高速摩擦过程中热量产生及耗散机理研究

发布时间：2021-04-13 19:58

　　高速摩擦过程中界面会出现局部高温、结构破坏等现象,从而导致摩擦体系的失效,造成巨大的损失。由于摩擦界面的封闭性,界面温度变化很难得到研究,界面的热传输机理尚不完全清楚。基于以上情况,本文围绕高速摩擦过程展开了深入研究,建立高速摩擦过程的分子动力学模型,从微观能量转换的角度分析了摩擦热的产生机理,研究了摩擦热在材料内部的分布情况,求解得到摩擦热分布的表达式,建立了更精确的摩擦热耗散模型。 

【文章来源】：工程热物理学报. 2020,41(11)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图２分子动力学模型??Ｆｉｇ．?２?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｄｙｎａｍｉｃｓ?ｍｏｄｅｌ??

２００?ｍ－ｓ＇１??２５０?ｍ－ｓ－１??３００?ｍ－ｓ￣＇??距离界面深度／ｎｍ??图８镍的塑性形变势能变化值分布图??Ｆｉｇ．?８?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｏｔｅｎｔｉａｌ?ｖａｌｕｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｌａｓｔｉｃ??ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｐｏｔｅｎｔｉａｌ?ｅｎｅｒｇｙ?ｏｆ?Ｎｉｃｋｅｌ??２．２材料内部摩擦热分布函数的相关参数分析??为了进一步分析材料内部摩擦热分布形式，研??究了不同材料，不同滑动速度下式（５）中Ｃ和／？的??值，结果如图９和图１０所示。在同种材料下，／Ｉ的??值随滑动速度变化不大；不同的材料有不同的ｆｔ值。??所以／Ｉ是与材料种类有关的属性参数，与外界施加??的滑动速度关系不明显。同时通过图１０可以看到，??随着滑动速度的增加，Ｃ值随之增加；不同材料有??不同的Ｃ值。这说明Ｃ的大小和摩擦条件关系十分??密切。为了更好地理解摩擦热在材料内部的分布形??式，接下来，对Ｃ和／＾的物理含义作进一步研究。??根据图１（ｃ）中建立的摩擦的物理模型，平板１??的内部塑性形变的总热量是??Ｑｉ?＝?（６）??式中为摩擦热分配比；４为界面摩擦热的比例；９??为总摩擦热。??对热量分布函数（式（５））进行积分即可得总??热量：??广＋〇〇??Ｑｌ?＝?＾（１?＿?＾ｌ）Ｑ?＝?Ｉ?Ｐｐｌａｓｔｉｃ＝??Ｊ〇?，、??ｘ?（７）??由此可以得知Ｃ值代表着材料１内部塑性形变??产生的总热量。根据图１０可看到，随着速度的增加，??图９参数／！随速度的变化??Ｆｉｇ．?９?Ｖａｒｉａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐａｒａｍｅｔｅｒ?ｈ?ｗｉｔｈ?ｓｐｅｅｄ??图１０参数ｃ随速

ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ??ｄｉｓｔａｎｃｅｓ?ｆｒｏｍ?ｔｈｅ?ｉｎｔｅｒｆａｃｅ??ａ／ｈ??０??ａ／ｈ??ｅ??０．１??０．０９５１６３??３．０??０．９５０２１３??０．５??０．３９３４６９??４．０??０．９８１６８４??１．０??０．６３２１２１??５．０??０．９９３２６２??２．０??０．８６４６６５??１０．０??０．９９９９５５??１．０??０．８??０．６??０．４??０．２??０．０??０?２?４?６?８?１０??ａｌｈ??图１１材料内部的摩擦热随距离的变化??Ｆｉｇ．?１１?Ｃｈａｎｇｅ?ｏｆ?ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ?ｈｅａｔ?ｉｎｓｉｄｅ?ｔｈｅ?ｍａｔｅｒｉａｌ??ｗｉｔｈ?ｄｉｓｔａｎｃｅ??３结论??（４．７，?９９％）??版社，２００２??Ｗｅｎ?Ｓ?Ｚ，?Ｈｕａｎｇ?Ｐ．?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ?ｏｆ?Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ?［Ｍ］．?２ｎｄ?Ｅｄｉ？??ｔｉｏｎ．?Ｂｅｉｊｉｎｇ：?Ｔｓｉｎｇｈｕａ?Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ?Ｐｒｅｓｓ，?２００２??［２］王成氣姚振强，陈铭．汽车摩擦学［Ｍ］?？上海：上海交通大??学出版社，２００２??Ｗａｎｇ?Ｃ?Ｔ，?Ｙａｏ?Ｚ?Ｑ，?Ｃｈｅｎ?Ｍ．?Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ?Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ?［Ｍ］．??Ｓｈａｎｇｈａｉ：?Ｓｈａｎｇｈａｉ?Ｊｉａｏｔｏｎｇ?Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ?Ｐｒｅｓｓ．?２００２??［３］谢友柏？摩擦学的三个公理［Ｊ］？摩擦学学报．２００１，?２１（３）：??１６１－１６６??Ｘｉｅ?Ｙ?Ｂ．?Ｔｈｒｅｅ?Ａｘｉｏｍｓ?ｏｆ?Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ?［Ｊ］．?Ｊｏｕｒｎａｌ?ｏｆ?Ｔｒｉ？??

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]列车制动盘温度场和应力场仿真与分析[D]. 杨强.北京交通大学 2009



本文编号：3135914