TiNi合金滑动摩擦行为及有限元分析

发布时间：2017-11-10 19:10

  本文关键词：TiNi合金滑动摩擦行为及有限元分析

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【摘要】：TiNi合金是一种典型的温控形状记忆合金,由于热弹性马氏体相变而具有独特的形状记忆效应和伪弹性,使得其在材料科学界和工业界备受关注。近期研究发现,TiNi合金具有优异的摩擦磨损性能,有望成为实际工程应用中摩擦磨损部件的理想选材。截止目前为止,研究人员对TiNi合金耐磨机理和影响其摩擦磨损性能的决定性因素还未形成统一明确的认识。本文以不同相组成TiNi合金为研究对象,结合摩擦实验和有限元法,具体讨论了TiNi合金的滑动摩擦磨损机制和耐磨原因。本文对三种不同相组成TiNi合金进行了滑动摩擦实验,研究其摩擦磨损行为和耐磨性能,并借助表面硬度计、X射线衍射仪及扫描电镜等设备观察分析了磨损后的表面微观形貌及磨损机制,讨论了TiNi合金的滑动摩擦磨损机制和影响其耐磨性能的主要因素。研究发现,TiNi合金滑动摩擦磨损主要机制为粘着磨损和磨粒磨损,伪弹性是其具有良好耐磨性能的主要原因。为明确TiNi合金伪弹变形特征,本文进行了母相TiNi合金的拉伸力学试验,确定了伪弹变形过程中的力学特征参数,并分析对比了目前常见TiNi合金本构关系,确定了接触力学行为分析所采用的TiNi合金伪弹本构模型。最后对滑动摩擦过程中TiNi合金的接触行为进行仿真分析,讨论了相关力学特征参数对TiNi合金接触应力和应变分布的影响,仿真结果表明降低TiNi合金弹性模量、相变临界应力和伪弹模量,可有效改善摩擦过程的接触状态,提高TiNi合金耐磨性能。研究结果可为TiNi合金在摩擦工程中的实际应用及选材提供一定的指导依据。
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG139.6

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本文编号：1167958