学特性的研究

对人体天然牙齿与TA2钛球组成的摩擦副进行了试验研究,结合显微分析,研究了天然牙不同层面的摩擦学行为。结果表明牙冠外层的釉质具有优良的摩擦学特性,牙釉质/牙本质交界面的耐磨性稍逊于外层釉质,但明显高于牙本质。     

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。