冲击滑动耦合作用下高速轴承与密封材料磨损行为的研究

发布时间：2021-10-10 15:29

　　高速、高温、低温、重载、高频振动环境和工况条件在航空、航天、国防领域及民品高端产品领域越来越频繁,在这种条件下,密封、轴承、齿轮和泵、阀中的磨损问题日益突出,严重制约着复杂装备的寿命、可靠性、极限性能及其稳定性。其中,有一类由于冲击滑动耦合作用产生的磨损,往往直接导致高速轴承及密封的快速、异常失效,最终导致型号等高速复杂机械系统的止转性失效。本文建立了冲击滑动磨损试验机及冲击滑动耦合作用下摩擦副的热-机耦合分析模型,通过模拟分析及试验研究,对该类磨损的机理进行了探索。首先基于密封和轴承中典型冲击滑动耦合作用的摩擦副实际工况,研制了冲击滑动磨损试验机。实现了所有物理参量的自动显示、存储和监控,主要技术参数调节灵活,冲击工作载荷稳定,持久工作能力强。模拟试验的有效性和重现性结果表明:在相同条件下的试验数据具有较好的重现性,能够用于材料在冲击滑动耦合作用下的磨损机理研究。为了研究冲击滑动作用下由于热-机耦合效应产生的微区特性变化,本文建立了冲击滑动耦合作用下的接触模型,利用虚拟接触载荷法离散载荷,简化了有限元模型中的接触搜索算法,提高了计算效率。结果表明:冲击滑动接触主要表现为反复的热冲击和... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：116 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

不同冲击次数下表面裂纹的变化

能量冲击不同。当两工件表面作垂直于冲击表面动，且冲击应力和冲击能量远小于材料的强度，这类冲击载荷被称为多冲碰撞载荷。在多冲能的反复输入，使得固体晶格振动加剧，位错能会衰减，材料对冲击能量的吸收和接触应力水平离呈指数衰减，其衰减率随着冲击频率的降低而有能量负荷性质[22]。人[23]研究了激光涂层零件在多冲碰撞下的形变的多碰载荷下，一定冲击次数后涂层与基体一段观可测应变。从其低应力和累积变形性质来看，变只在表面及以下一段区域内发生，变形率由表人[24]研究了贝氏体钢在多次冲击接触载荷下的反常磨损行为即：在 6.0J 冲击下磨损率始终稳磨损规律；而在 8.2J 冲击下，冲击 10h 后磨损 冲击下的磨损率。图 1-4 为 8.2J 冲击后表层组

哈尔滨工业大学工学博士学位论文合组织，使磨损裂纹的产生及扩展得到有效抑制，致使磨损率下降。，文献认为，对于贝氏体钢，在其他外部条件不变的情况下，适当恶化条件，提高冲击能量，反而会提高抗冲击磨损性能。3) 冲击应力分布对冲击磨损的影响 冲击接触应力对材料的冲击磨较大的影响，有研究表明[25]，材料亚表层中剪切应力的大小及分布对磨损的影响远大于正应力的影响。杨业元等人[26]在对中、高碳低合金行冲击磨损实验的基础上，研究了接触应力状态对冲击磨损特性的影响验发现：低应力冲击磨损(冲击能量为 3.5J)以切削为主，而高应力冲击(冲击能量为 160J)以块状剥落为主，且其磨损显著增加，如图 1-5 所示魏勇强：冲击滑动耦合作用下高速轴承与密封材料磨损行为的研究

【参考文献】：
期刊论文
[1]冲击磨料磨损中磨料粒度影响的有限元分析[J]. 王猷,樊瑜谨.  矿业研究与开发. 2008(04)
[2]热冲击对γ-TiAl基合金显微组织的影响[J]. 裴延玲,赵勇,马岳,宫声凯,徐惠彬.  金属学报. 2008(05)
[3]矿井提升机摩擦热分析及衬垫温度场数值模拟[J]. 韩东太,杜雪平.  矿山机械. 2007(12)
[4]新型小载荷冲击磨损试验机的研制及其实验研究[J]. 王艳,石心余,蔡立君,周仲荣.  摩擦学学报. 2007(05)
[5]炭/炭复合材料湿式制动过程中的温度场模拟[J]. 朱建军,黄启忠,王秀飞,张明瑜.  粉末冶金材料科学与工程. 2007(02)
[6]多冲碰撞载荷下激光涂层的接触损伤分析[J]. 傅戈雁,石世宏.  激光与红外. 2006(07)
[7]贝氏体钢在多次冲击接触载荷下的反常磨损行为研究[J]. 章建军,朱金华.  摩擦学学报. 2006(03)
[8]钛合金的固态Cu致脆行为研究[J]. 刘道新,刘双梅,樊国福.  航空材料学报. 2006(01)
[9]冲击与摩擦耦合作用下GCr15钢的磨损行为研究[J]. 王勇华,朱华,钱善华,李刚.  轴承. 2005(10)
[10]冲击与摩擦耦合作用下GCr15-45摩擦副的磨损行为研究[J]. 王勇华,朱华,钱善华.  煤矿机械. 2005(09)



本文编号：3428646