LZ50车轴钢转动微动摩擦学特性研究

在新型转动微动磨损试验机上,进行LZ50车轴钢/GCr15钢在法向载荷为10N、转动角位移幅值为0.125°～0.5°的转动微动磨损试验。在摩擦动力学行为分析的基础上,结合磨痕的微观分析,研究材料的转动微动磨损机理。结果表明,LZ50车轴钢的微动运行区域仅呈现部分滑移区和滑移区,未观察到混合区。滑移区的摩擦因数明显高于部分滑移区;摩擦因数随着转动角位移幅值的增加而增大。车轴钢在部分滑移区损伤轻微,磨痕呈环状;而在滑移区,接触中心呈现材料塑性流动累积造成"隆起"特征,LZ50钢的转动微动磨损机制主要为磨粒磨损、剥层和氧化磨损。     

摩擦振动引起的波状磨耗的试验研究

采用销-盘摩擦试验装置模拟轮轨之间的接触应力,研究轮轨间的波状磨耗(简称波磨)问题.通过测量试验过程中摩擦振动信号及试验后的摩擦表面轮廓,研究摩擦振动和摩擦表面波磨间的关系.结果显示,摩擦振动容易引起摩擦表面波磨,且波磨的波长大致等于滑动速度和摩擦振动周期的乘积.     

盾构滚刀材料表面镍基碳化钨涂层摩擦学性能研究

目的 盾构滚刀磨损是盾构施工中最常见的问题之一,为减缓刀具的剧烈磨损、延长刀具的使用寿命,采用等离子堆焊工艺在盾构滚刀表面制备镍基碳化钨涂层以强化滚刀性能,基于盾构滚刀服役的真实工况,研究滚刀涂层的摩擦学性能及其合理的评价方式.方法 对镍基碳化钨涂层在往复滑动、冲滑复合(冲击+滑动)两种相对运动模式下进行摩擦磨损试验研究.结果 制备镍基碳化钨涂层后可提高滚刀的耐磨性.往复滑动磨损后,镍基碳化钨涂层的磨痕宽度为0.42 mm,而H13钢的磨痕宽度达到0.78 mm,镍基碳化钨涂层的抗冲滑性能也明显优于H13钢.两种相对运动模式下镍基碳化钨涂层均主要承受磨粒磨损,但往复滑动模式下涂层存在局部剥落,而冲滑复合模式下则伴随一定的粘着磨损.结论在两种相对运动模式下,镍基碳化钨涂层表面的高硬度碳化钨颗粒都可阻止磨粒对较软镍基合金区域的切削与碰撞.相较往复滑动模式,冲滑复合模式下镍基碳化钨涂层要承受冲击和滑动的耦合作用,涂层的磨痕特征以及损伤形式都有明显的不同.采用冲滑复合运动模式的摩擦磨损试验能对盾构滚刀刀圈的摩擦学性能进行更全面、合理的研究及评价.     

摩擦振动的时频特性

采用短时傅里叶变换(Short-time Fourier transform,STFT)和Zhao-Atlas-Marks分布(ZAMD)这两种时频分析技术对往复滑动条件下的摩擦振动时频特性进行研究。用例子探讨了这两种时频分析技术的特点,联合采用STFT 和ZAMD方法可得到较高的时频分辨率。对摩擦振动信号的时频特性研究表明,摩擦振动的频率从其初始形成到消失的全过程中基本没有发生变化,这个特性显示在摩擦振动的形成和消失过程中没有遇到结构非线性因素。还讨论了时频不变特性的物理意义,指出用模态耦合理论不能满意地解释摩擦振动有限和消失现象。     

0Cr20Ni32AlTi合金的高温微动磨损及摩擦氧化特性(英文)

在300和400℃、载荷80N的条件下,将0Cr20Ni32AlTi合金以水平垂直交叉接触方式进行微动磨损试验,并采用SEM和XPS对磨痕及磨屑进行分析。结果表明:当位移幅值为10和20μm时,微动分别对应于混合区和滑移区,且材料表面均发生严重的磨损和摩擦氧化。微动过程产生大量颗粒状磨屑,经往复碾压后易粘附、聚集于接触区。摩擦氧化反应的生成物主要由Fe3O4、Fe2O3、Cr2O3和NiO等组成。温度和摩擦作用是影响磨屑氧化转化反应速率的主要因素。微动摩擦作用可以增加0Cr20Ni32AlTi合金表面原子的氧化反应活性并降低氧化反应的活化能,从而加快磨屑氧化转化反应的速率。     

人股骨皮质骨轴面微动摩擦磨损特性研究

采用高精密微动试验台外加体液恒温循环装置,在一定法向载荷和不同位移幅值条件下,研究了天然活性人股骨皮质骨对纯钛的微动摩擦磨损行为。试验结果显示：随位移幅值的增加,股骨皮质骨的微动运行状态从部分滑移向完全滑移状态转变,详细讨论了不同位移幅值下摩擦因数随循环次数的演变规律。微观观察表明：接触表面处于部分滑移状态时损伤轻微,而在完全滑移状态下磨损较严重。人股骨皮质骨的磨损机理主要表现为磨粒磨损和微骨折导致的剥层剥落。微动磨痕的深度随位移幅值的增加而增加,而且磨痕深度与摩擦因数有很好的对应关系。研究认为控制植入体/骨界面的微动幅度有利于提高皮质骨抗微动损伤的能力。     

等离子喷涂CoCrW涂层微动磨损特性的研究

对等离子喷涂CoCrW涂的微动磨损特性进行了研究,结果表明,等离子喷涂CoCrW涂层的微动磨损可分为开始,过渡和稳定三个阶段,开始阶段以粘着磨损为主,过渡阶段以氧化磨损为主,稳定阶段以疲劳磨损为主,等离子涂CoCrW涂层具有合适的硬度和良好的韧性,从而具有比较好的耐策动磨损性能。     

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。