载流条件下电弧对C/C复合材料摩擦磨损性能的影响
发布时间：2021-09-02 23:32
在HST-100销盘式高速载流摩擦磨损试验机上进行了试验,用高速摄像机拍摄电弧图像,研究了载流条件下电弧对C/C复合材料摩擦磨损性能的影响。研究结果表明:电弧面积和电弧能量有很好的相关性。随着电弧面积的增大,C/C复合材料的磨损率升高,摩擦因数先减小后增大,材料的磨损机制由磨粒磨损为主转化为电弧侵蚀为主。在电弧侵蚀下,材料磨损后的表面被氧化。
【文章来源】：河南科技大学学报(自然科学版). 2016,37(03)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
HST-100销盘式高速载流摩擦磨损试验机结构示意图
第3期牛晓彬，等:载流条件下电弧对C/C复合材料摩擦磨损性能的影响图2C/C复合材料的电弧面积和电弧能量随时间的变化曲线间表现出一定的相关性。电弧面积和电弧能量之间的相关程度可用相关系数［11］来表示。相关系数r为:r=1nΣ(x－x)(y－y)1nΣ(x－x)槡21nΣ(y－y)槡2，其中:x和y分别为电弧面积和电弧能量，x和y分别为电弧面积和电弧能量的平均值。r值在－1和+1之间，r＞0为正相关，r＜0为负相关，r=0表示不相关，其绝对值愈接近1表示两个变量间的相关程度愈密切，愈接近0表示相关程度愈不密切。本试验中，电弧面积和电弧能量的相关系数r=0．7236，可见在载流摩擦磨损过程中，电弧面积和电弧能量表现出比较好的相关性。2．2电弧面积与C/C复合材料摩擦磨损性能的关系表1不同摩擦盘速度下的平均电弧面积速度/(m/s)2030405060平均电弧面积/mm27．28．811．613．817．2表1为载荷70N、电流60A，不同摩擦盘速度下的平均电弧面积。根据表1中的平均电弧面积，绘制其与C/C复合材料摩擦磨损性能的关系曲线，见图3。由图3a可以看出:当平均电弧面积相对较小时，材料磨损率增加较为平缓;当平均电弧面积急剧增加时，材料磨损率急剧增加。主要原因为:在载流摩擦过程中，由于电弧的出现，大量的电弧热使材料界面的温度急剧升高，致使材料性能软化，甚至直接导致C/C复合材料熔化和气化，加速了材料的转移，发生电气磨损［12］;同时，在高温作用下，界面材料更容易发生氧化磨损。平均电弧面积越大，材料接触面上的电气磨损区域和氧化磨损区域就会越大;同时，随着平均电弧面积的增大，电弧能量增大，对于同一块区域，其相应的燃弧时间也会增大。电弧的强弱和持续时间直接决定了该区域电弧的侵蚀程度［13］?
相关，r=0表示不相关，其绝对值愈接近1表示两个变量间的相关程度愈密切，愈接近0表示相关程度愈不密切。本试验中，电弧面积和电弧能量的相关系数r=0．7236，可见在载流摩擦磨损过程中，电弧面积和电弧能量表现出比较好的相关性。2．2电弧面积与C/C复合材料摩擦磨损性能的关系表1不同摩擦盘速度下的平均电弧面积速度/(m/s)2030405060平均电弧面积/mm27．28．811．613．817．2表1为载荷70N、电流60A，不同摩擦盘速度下的平均电弧面积。根据表1中的平均电弧面积，绘制其与C/C复合材料摩擦磨损性能的关系曲线，见图3。由图3a可以看出:当平均电弧面积相对较小时，材料磨损率增加较为平缓;当平均电弧面积急剧增加时，材料磨损率急剧增加。主要原因为:在载流摩擦过程中，由于电弧的出现，大量的电弧热使材料界面的温度急剧升高，致使材料性能软化，甚至直接导致C/C复合材料熔化和气化，加速了材料的转移，发生电气磨损［12］;同时，在高温作用下，界面材料更容易发生氧化磨损。平均电弧面积越大，材料接触面上的电气磨损区域和氧化磨损区域就会越大;同时，随着平均电弧面积的增大，电弧能量增大，对于同一块区域，其相应的燃弧时间也会增大。电弧的强弱和持续时间直接决定了该区域电弧的侵蚀程度［13］，因此，面积越大的电弧对材料磨损的影响越大。图3平均电弧面积与C/C复合材料摩擦磨损性能的关系由图3b可以看出:C/C复合材料的摩擦因数随平均电弧面积的增大先减小后增大，表明当平均电弧面积超过某一定值时，C/C复合材料的摩擦磨损机制发生了改变。主要原因为:一方面，当电弧面积较小时，随着电弧面积的增大，电弧产生的高温使摩擦接触面温度升高，界面材料软化，材料界面上接触点的抗剪切能力降低，接触点更容易被剪断，摩擦因数降?
本文编号：3379944
【文章来源】：河南科技大学学报(自然科学版). 2016,37(03)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
HST-100销盘式高速载流摩擦磨损试验机结构示意图
第3期牛晓彬，等:载流条件下电弧对C/C复合材料摩擦磨损性能的影响图2C/C复合材料的电弧面积和电弧能量随时间的变化曲线间表现出一定的相关性。电弧面积和电弧能量之间的相关程度可用相关系数［11］来表示。相关系数r为:r=1nΣ(x－x)(y－y)1nΣ(x－x)槡21nΣ(y－y)槡2，其中:x和y分别为电弧面积和电弧能量，x和y分别为电弧面积和电弧能量的平均值。r值在－1和+1之间，r＞0为正相关，r＜0为负相关，r=0表示不相关，其绝对值愈接近1表示两个变量间的相关程度愈密切，愈接近0表示相关程度愈不密切。本试验中，电弧面积和电弧能量的相关系数r=0．7236，可见在载流摩擦磨损过程中，电弧面积和电弧能量表现出比较好的相关性。2．2电弧面积与C/C复合材料摩擦磨损性能的关系表1不同摩擦盘速度下的平均电弧面积速度/(m/s)2030405060平均电弧面积/mm27．28．811．613．817．2表1为载荷70N、电流60A，不同摩擦盘速度下的平均电弧面积。根据表1中的平均电弧面积，绘制其与C/C复合材料摩擦磨损性能的关系曲线，见图3。由图3a可以看出:当平均电弧面积相对较小时，材料磨损率增加较为平缓;当平均电弧面积急剧增加时，材料磨损率急剧增加。主要原因为:在载流摩擦过程中，由于电弧的出现，大量的电弧热使材料界面的温度急剧升高，致使材料性能软化，甚至直接导致C/C复合材料熔化和气化，加速了材料的转移，发生电气磨损［12］;同时，在高温作用下，界面材料更容易发生氧化磨损。平均电弧面积越大，材料接触面上的电气磨损区域和氧化磨损区域就会越大;同时，随着平均电弧面积的增大，电弧能量增大，对于同一块区域，其相应的燃弧时间也会增大。电弧的强弱和持续时间直接决定了该区域电弧的侵蚀程度［13］?
相关，r=0表示不相关，其绝对值愈接近1表示两个变量间的相关程度愈密切，愈接近0表示相关程度愈不密切。本试验中，电弧面积和电弧能量的相关系数r=0．7236，可见在载流摩擦磨损过程中，电弧面积和电弧能量表现出比较好的相关性。2．2电弧面积与C/C复合材料摩擦磨损性能的关系表1不同摩擦盘速度下的平均电弧面积速度/(m/s)2030405060平均电弧面积/mm27．28．811．613．817．2表1为载荷70N、电流60A，不同摩擦盘速度下的平均电弧面积。根据表1中的平均电弧面积，绘制其与C/C复合材料摩擦磨损性能的关系曲线，见图3。由图3a可以看出:当平均电弧面积相对较小时，材料磨损率增加较为平缓;当平均电弧面积急剧增加时，材料磨损率急剧增加。主要原因为:在载流摩擦过程中，由于电弧的出现，大量的电弧热使材料界面的温度急剧升高，致使材料性能软化，甚至直接导致C/C复合材料熔化和气化，加速了材料的转移，发生电气磨损［12］;同时，在高温作用下，界面材料更容易发生氧化磨损。平均电弧面积越大，材料接触面上的电气磨损区域和氧化磨损区域就会越大;同时，随着平均电弧面积的增大，电弧能量增大，对于同一块区域，其相应的燃弧时间也会增大。电弧的强弱和持续时间直接决定了该区域电弧的侵蚀程度［13］，因此，面积越大的电弧对材料磨损的影响越大。图3平均电弧面积与C/C复合材料摩擦磨损性能的关系由图3b可以看出:C/C复合材料的摩擦因数随平均电弧面积的增大先减小后增大，表明当平均电弧面积超过某一定值时，C/C复合材料的摩擦磨损机制发生了改变。主要原因为:一方面，当电弧面积较小时，随着电弧面积的增大，电弧产生的高温使摩擦接触面温度升高，界面材料软化，材料界面上接触点的抗剪切能力降低，接触点更容易被剪断，摩擦因数降?
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