激光淬火层的转动微动磨损行为

利用激光淬火技术在LZ50钢表面形成淬火层.对激光淬火层及其基体材料(LZ50钢)在干态不同角位移幅值下进行了转动微动磨损试验,并采用扫描电子显微镜、电子能谱仪和形貌仪对磨斑进行微观分析.结果表明:与基材相比,激光淬火层在滑移区的运行范围向右移动,部分滑移区的运行范围缩小.激光淬火层降低了基体的摩擦系数,并提高了基体的耐磨性.在部分滑移区,激光淬火层损伤轻微;滑移区,激光淬火层的损伤主要表现为磨粒磨损.     

TiAlN涂层硬质合金刀具铣削35CrMoSiV钢的切削性能研究

采用有和无PVD TiAlN涂层的细晶硬质合金铣刀对35CrMoSiV合金钢进行了干式端面铣削试验。分别测量了有、无涂层情况下铣刀后刀面径向磨损量和加工槽的表面粗糙度,通过光学显微镜观察了切屑,利用扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱(EDX)分析了后刀面的磨损形态。研究结果表明:TiAlN涂层明显提高了硬质合金刀具的切削性能;硬质合金刀具后刀面磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损,而涂层损伤是粘着磨损、剥层和氧化磨损共同作用的结果;在正常工作区内,提高铣削的转速和进给量,有利于减轻刀具的粘着,提高切削效率和质量。     

复合地层中不同刃形滚刀与岩石接触行为研究

目的 滚刀截面形状即刃形对滚刀综合性能影响显著,研究不同刃形的滚刀在复合地层中的载荷变化特点,把握各型滚刀应用于复合地层时的优势与劣势,对于减少滚刀失效、降低刀盘偏载具有重要指导意义。方法 通过滚刀破岩试验获取和对比3种刃形的滚刀(平顶、圆顶和螺旋槽滚刀)在软硬复合地层中的切削力、破岩体积等关键指标,同时建立滚刀破岩有限元数值模型,探究滚刀刃形影响其切削岩石性能的机理和规律。结果 在复合地层中工作时,平顶滚刀所需的法向力均值最高,其余滚刀则相近。这是由于圆顶和螺旋槽滚刀破岩时仅有部分表面参与接触,接触面积均小于平顶滚刀,应力集中效应明显,从而降低破岩法向力。螺旋槽滚刀在切削不同强度岩石时的法向力差距最小;圆顶滚刀的法向力标准差的值最小。3种滚刀均形成了粉末状和片状岩石碎片,平顶和圆顶滚刀形成的岩石碎片总体积相近而螺旋槽滚刀略低。结论 复合地层软硬岩强度相差较大时,可选用螺旋槽滚刀以减轻刀盘偏载;硬岩部分强度较高时,推荐选用圆顶滚刀,以减小切削力和载荷冲击。     

表面沟槽与润滑剂协同作用对摩擦振动和噪声特性的影响

目的 提升表面沟槽的减振降噪性能,延长其寿命,通过试验方法探索合适的优化方式。方法 借助数控加工方法在蠕墨铸铁材料表面加工出一定尺寸沟槽,并在沟槽填充固体润滑剂MoS2,以获得具有不同时变特性的表面。采用球-平面接触方式进行摩擦对比试验,研究沟槽与固体润滑剂MoS2协同作用对界面摩擦振动及噪声特性的影响。结果 沟槽与MoS2固体润滑剂协同作用时,不仅有效地缓解了过沟冲击振动,还进一步抑制了摩擦振动及噪声的产生。与光滑表面相比,填充MoS2的表面噪声主频幅值降低约13.4 dB。结论 该试验条件下,接触表面粘着撕裂和犁削作用等产生的“不平顺”界面因素是激发摩擦振动及产生噪声的主要诱因。沟槽与MoS2结合不仅维持了界面的完整性,还能保持其时变特性,能减缓并削弱“不平顺”界面因素的产生,进一步优化表面沟槽减振降噪的功能,并能减小磨损,延长沟槽的使用寿命。     

沟槽织构化表面影响摩擦振动噪声机理

在列车制动盘蠕墨铸铁材料表面上制备出平行间隔分布的沟槽表面织构,将其和光滑表面进行摩擦噪声对比试验,并利用有限元软件ABAQUS/Explicit(显式动态求解器)对试验进行数值模拟分析,研究沟槽织构化表面影响摩擦振动噪声的机理。结果表明,本试验条件下的光滑表面会产生较高强度的噪声而沟槽表面几乎不产生噪声,利用有限元软件ABAQUS/Explicit可以很好地模拟试验现象并揭示沟槽表面织构影响界面摩擦振动噪声的机理,即沟槽织构表面在对磨球滑过并碰击沟槽时引起的摩擦力波动能有效的打断摩擦界面的连续接触,作为不连续激励扰乱系统的自激振动,抑制界面摩擦力和振动加速度高频成分的形成并最终降低摩擦噪声。     

PMMA转动微动摩擦学行为的研究

在新型转动微动试验机上,进行了 PMMA与GCr15钢球(40mm直径)在转动角位移幅值为0.25～ 2.5°和法向载荷为100N的转动微动试验.在摩擦动力学行为研究的基础上,结合磨痕的微观分析,研究了其转动微动磨损机理.结果表明:随转动角位移幅值的增加,PMMA的转动微动会依次呈现三个区域,即部分滑移区、混合区和完全滑移区;相比部分滑移区和完全滑移区,混合区的摩擦系数明显较高;部分滑移区摩擦系数保持在较低水平且损伤轻微,微动的相对运动由弹性变形协调.在混合区和滑移区PMMA的转动微动磨损机制为伴随黏性流动的颗粒剥落和磨粒磨损.研究发现在混合区和滑移区的磨斑中央产生因黏性流动造成的损伤累积所致的材料隆起.     

微动疲劳研究进展

介绍了微动疲劳的概念和实验装置,详细综述了微动疲劳的国内外研究现状,全面地分析讨论了微动疲劳的影响因素(接触压力、滑移幅值、实验频率、摩擦力、环境、材料性质)、损伤机理、寿命评估方法和防护措施,并提出了今后研究的展望。     

阻尼参数对摩擦系统稳定性及黏滑运动的影响

基于普遍的销?盘摩擦系统，建立了一个同时考虑摩擦界面的法向与切向振动的非线性四自由度数学模型，基于复特征值分析法和时域分析法研究了系统法向和切向阻尼值对系统稳定性的影响。对系统的雅各比矩阵的复特征值分析表明：法向和切向阻尼值会对系统临界摩擦因数产生重要影响，系统存在一个最优阻尼比使系统的稳定性达到最强。在选取合理阻尼比值的基础上，若同时增大法向和切向的阻尼值有利于进一步提高系统的稳定性，减少摩擦系统不稳定振动的倾向。通过数值模拟计算，在进一步考虑黏滑现象的基础上，对系统动力学行为进行时域分析。结果表明：系统的振动行为会经历振幅增大的滑动阶段、振幅增大的黏滑运动阶段和纯黏滑阶段；同时在低速状态下，系统阻尼值会对振动极限环及黏着时长产生重要影响。     

[轮轨磨耗及预测]高速列车制动摩擦块切入端特征对制动界面特性的影响

在自行研制的高速列车制动缩比试验台上，对四种不同安装方向下的三角形摩擦块进行拖曳制动试验，研究了摩擦块的切入端特征对制动界面特性的影响,并采用有限元方法分析不同摩擦切入端特征下摩擦块的接触压力分布特点，探讨了摩擦块表面接触压力分布与其表面热分布、振动噪声特性的内在关联。结果表明：在摩擦制动过程中，摩擦块的切入端存在应力集中现象，尤其是当摩擦切入端是一个角的两条边时，摩擦切入端的角附近区域应力集中更为明显，从而引起制动系统产生高强度的振动噪声并导致摩擦块表面局部高温现象。     

织构化表面处理抑制界面摩擦尖叫噪声

为寻求抑制摩擦尖叫噪声的新途径,对表面加工有不同尺寸及分布沟槽型织构的列车制动盘蠕墨铸铁试样进行摩擦噪声试验,探讨织构化表面处理对界面摩擦尖叫噪声特性的影响。结果表明:沟槽织构表面具有明显降低摩擦尖叫噪声的效果,系统在摩擦副接触界面为织构表面的半周期内无明显尖叫噪声产生,但在接触界面为光滑表面的半周期内会产生高强度尖叫噪声。说明沟槽织构表面降低尖叫噪声的主要机理为:沟槽棱边在摩擦过程中与对摩副碰击,抑制了系统自激振动及摩擦尖叫噪声的产生。