仿生激光纹理的特征量对C30碳素钢干摩擦耐磨性能的影响

发布时间：2023-05-12 19:04

　　在凸轮式制动器的服役过程中,制动蹄腹板弧面和支撑销之间往往存在剧烈的干滑动摩擦磨损。中频淬火技术虽然能够有效提高制动蹄腹板的硬度和腹板弧面的耐磨性能,但该技术存在加工效率低下、热处理变形难以控制等缺点。基于对仿生耦合原理及激光表面纹理化技术的研究,本文提出了一种可能替代中频淬火技术以改善制动蹄腹板弧面耐磨性能的仿生激光纹理化技术,并以制动蹄腹板材料C30碳素钢为研究对象,研究了条状仿生激光纹理特征量的变化对C30碳素钢干摩擦耐磨性能的影响。在受到耐磨生物表面软硬相间特征及非光滑形貌的启发后,本文首先采用脉冲激光在C30碳素钢试样上制造了分布间距特征量,分布均匀性特征量及分布方向特征量各异的三组条状仿生激光纹理。随后,通过干摩擦试验和磨损失重分析,本文对比了仿生激光纹理化试样,淬火试样及未处理C30碳素钢试样的干摩擦耐磨性能。通过显微分析及硬度测试,本文研究了条状激光纹理的组织及硬度特征,仿生试样的表界面磨损形貌及仿生纹理磨损前后的表面轮廓特征。通过有限元模拟分析,本文研究了各种试样表面模型受载时的表面应力分布特征。研究结果表明:随着仿生纹理的中心间距从2.5 mm增大到3.5 mm,仿...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 表面防磨损技术的研究现状
        1.2.1 热处理技术
        1.2.2 表面强化技术
        1.2.3 激光表面强化技术
    1.3 仿生学及仿生耦合原理
        1.3.1 生物表面结构及特性
        1.3.2 仿生学的工程应用
        1.3.3 生物耦合现象及耦合特性
        1.3.4 仿生耦合原理的工程应用
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 实验方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验方法
        2.2.1 激光设备的应用
        2.2.2 仿生纹理的设计
        2.2.3 干摩擦试验的设计
        2.2.4 材料硬度的测量
        2.2.5 显微设备的应用
        2.2.6 表面应力的数值模拟
第3章 激光参数的影响及摩擦副材料的选择
    3.1 引言
    3.2 激光参数的影响及条状激光纹理的物理特性
        3.2.1 激光参数对纹理表面形貌的影响
        3.2.2 激光参数对纹理界面形貌的影响
        3.2.3 条状激光纹理的显微组织
        3.2.4 条状激光纹理的显微硬度
    3.3 摩擦副材料的选择
    3.4 本章小结
第4章 仿生纹理的分布间距特征量对表面耐磨性能的影响
    4.1 引言
    4.2 仿生试样的表面耐磨性能
    4.3 仿生试样的表面磨损形貌
    4.4 磨损试样的表面模型及应力分布特征
    4.5 本章小结
第5章 仿生纹理的分布均匀性特征量对表面耐磨性能的影响
    5.1 引言
    5.2 仿生试样的表面耐磨性能
    5.3 仿生试样的表界面磨损形貌
    5.4 非光滑表面模型的应力分布特征
    5.5 本章小结
第6章 仿生纹理的分布方向特征量对表面耐磨性的影响
    6.1 引言
    6.2 仿生试样的表面耐磨性能
    6.3 仿生试样的表面磨损形貌
    6.4 仿生纹理的表面轮廓特征
    6.5 本章小结
第7章 结论
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢



本文编号：3814454