摩擦学尺寸效应及相关问题的思考

根据文献研究,简单阐述了尺寸效应的研究现状、宏观/微观摩擦学的差异。从尺寸大小的角度,提出了应当对摩擦学传统理论有效性、过渡状态摩擦学、摩擦系数、摩擦学与材料、系统结构和物理规律尺寸效应与摩擦学特性的关系等一些摩擦学领域的重要基础问题进行认真思考和系统研究。     

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。     

油润滑对微动摩擦特性影响的研究

研究了钢摩擦副在油润滑工况下不同位移幅值对微动润滑摩擦特性的影响,分析了表面形貌。研究表明微动过程中表面之间的油介质会被驱除出接触区域,而滑动过程中表面之间的油介质始终保持在接触区域;润滑油的存在对接触区域起到了遮盖的作用,减少了氧化反应;由于油的流动性,在微动过程中容易再次渗透到接触区域,降低了表面摩擦与磨损。     

摩擦噪声有限元预测

发展一种利用商业有限元软件进行摩擦系统全模型摩擦噪声预测的方法,可以对包括摩擦力和真实边界条件下的摩擦系统的复特征值进行分析,提出进行摩擦噪声预测的主要步骤.该方法能够大大提高摩擦噪声预测分析的精度和效率.利用该方法分析往复滑动摩擦系统的噪声发生趋势,获得系统特征方程的特征根及其变化特性,据此可判断摩擦系统自然频率和可能发生摩擦噪声的频率.计算结果表明,摩擦因数和滑动方向对系统摩擦噪声的形成有重要影响,摩擦噪声发生时摩擦系统具有振动模态重合的特点.将计算得到的系统可能发生摩擦噪声的频率与系统的试验噪声频率进行比较,发现有比较好的一致性.     

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。     

载流摩擦过程中摩擦因数影响因素试验研究

以碳/铜载流摩擦副为研究对象,在CETR UMT-2多功能摩擦磨损试验机上,采用环/块接触方式,对载流摩擦过程中摩擦因数的影响因素进行了试验研究。结果表明:在低速条件下,载流稳态摩擦因数随法向载荷和电流的增大而增大,高速时结果相反;无电流时稳态摩擦因数随转速升高而增大,载流时则随转速升高呈先增大后减小的趋势;载流时摩擦因数开始一般都比无电流时摩擦因数小,随后逐渐增大,并超过无电流时的摩擦因数,所需时间随转速和法向载荷的增大而缩短;低速载流摩擦因数变化的关键因素可能是摩擦过程中产生的摩擦热,高速载流摩擦因素的变化则可能与微电弧对材料的烧蚀机制密切相关。     

锤击脉冲力对摩擦尖叫噪声的激励作用

大量的试验发现对摩擦系统施加的锤击脉冲力能够激励出摩擦尖叫噪声。对这种由锤击脉冲力激励出的摩擦尖叫噪声进行时频分析,发现它与摩擦系统自激产生的摩擦尖叫噪声具有相同的时频特性。为了找到锤击脉冲力激励出摩擦尖叫噪声的原因,进行了更深入的试验研究,结果表明摩擦尖叫噪声与磨屑有十分密切的关系,同时发现锤击脉冲力会使摩擦系统产生更多磨屑,大量磨屑的突然产生可能是导致锤击脉冲力激励出摩擦尖叫噪声的原因。     

碳/铜载流滑动摩擦过程中摩擦学与电弧行为

在先进的多功能摩擦磨损试验机上,对碳刷/铜环在有、无电流条件下的滑动摩擦学行为进行研究,并对电弧行为进行分析。结果表明：法向载荷是载流摩擦过程中电弧产生的主要控制因素之一;电弧强度随法向载荷的降低而增强,随电流的增大而增强;摩擦过程的不稳定和摩擦系数的波动强烈地依赖于电弧;碳刷的磨损量和磨损机制受电弧影响显著;当没有电弧产生时,在有、无电流条件下碳刷的磨损量没有显著差别,此时,碳刷磨损机理主要是机械磨损;当有电弧产生时,载流条件下碳刷的磨损量远高于无电流实验的,并随着电流的增大和法向载荷的降低而迅速增大,磨损机理主要是电弧烧蚀和粘着磨损,并伴有一定的材料转移。     

Incoloy800合金的高温微动磨损特性

采用PLINT高温微动磨损试验机,研究核电用管材Incoloy800合金的高温微动磨损机制和动力学特性。Incoloy800合金圆管试件与0Cr18Ni9不锈钢配副件圆柱体在水平面上垂直交叉接触,控制法向载荷为80N、位移幅值为2～20μm、循环次数为3×104次,在不同温度(25℃、300℃和400℃)下进行微动磨损试验。结果表明:当载荷、温度一定时,随着位移幅值的增大,Incoloy800合金的微动运行经历从部分滑移区向混合区和滑移区规律性的转变。温度升高并未对微动运行的区域特性以及部分滑移区的稳态摩擦系数产生显著影响,但在混合区和滑移区,稳态摩擦系数随温度的升高而明显降低。Incoloy800合金的高温微动磨损机制主要表现为摩擦氧化、磨粒磨损与剥层的共同作用。