基于面接触的颗粒流润滑试验研究及颗粒破坏过程数值模拟

发布时间：2020-12-16 21:02

　　论文针对国内外颗粒流润滑研究的状况、提出利用端面摩擦实验机对颗粒润滑方式开展摩擦学研究,并采用离散元数值分析技术,以颗粒为研究对象,对其破坏过程进行模拟。首先,在完成对端面接触摩擦副的结构进行改进设计后,利用该实验机开展了以下几个方面的实验研究:颗粒的介入性、颗粒润滑与其它润滑方式的比较、不同物性的颗粒、不同粒径的同种颗粒和不同工况对粉末颗粒膜的影响等。结果表明:粉末可以在一定工况范围内动态进入摩擦副,实现润滑膜补偿和修复,体现出与固体润滑膜、自润滑材料类似的无油固体润滑效果。但是粉末颗粒的结构和粒径大小对颗粒的润滑效果有很明显的影响,层状结构和粒径大的粉末颗粒的润滑效果更好。并在实验数据范围内建立粉末的润滑和失效准则。其次,为了能直观的观察到润滑中颗粒的破坏情况,本文基于离散单元法建立颗粒破坏模拟模型,实现对颗粒破坏过程的动态模拟。并重点考察了边界粗糙度、边界速度、边界下压位移和颗粒内部粘接强度对颗粒破坏的影响。模拟结果表明,颗粒在一定条件下可以出现破坏,且破坏形式是从颗粒中间开裂逐渐形成一倾斜的剪切带。通过边界条件变化和粘接强度的变化对颗粒破坏影响的讨论分析,确定几个关键因素对颗粒... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

MQ-800端面摩擦磨损试验机测试软件主测试界面

面中心点的温度。试验后对试件摩擦表面不做任何处理的情况下用光学显微镜对其表面形貌和粉末膜进行观察分析。图2-3 端面接触示意图2.2.3 试验材料本试验研究中用到石墨粉、PTFE 粉、二硫化钼粉三种末材料，其性质如表2-1 所示：

（a） 铜合金（干摩擦） （b） 铜合金（粉末润滑）（c）PPTFE（干摩擦） （d） PTFE（粉末润滑）图2-7 下试样表面原始图片和微观照片2.3.3 不同物性的粉末对润滑特性的影响分析验证了粉末在无附着措施的条件下可以进入摩擦间隙后，通过变载的方式探讨了不同物理特性的粉末在润滑中的表现。该试验初始载荷为 6 MPa，每 5分钟加载 3 MPa 直至加载到 18 MPa，摩擦环中心线速度为 0.4 m/s，试验时间为 25 分钟。选择了三种典型粉末开展了润滑试验，图 2-8a 图表明聚四氟乙烯、4 6 8 10 12 14 16 180.100.150.200.250.30擦摩数系μ载荷/MPa聚四氟乙烯(4 μm)石墨粉(4 μm)MoS2粉末(4 μm)4 6 8 10 12 14 16 18406080100120140度温/oC载荷/MPa聚四氟乙烯粉(4 μm)石墨粉(4 μm)MoS2粉(4 μm)(a) 摩擦系数随载荷的变化 (b) 温度随载荷的变化图2-8 三种粉末的润滑特性石墨和 MoS2三种粉末实现了良好的粉末润滑性能。这和粉末本身的物理性质有关，作为典型的固体润滑剂，聚四氟乙烯是柱状流线形结构，石墨和 MoS2是层状结构，自身具有较低的摩擦系数，所以润滑性能都比较好。试验中聚四氟乙烯粉末润滑的摩擦系数随载荷的增加不断增大

【参考文献】：
期刊论文
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[2]基于面接触的粉末润滑实验研究[J]. 王伟,刘小君,焦明华,李红献,刘焜.  润滑与密封. 2007(11)
[3]颗粒物质与颗粒流[J]. 鲍德松,张训生.  浙江大学学报(理学版). 2003(05)
[4]固体润滑技术在电厂螺旋输粉机中间轴承上的应用[J]. 周爱民,陶兴凤,李学忠.  中国设备工程. 2003(09)
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博士论文
[1]土体破坏细观机理及颗粒流数值模拟[D]. 曾远.同济大学 2006



本文编号：2920773