切向力对高温发汗润滑胞体结构的接触稳定性影响

基于高温发汗润滑材料厚壁胞体的接触力学模型,利用ANSYS有限元软件分析了切向力与法向力耦合作用下厚壁胞体孔口应力的分布情况,从而探讨了切向力对厚壁胞体接触稳定性的影响。结果表明：切向力的存在对单孔厚壁胞体的接触强度及其断裂失效行为影响不大,但是会导致双孔及四孔厚壁胞体的接触强度下降,而三孔厚壁胞体的接触强度及断裂失效行为不但与切向力的大小有关,而且与切向力的方向密切相关。因此,在胞体材料结构设计与制备中,控制其胞体结构形态非常重要。     

基于材料热参数的摩擦表面接触形变模型

基于材料热参数对摩擦表面热弹性和热膨胀产生的互逆变形原理,运用Hertz理论和材料本构关系推导出了描述摩擦表面接触变形的理论模型;利用Voss提出的连续随机相加算法思想,模拟分形布朗运动以建立工程粗糙表面;并将模拟表面与理论模型相结合,实现了热参数对摩擦表面粗糙度演变规律的描述。研究表明,摩擦表面的接触形变与其材料的热参数相关;实例分析表明,材料热参数对摩擦表面粗糙度的影响很大,且不同热参数的影响程度不同,从各个参数变化与工程表面的粗糙度变化曲线可以看出,热参数中除热导率与粗糙度变化呈现反比例非线性关系外,其他热参数的变化与粗糙度的变化趋势一致,但是变化曲率的大小有所不同;显然,这种影响程度可用来描述不同材料在摩擦过程中的表面粗糙度动态演变过程。     

Ti-Al合金高温自润滑材料抗摩擦磨损模型

采用真空热压成形工艺,通过添加不同体积分数的复合润滑剂,制备出了48Ti-48Al-2Nb-2Cr自润滑材料。建立了其高温抗摩擦磨损模型,考察了其磨损率影响因素,并通过高温磨损试验分析了其减摩机理。结果表明：添加固体润滑剂对自润滑材料的磨损率有很大影响,其中,当添加的复合润滑剂（38％CaF2—62％BaF2）的体积分数为109／6时自润滑材料的磨损率最低;自润滑材料在摩擦磨损过程中,能够在磨损表面形成一层较完整的固体润滑膜,膜的存在使得自润滑材料具有很好的减摩能力。模型的建立及成膜机理的分析为Ti—Al系合金高温环境下的使用提供了理论依据。     

材料匹配性对盘式制动器接触应力分布的影响

通过有限元方法分析了盘式制动器接触应力分布状况,研究了材料匹配性对摩擦副接触应力分布的影响.结果表明:弹性模量和热膨胀系数是影响制动器接触应力分布的重要因数,在不影响其它参数的情况下适当降低摩擦片的弹性模量可以使接触应力降低,并且使其分布更为平均,较小的热膨胀系数也有利于改善接触应力分布状况;摩擦副热流参数则通过影响整体热流输入影响制动器接触应力,同时较大的比热容和热传导系数能有效降低接触应力的不均匀性.     

高温自润滑材料孔隙弯曲角度对润滑剂输出的影响

应用有限元分析方法,研究在高温工作环境下,烧结自润滑材料中孔隙弯曲对润滑剂输出的影响。基于建立的高温自润滑多孔材料结构分析模型,分析不同孔隙折角角度和折孔结构在摩擦热的作用下,孔隙中润滑剂输出特性。结果表明:在理想的孔隙模型中,贯穿摩擦面表层的孔隙为直孔段,且直孔段高度大于模型整体的1/4时,有利于润滑剂输出;与贯穿摩擦面表层直孔相连的折孔,可储存较多的润滑剂,并可向直孔中进行补偿,延长材料的使用寿命。     

金属基／陶瓷涂层的接触应力有限元分析

以球形压头为模型,采用I-deas CAD/CAE软件对Hertz弹性接触状态下金属基／陶瓷涂层的应力分布情况进行了理论建模;并基于静态模型,计算了在不同的涂层厚度／接触半宽度比和涂料／基体弹性模量比情况下的应力分布情况。论述了无涂层弹性半空间体的有限元分析结果与经典的Hertz 接触力学解析解结果的一致性,计算结果有助于工程中陶瓷涂层的设计与可靠性应用。     

基于ANSYS-WORKBENCH的气门偏摆落座力研究

利用Pro/E对气门、气门导管、气门座进行建模,装配,将其导入ANSYS-WORKBENCH中,分析了在不同气门-导管间隙ΔD及不同气门导管长度L2的情况下,气门头部轴向变形及应力的变化规律。结果表明:气门-导管间隙ΔD对气门落座力的影响很大,如能将其控制在0.2mm范围内,则可有效地控制其落座偏摆;气门头部轴向变形及气门受拉侧最大应力值随着L2的增大而增大;L4的最佳取值为45mm。研究结果为合理控制气门-导管间隙及气门导管的选择和安装提供了理论的依据。